激發(fā)極化法在銅多金屬礦中的應(yīng)用實(shí)例

殷保全

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊(duì)烏魯木齊830013）

激發(fā)極化法在銅多金屬礦中的應(yīng)用實(shí)例

殷保全

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊(duì)烏魯木齊830013）

通過應(yīng)用實(shí)例介紹了在金屬礦勘查中,綜合應(yīng)用激發(fā)極化法中的中間梯度法和對(duì)稱四極測深等觀測裝置可以發(fā)揮激電法獨(dú)特的作用,發(fā)現(xiàn)與礦(化)體有著直接關(guān)系的礦致激電異常,取得較好的地質(zhì)找礦效果。

激電法斑巖型銅礦勘查電法找礦應(yīng)用

近年來隨著地質(zhì)工作程度的不斷提高，尋找中深部隱伏礦體是當(dāng)前地質(zhì)工作者面臨的主要任務(wù)。激電法特有的找礦效果已經(jīng)成為物探方法中發(fā)現(xiàn)金屬礦產(chǎn)的重要手段。一般情況下，金屬礦產(chǎn)生成環(huán)境與構(gòu)造、巖漿巖侵入關(guān)系密切，常與硫化物共生，而金屬硫化物具有較強(qiáng)的極化效應(yīng)，且金屬礦體與賦礦圍巖有明顯的電阻率和極化率差異，激電法主要是研究巖礦石的電阻率和極化率特性，對(duì)于與巖漿活動(dòng)和熱液作用有關(guān)的銅、金、鉛鋅、鎢、錫、鉬多金屬、貴金屬礦床，激電都會(huì)有較清晰的異常顯示，因此利用該方法能夠較準(zhǔn)確的預(yù)測深部礦體的存在，以及直接或間接尋找金屬礦產(chǎn)，能夠取得較好的地質(zhì)找礦效果。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

該銅金礦位于岡底斯東段銅多金屬成礦帶內(nèi)，大地構(gòu)造位于岡底斯－念青唐古拉板片次級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)。是在前震旦系變質(zhì)巖構(gòu)成的結(jié)晶基底之上，發(fā)育了一套中新生代地層。

地層：礦區(qū)出露地層有白堊系比馬組、旦師庭組，次為第四系松散堆積層。主要巖性由老到新依次為灰綠、灰色安山巖質(zhì)凝灰?guī)r、變質(zhì)中細(xì)粒石英砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、含石英砂質(zhì)灰?guī)r、大理巖及矽卡巖、斜長角閃片巖、板巖、火山角礫巖等。第四系沖洪積層主要分布于礦區(qū)河谷及兩側(cè)地帶，由河卵石、礫石、砂及亞砂土組成。礦區(qū)內(nèi)銅金礦層就賦存在比馬組大理巖中。

構(gòu)造：礦區(qū)位于謝通門－拉薩－沃卡韌脆性剪切帶南側(cè)，受擠壓作用形成一系列近東西向展布的復(fù)式褶皺和逆沖斷裂，次級(jí)的大致平行排列斷裂以及東西向、北東向壓扭性斷裂十分發(fā)育。此外，斷裂的縱橫交錯(cuò)、多期疊加、性質(zhì)復(fù)雜表現(xiàn)為局部構(gòu)造特點(diǎn)。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造類型為褶皺及斷裂，礦區(qū)內(nèi)銅金礦化帶賦存于向斜南翼比馬祖矽卡巖中。近東西向的主斷裂和南北向的次級(jí)斷裂起到了控礦、導(dǎo)礦及容礦的作用，斷層內(nèi)大理巖中矽卡巖化發(fā)育，銅金礦體就發(fā)育在矽卡巖中。

巖漿巖：測區(qū)內(nèi)出露的主要巖體為呈巖基狀侵入旦師庭組地層中的古近紀(jì)古新世中粒－粗粒斑狀黑云母花崗巖和為巖基狀產(chǎn)出的燕山晚期中酸性巖體，主要為古近紀(jì)漸新世中細(xì)?；◢忛W長巖、中細(xì)粒輝石閃長巖、中細(xì)粒石英閃長巖（鉀長石化中細(xì)粒閃長巖）。

變質(zhì)作用：區(qū)內(nèi)主變質(zhì)期為燕山晚期－早喜山期。主要為區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)及動(dòng)力變質(zhì)。

