視電阻率參數(shù)找礦方法在坦桑尼亞Nykisirbri金礦區(qū)的應(yīng)用研究

崔小軍，李水平，彭 俊，邵江波，馮 攀，康 健

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，鄭州 450001）

0 引言

金在礦石中的含量和在地殼中的豐度極低，采用地球物理方法尋找金礦仍是目前物探方法中最困難 的 應(yīng) 用 之 一［1］。 然 而，金 具 有 高 密 度（19.3g／cm3）、高導(dǎo)電率（5×107S／m）和無磁性的物理性質(zhì)特征［2］，金礦床大多與硫化礦物伴生，且與控礦構(gòu)造以及熱液蝕變帶等地質(zhì)因素有關(guān)系，使得間接找金成為可能［3］。電阻率參數(shù)在反映地下地質(zhì)構(gòu)造如斷裂帶、接觸帶和構(gòu)造破碎帶等方面有其獨(dú)特的效果，電阻率法的裝置類型較多，因此電阻率法是目前國內(nèi)外金礦普查中較常用的一種物探方法。

本次工作在坦桑尼亞Nykisirbri金礦區(qū)通過傳統(tǒng)電阻率法不同裝置類型的試驗性探索，采用大功率電阻率剖面法和對稱四極測深法，圈定了與金礦床在空間上有一定聯(lián)系的構(gòu)造破碎蝕變帶，起到了平面上縮小找礦靶區(qū)、地下空間定位預(yù)測作用，達(dá)到了間接發(fā)現(xiàn)金礦床的目的。電阻率法在坦桑尼亞Nykisirbri金礦的應(yīng)用效果為此類型金礦床的尋找及其外圍找礦工作提供了借鑒。

1 地質(zhì)及電性特征

1.1 地質(zhì)概況

（1）地層。坦桑尼亞Nykisirbri金礦位于維多利亞湖東部，礦區(qū)內(nèi)大面積為第四系殘破積物和砂質(zhì)黃土覆蓋，其基巖地層巖性主要為中酸性變質(zhì)凝灰?guī)r、長英質(zhì)凝灰質(zhì)片巖，地層走向NW向，傾向NE，傾角陡，且變化較大。

（2）構(gòu)造。經(jīng)磁法測量推測，在礦區(qū)北部和南部各有2條NE向斷裂構(gòu)造，北部2條近乎平行，南部2條在礦區(qū)外相交，斷裂構(gòu)造內(nèi)有輝綠巖脈。

（3）礦化。金礦礦（化）體為構(gòu)造破碎帶中的石英脈及其兩側(cè)的黃鐵礦化、絹云母化破碎蝕變巖帶，礦體圍巖為中酸性變質(zhì)凝灰?guī)r。礦石礦物主要為石英、磁黃鐵礦、黃鐵礦，次要礦物為毒砂、綠泥石、絹云母、黃銅礦等，金主要呈自然金的形式賦存于礦石礦物裂隙中。礦化類型主要為硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、絹云母化；黃鐵礦化是最主要的金屬礦化，且以中－細(xì)粒狀、細(xì)脈狀在破碎帶蝕變巖和石英脈中出現(xiàn)。圍巖蝕變主要為綠泥石化、絹云母化、硅化等。

表1 巖（礦）石電性統(tǒng)計表Table 1 The statistics of electrical property parameters of rocks

1.2 巖（礦）石電性特征

野外使用對稱小四極法對民采坑巖（礦）石標(biāo)本的電性參數(shù)進(jìn)行了測定，視電阻率、視極化率分別采用幾何平均值和算術(shù)平均值來統(tǒng)計計算［4］。由表1中可知，構(gòu)造破碎帶（礦石、礦化巖石、蝕變巖）的視電阻率較低，圍巖（變質(zhì)凝灰?guī)r）的視電阻率較高；構(gòu)造破碎帶和圍巖的視電阻率相差近3倍，具有一定的差異，說明原巖經(jīng)構(gòu)造破碎、礦化后，電阻率大大降低［5］。構(gòu)造破碎帶（礦石、礦化巖石、蝕變巖）的視極化率均在2%以下，數(shù)值較低且差異不大，說明巖（礦）石中金屬硫化物含量較少［6］。因此，礦區(qū)內(nèi)的低阻異常應(yīng)當(dāng)是構(gòu)造破碎蝕變帶和礦化巖石的反映。

