河南汝陽南部鉛鋅礦田電場特征及其找礦模型

汪慧軍，王永麗，羅明偉，王永軍，張 蓓，敬克甲，李大卓，高璟坤，侯四周

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 許昌 4610001）

0 引言

河南省汝陽南部鉛鋅礦田經(jīng)近30年的地質(zhì)找礦勘查，已發(fā)現(xiàn)王坪西溝大型鉛鋅礦、老代仗溝及西灶溝2個中型鉛鋅礦，綠竹坪、青崗坪、寶豐溝、松都溝、付西、裂子山等6個小型鉛鋅礦床，尚有數(shù)十個鉛鋅礦點［1］，它們共同構(gòu)成了汝陽南部鉛鋅礦田的基本格局。礦床成因類型均為中－低溫熱液充填交代型脈狀鉛鋅礦床。從王坪西溝、老代仗溝、西灶溝鉛鋅礦的電法勘探手段及其找礦效果不難發(fā)現(xiàn)，對于中淺部的鉛鋅礦床除了可以從地球化學異常方面有所發(fā)現(xiàn)外，在地球物理尤其在電場特征上也具有一定的規(guī)律性。本文將在簡述礦田電場特征的基礎(chǔ)上，基于西灶溝鉛鋅礦床巖礦石的電參數(shù)等地質(zhì)－地球物理信息，建立汝陽南部鉛鋅礦田的地質(zhì)—地球物理找礦模型。

1 地質(zhì)概況

汝陽南部鉛鋅礦田位于華北地臺與秦嶺褶皺系東段銜接部位的外方山脈北緣。區(qū)內(nèi)基底為太古宇太華群中深變質(zhì)巖系，蓋層為中元古界長城系熊耳群馬家河組（Chm）、雞蛋坪組（Chj）、許山組（Chx）。雞蛋坪組二段（Chj2）—三段（Chj3）的安山巖、英安巖及凝灰?guī)r等與鉛鋅礦關(guān)系密切。中元古代王屋山運動使熊耳群火山巖的完整性遭到破壞，形成一系列近EW向的斷裂帶，斷裂帶內(nèi)被稍后時段的石英二長巖或石英閃長巖的脈巖所充填（圖1）。由于長時期且復雜的地殼運動和反復的熱液活動，在構(gòu)造斷裂帶內(nèi)不僅形成構(gòu)造蝕變巖，而且大量充填有含礦蝕變脈體如石英脈和方解石脈以及一些復成分脈體；熱液活動使隨巖漿活動遷移的成礦物質(zhì)Pb，Zn等元素在溫壓降低過程中沉淀結(jié)晶而成礦。巖漿巖除中元古代王屋山期石英二長巖外，尚有白堊紀強酸性花崗巖，具體有西南部4km外的太山廟花崗巖基（出露面積1 200km2）及東溝超大型鉬礦床成礦母巖鉀長花崗斑巖微型巖珠（出露面積0.003 km2）。物探資料反映太山廟花崗巖基向NE側(cè)伏，在熊耳群之下隱伏，即隱伏于所有鉛鋅礦床之下；說明白堊紀花崗巖漿期后熱液對鉛鋅礦床的形成具有控制作用。

圖1 汝陽南部地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 Geological and mineral occurrences distribution map of the southern Ruyang area

2 礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)3個中型以上規(guī)模的鉛鋅礦床（西灶溝鉛鋅礦、老代仗溝鉛鋅礦、王坪西溝鉛鋅礦）均賦存于雞蛋坪組二段，且每個礦床均在3～5條主要斷裂蝕變破碎帶控制之中（圖1）。帶內(nèi)巖石主要有蝕變碎裂巖、構(gòu)造角礫巖和充填的各種熱液型巖脈，碎裂巖的原巖成分分別為安山巖、英安巖、凝灰質(zhì)砂巖、火山角礫巖、正長斑巖、石英、方解石脈、石英二長巖、石英閃長巖等。礦化強者構(gòu)成礦石，礦帶呈近EW向，一般為傾向N，傾角65°～85°，帶寬2～10m；礦帶內(nèi)多有石英二長巖脈充填，脈體與斷裂帶一致，脈體破碎、蝕變，礦化后常形成富礦體，具中粒結(jié)構(gòu)者礦石較富。因此，在汝陽南部地區(qū)，石英二長巖、石英閃長巖、細晶閃長巖和花崗閃長巖等巖石經(jīng)常出現(xiàn)，而且常作為鉛鋅礦甚至為富礦的找礦標志；主要工業(yè)鉛鋅礦體亦均呈厚薄不均的脈狀體，礦帶寬且厚時礦體愈厚，石英二長巖發(fā)育處礦體厚且富（圖2）。在沒有石英二長巖（或石英閃長巖）脈狀體的火山巖構(gòu)造破碎帶內(nèi)的鉛鋅礦體一般偏薄且貧。