蝕變特征：巖體普遍蝕變較強(qiáng)，主要為矽卡巖化、破裂巖化、千枚巖化、褐鐵礦化等。

2 地球物理與地球化學(xué)特征

工作地區(qū)大部分被植被和砂礫石及浮土覆蓋，但厚度僅2～3 m，電阻率＞100 Ω·m，可以認(rèn)為不會(huì)產(chǎn)生屏蔽層。該區(qū)的礦床類型為矽卡巖型，礦石類型為硫化物型，礦石構(gòu)造為條帶狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，氧化礦石具蜂窩狀構(gòu)造，電性反應(yīng)顯著。

該區(qū)電性參數(shù)表明：巖礦石電阻率變化較大，礦石與圍巖差異達(dá)10倍以上，該區(qū)內(nèi)銅礦石和銅礦化體視電阻率rs一般為n×102Ω·m，巖石的視電阻率rs一般為n×103Ω·m；巖石極化率低，而且穩(wěn)定，巖石的極化率平均值變化范圍為1.08%～2.04%，礦石的極化率一般都在3以上。各類黃鐵礦化巖石，如花崗巖、角礫巖、砂巖等極化率最高，h值達(dá)12%，極化率均高于不含黃鐵礦化的其它巖石的極化率；含礦化巖石或者礦石極化率平均值為3.76%～10.5%，礦石與圍巖具有明顯的極化率和電阻率差異，因此利用極化率和電阻率參數(shù)可以圈定銅（鉬）礦（化）體的范圍，該區(qū)具備開展激電工作的地球物理前提。

根據(jù)前人在礦區(qū)開展的原生暈測定，分析了Cu、Pb、Zn、Ag、Au、W、Mo、As、Sb、Bi等10種元素，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)計(jì)算，10種元素的地球化學(xué)特征見表1。

表1 礦區(qū)地球化學(xué)特征值表

結(jié)果表明，Zn、W元素呈均勻性分布，Cu元素呈不均勻性分布，其它元素呈基本均勻性分布，與地殼克拉克值相比，Ag、Pb、W、As元素呈強(qiáng)富集特征，Au元素呈貧乏特征，其它元素接近地殼克拉克值。

3 工作方法

礦區(qū)內(nèi)地球物理測量研究工作，是在地質(zhì)、地球化學(xué)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。工作區(qū)的選擇及測線的布置，主要是勘查前期地質(zhì)與地球物理、地球化學(xué)測量工作所發(fā)現(xiàn)的異常地段。

激電中梯：在該區(qū)域布置激電中梯測量面積0.4 km2，極距采用AB=1 200 m，MN=40 m，點(diǎn)距20 m。

激電測深：根據(jù)激電中梯測量工作成果，在IP-2激電異常區(qū)布置了一條激電測深剖面，測深裝置選用對(duì)稱四極，ABmax=2 400 m，ABmin=6 m，以了解極化體的產(chǎn)狀及深部變化特征。

4 成果解釋

激電面積測量：通過激電掃面，發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)較好的激電異常IP-1、IP-2，視極化率異常曲線平滑，異常幅值大，變化緩；對(duì)應(yīng)視電阻率為低阻異常。對(duì)全區(qū)視極化率hs異常值剔除奇異值后進(jìn)行背景值及離差的統(tǒng)計(jì)，確定異常下限確定為4.0%，而ρS異常的確定根據(jù)測深曲線的性質(zhì)來判斷其相對(duì)高低。

IP-1激電異常：位于測區(qū)西部的5 200～5 800線，總體形態(tài)為由東向西增大的長帶狀，其外圍背景值hs基本為1%～3%。異常區(qū)長軸呈近東西走向，與地層走向基本一致，對(duì)應(yīng)的視電阻率整體表現(xiàn)為低阻特征。異常梯度變化南陡北緩，且主異常南北兩端各有高阻低極化異常出現(xiàn)，測區(qū)西北方向的激電異常沒有閉合，有向西北外延趨勢。該異常范圍較大，異常強(qiáng)度也較高，主異常中心視極化率最高值為10.76%，對(duì)應(yīng)視電阻率一般為30～500 Ω·m，異常向北側(cè)視極化率等值線有稀疏、變緩的現(xiàn)象，推測極化體向北埋深有增大的趨勢。視極化率異常出現(xiàn)在視電阻率的低值帶區(qū)，電性特征是“低阻高極化”（圖1）。