巖（礦）石電性特征表明：利用視極化率參數(shù)來劃分構(gòu)造蝕變帶則有一定困難（野外多條實測激電測深剖面也證實了這點）；根據(jù)破碎帶具低電阻的電性特征，以及構(gòu)造破碎帶與圍巖視電阻率的相對差異可劃分出構(gòu)造蝕變帶。也就是說，Nykisirbri地區(qū)具有用視電阻率參數(shù)在背景巖石中尋找構(gòu)造蝕變破碎帶（構(gòu)造巖、礦化巖石）的良好地球物理基礎(chǔ)，本區(qū)能夠運(yùn)用電阻率法尋找構(gòu)造破碎蝕變帶、進(jìn)而達(dá)到發(fā)現(xiàn)金礦脈的目的。

2 激電剖面異常特征

為了得到電阻率法不同裝置類型在該礦區(qū)對構(gòu)造蝕變帶和礦化體的有效探測，除中梯裝置外，還進(jìn)行了聯(lián)剖裝置、軸向雙偶極裝置的試驗性工作。以下為礦區(qū)內(nèi)24線視電阻率參數(shù)在不同裝置上所反映的異常特征（圖1）。

圖1 24線地質(zhì)—物探綜合剖面圖Fig.1 Integrated geological－geophysical profile for line 24

（1）中梯剖面異常特征。圖1a為24線激電中梯剖面圖，對應(yīng)于構(gòu)造蝕變帶位置，視電阻率曲線在600—650點處，以“下凹”（ρs約為550Ω·m）為表現(xiàn)形式，具明顯的低阻特征；視電阻率的低阻范圍較窄，反映了構(gòu)造蝕變礦化帶的位置，與圖1f中構(gòu)造蝕變礦化帶和金礦體相吻合。

（2）聯(lián)合剖面異常特征。圖1b為聯(lián)剖視電阻率ρsA和ρsB曲線，二者呈同步跳躍（為表層中局部電性不均勻體的影響所致）［7］，在構(gòu)造蝕變帶的傾斜方向上ρAs和ρBs出現(xiàn)明顯的反交點。

圖1c為比值參數(shù)F曲線，消除了表層中局部電性不均勻體的影響，曲線較規(guī)則，突出了地質(zhì)體的異常反映，但交點與構(gòu)造蝕變帶和礦體淺部位置有位移，異常反映效果相對較差。

（3）軸向偶極—偶極剖面異常特征。軸向雙偶極測量，采用供電極距AB＝20m，測量電極MN＝20m，且AB＝MN＝a＝20m，點距20m，間隔系數(shù)n＝1～6，短導(dǎo)線工作方式，供電周期8s，標(biāo)準(zhǔn)制式供電方式。

圖1d為視電阻率ρs剖面曲線隨極距的變化特征和規(guī)律［8］，可以看出，在560號點附近，隨著極距增大，ρs逐漸降低，表明了此處中淺部構(gòu)造蝕變帶和金礦脈的異常反應(yīng)特征。

圖1e為偶極ρs斷面等值線，中間（600—650點）有ρs極小量值的等值圈，呈明顯的低阻特征，兩側(cè)為上寬下窄的“八”字形高阻異常。偶極ρs斷面等值線圖的低阻（600—650點）確切指示了構(gòu)造蝕變帶的基本位置及產(chǎn)狀，與圖1f中的構(gòu)造蝕變礦化帶對應(yīng)良好。

3 激電平面異常特征

研究區(qū)天然露頭少，覆蓋較嚴(yán)重，但地形比較平坦，所測得的視電阻率數(shù)據(jù)基本不受地形因素影響，測量數(shù)據(jù)能客觀真實地反映地下地質(zhì)體的電性特征。本次工作選擇效率高、最能反映構(gòu)造蝕變帶電性特征的中梯裝置參數(shù)ρs進(jìn)行面積性測量，以此來推測構(gòu)造蝕變帶和金礦脈的延伸方向和規(guī)模大小。測量網(wǎng)度80m×10m，測線方向SN向，AB＝1 500 m，MN＝40m。