對(duì)比激電異常、化探異常和地質(zhì)填圖信息，視極化異常和Cu、Au化探異常范圍基本對(duì)應(yīng)，化探異常區(qū)不一定有激電異常，但是激電異常區(qū)都對(duì)應(yīng)著化探異常。工作中發(fā)現(xiàn)在礦區(qū)西北部的花崗巖與砂巖角巖接觸帶中發(fā)育有較多浸染狀的黃鐵礦化，局部見有孔雀石，異常區(qū)有斷裂穿過，黃鐵礦化呈浸染狀分布使得整個(gè)西北部的視極化率值升高，異常呈面狀展布特征，綜合分析該異常為受斷裂構(gòu)造控制產(chǎn)出在花崗巖與砂巖、角礫巖接觸帶中的熱液型銅金多金屬硫化物體引起。

圖1 矽卡巖型銅金礦激電綜合平面

IP-2激電異常：位于測區(qū)西部的5 800～6 100線，主異常呈窄條帶狀，近東西走向，與地層走向基本一致。異常梯度變化南陡北緩，測區(qū)向東異?；鹃]合。主異常中心視極化率最高值為4.73%，對(duì)應(yīng)視電阻率一般為300～800 Ω·m，也表現(xiàn)為“低阻高極化”的電性特征。異常向北側(cè)視極化率等值線有稀疏、變緩的現(xiàn)象，推測極化體向北埋深有增大的趨勢。

區(qū)內(nèi)花崗閃長巖是規(guī)模最大的巖漿巖體，矽卡巖型含金銅多金屬礦床就賦存于該巖體與大理巖接觸帶上，呈不連續(xù)的近東西向串珠狀、脈狀排列。礦區(qū)東部低阻高極化特性對(duì)應(yīng)著已經(jīng)出露的富銅礦體，該激電異常主要由銅金等細(xì)脈浸染狀和塊狀金屬硫化物形成的礦（化）體引起。由于地表及淺部銅礦（化）體已經(jīng)被采空，造成視極化率值整體不高。

激電測深：對(duì)具有較好的找礦前景的IP-1異常進(jìn)行對(duì)稱四極激電測深勘查評(píng)價(jià)。激電測深剖面AA’布置在IP-1主異常上，測深斷面（圖2）顯示，在整個(gè)斷面下存在一個(gè)范圍較大的視極化率異常，下部異常未封閉，異常中心位于5～13號(hào)點(diǎn)下方，異常向下已經(jīng)收縮，主峰異常顯示極化體向北傾斜，處在視電阻率低值帶上，呈現(xiàn)明顯的低阻高極化特征，且該組合特征向下未封閉。根據(jù)上述分析，推測在破碎帶里局部富集的礦體引起了該異常，該極化體的埋深估算在15～30 m。含礦巖體hs值的大小取決于其中金屬硫化物的含量，利用hs值的變化可進(jìn)一步推斷銅金元素的富集地段及礦體的最厚部位。

圖2 AA’剖面激電測深斷面圖

5 工程驗(yàn)證結(jié)果

在激電測深剖面異常中心布置了1個(gè)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果在鉆孔見到了以Cu、Au為主的金屬硫化物礦（化）體。表層主要為黃鐵礦化的大理巖，從20 m以下斷續(xù)見到了多層脈狀或串珠狀銅金礦體。

6 結(jié)論

在本區(qū)礦石與圍巖存在有明顯電性差異的特定條件下，通過該區(qū)進(jìn)行的激電工作，發(fā)現(xiàn)了激電異常，充分利用已有資料，將異常解釋推斷和地質(zhì)工作緊密結(jié)合，對(duì)異常極化體進(jìn)行了地質(zhì)解釋，大致了解了極化體的產(chǎn)狀及埋深。經(jīng)工程驗(yàn)證，證實(shí)了物探的推斷解釋，激電異常由銅金多金屬礦引起，獲得了較好的找礦效果。該方法在礦體上有明顯的異常反映，在本區(qū)取得了良好的找礦效果，發(fā)揮了激電中梯在尋找隱伏金屬硫化物礦床方面優(yōu)于其他物化探方法的特長。

[1]中南礦冶學(xué)院物探教研室.金屬礦電法勘探,北京:冶金工業(yè)出版社,1980.

收稿：2014-05-21