研究區(qū)的視電阻率激電中梯平剖圖如圖2所示。

從圖2中可以看出，在高阻異常帶中間存在著相對較低的低阻異常帶。依據(jù)視電阻率的這種異常特征，結(jié)合構(gòu)造蝕變帶和圍巖的物性特征及礦區(qū)地質(zhì)特征，圈定了3條與金礦化有關(guān)的構(gòu)造蝕變帶R1，R2，R3，其中R1和R3呈近EW向延伸，R2在西段呈近EW向，且平行展布，其東段呈NW向，這3條構(gòu)造蝕變帶與周圍背景相比具明顯的低阻特征。

除R1外，R2，R3構(gòu)造蝕變帶已在2013年的地表工程和鉆探工程中證實為含金礦脈，下一步將繼續(xù)布置工程進(jìn)行詳細(xì)勘查。

圖2 激電中梯平剖圖Fig.2 Plan－profile for inducecd polarization anomaly using central gradient array

4 激電斷面異常特征

礦區(qū)內(nèi)23線的激電測深擬斷面圖見圖3。

從圖3a中可以看出，斷面圖中存在著2個低阻“下凹”地段，分別在橫向160～200m和240～280 m處，基本上沿深度垂直向下，視電阻率等值線圈的形態(tài)大致表明了構(gòu)造破碎帶在地下空間的賦存狀況［9］，即構(gòu)造破碎帶的產(chǎn)狀較陡。其中，160～200m處的構(gòu)造破碎蝕變帶已經(jīng)為地表工程和鉆探工程（鉆孔以斜孔布置，傾角為70°）所驗證，構(gòu)造破碎礦化蝕變帶寬度約為20m，金礦體厚度為2.40m，金礦石品位w（Au）＝3.46×10－6～11.87×10－6，現(xiàn)已被定為金礦脈（圖3c）；240～280m處的構(gòu)造破碎蝕變帶與160～200m處具有相似的異常特征，已被R2構(gòu)造蝕變帶帶上的其他鉆孔（ZK012，ZK009，ZK001）驗證，為含金礦脈，其延伸深度較160～200 m處更大，平均金品位為w（Au）＝5.67×10－6，平均厚度為1.80m。

圖3 23線激電測深擬斷面圖Fig.3 Profile of IP sounding at line 23

從圖3b中也可以看出，視極化率參數(shù)在斷面內(nèi)反映的構(gòu)造蝕變帶和金礦體的異常效果不是很明顯（與物性測定結(jié)果一致），整個斷面內(nèi)視極化率數(shù)值基本在1%～2%之間，比較偏小，且對應(yīng)于構(gòu)造破碎帶部位沒有明顯的異常濃集中心。因此，本區(qū)主要以視電阻率參數(shù)來反映構(gòu)造蝕變帶的電性特征。

5 結(jié)論

（1）本區(qū)視電阻率參數(shù)能夠比較準(zhǔn)確地圈定構(gòu)造蝕變帶的基本位置，以及指導(dǎo)鉆探驗證工作；依據(jù)視極化率參數(shù)特征，則不能夠確切指示構(gòu)造蝕變帶和礦體的位置。此特征為本礦區(qū)下一步運(yùn)用電阻率方法尋找構(gòu)造蝕變帶及金礦體提供了模式。

（2）本礦區(qū)電阻率法不同裝置與不同極距的異常反映特征較為一致，不同程度地指示了構(gòu)造蝕變帶的位置、寬度及產(chǎn)狀，僅由于反映深度不同，異常幅值與寬度有所變化。即低阻異常特征為礦體與構(gòu)造蝕變帶的綜合反映，以低阻異常特征可推測構(gòu)造蝕變帶的延伸方向、規(guī)模。

（3）本區(qū)不存在地形影響，以視電阻率為主要參數(shù)繪制的平剖圖所反映的電性異常特征，能確切地指示構(gòu)造蝕變帶的延伸狀態(tài)和金礦脈的可能存在位置。

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