3 礦床的電場特征

3.1 電場的總體特征

（1）異常呈帶狀延伸，展布方向與構(gòu)造蝕變巖帶一致。

（2）異常中心與鉛鋅礦體分布范圍一致，礦體完全融于異常內(nèi)［2］。

（3）礦體規(guī)模愈大，礦石品位愈高，異常強度愈高。（4）礦體埋深愈大，激電異常強度減弱。

（5）一般極化率＞2%時，被認為是礦異常，且極化率愈大愈好。

3.2 鉛鋅礦區(qū)巖礦石電參數(shù)及激電異常

圖2 王坪西溝鉛鋅礦區(qū)P4－1礦體36勘探線剖面圖Fig.2 Section of line 36at ore body P4－1in Wanpingxigou Pb－Zn ore domain

根據(jù)在礦田內(nèi)所采集的500塊標本進行電參數(shù)測定成果進行統(tǒng)計（表1），結(jié)果表明：鉛鋅礦的η最高，各類礦化巖石次之，正常巖石偏低；極化率電性差異明顯，具有找礦的物理前提。

對西灶溝3個鉆孔的巖礦石標本采用長脈沖方式進行電參數(shù)測定，ZK3052鉛鋅礦石的η最高，ηmax＝53.7%，綠泥石化安山巖、構(gòu)造角礫巖、英安巖的η值為10%～20%，其余巖石樣本的η值較低；ZK2152孔一般標本η值均較低，在2%左右，只有孔深在50m處達20%，110m處達6%，185m處達80%；ZK2112孔一般標本η的在2%左右，在39m處達73%，75m處達22%，117m處達18%，175m及182m處達60%。

從表1可見，其物性測定情況反映貧礦與各類礦化巖石的η值、ρ值的差異不十分明顯，表明ηs異常較低時只能確認礦化破碎帶，難以判斷礦致異常與非礦致異常；與之相反，當?shù)V化巖石的η值、ρ值都與其它巖石電性差異明顯，一般高ηs異常地段可以認為由一定規(guī)模的鉛鋅礦體所引起［3］，成礦預測區(qū)的劃分及預測級別的確定可以由此進行判定。

表1 典型礦床巖礦石電參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果一覽表Table1 Statistics of electric parameters of ores and rocks from the typical Pb－Zn deposits

圖3 王坪西溝鉛鋅礦區(qū)ηs平面圖Fig.3 Polarizability plan of Wangpingxigou Pb－Zn deposit

4 王坪西溝鉛鋅礦床地球物理特征

4.1 地球物理異常特征及找礦效果

早期1︰5 000近場源激電詳查結(jié)果，共圈定異常7個（圖3），即Dη1（含分異常6個）、Dη2（含分異常3個）、Dη3（含分異常2個）、Dη4（含分異常5個）、Dη5、Dη6（含分異常4個）和 Dη7，異常下限定為2%。綜合剖面工作綜110、綜112、綜120分別評價了 Dη7、Dη3－1、Dη5，精測剖面工作精124A、精128B分別評價了Dη4－3，Dη2－3和 Dη3－1。

區(qū)內(nèi)激電參數(shù)測定結(jié)果和鄰區(qū)資料均表明，鉛鋅礦的激化率η最高，各類礦化巖石次之，其余巖石較低。黃鐵礦化、鐵錳礦化都能增強激電異常。

電阻率ρ的統(tǒng)計結(jié)果表明，鉛鋅礦呈低ρs其余巖石均高于鉛鋅礦。這種電性差異在地形條件有利時，對解釋異常有一定的參考價值。磁參數(shù)資料和精測剖面上的ΔZ曲線都表明磁性體與激電異常無關(guān)。

4.2 激電異?？傮w特征

（1）區(qū)內(nèi)激電異常呈近EW向帶狀展布，其位置和展布方向與礦化蝕變破碎帶一致。

（2）異常值和異常幅度與西灶溝鉛鋅礦區(qū)和老代仗溝鉛鋅礦區(qū)［4］相比，明顯偏低（表2）。

（3）在地表礦化（包括鉛鋅礦化、黃鐵礦化、鐵錳礦化）［5］較強的地段或富礦體規(guī)模較大、埋藏較淺的地段，ηs異常明顯；反之，則不明顯。

（4）在綜合剖面和精測剖面上，中梯激電（AB＝300～500m，MN＝20m）的ηs值一般大于近場源三極激電的ηs值，二者異常形態(tài)基本一致，但異常幅度一般小于近場源三極的異常幅度。ρ在礦化蝕變破碎帶上一般表現(xiàn)為低阻異常。上述特征除表明深部礦體仍存在外，也說明近場源三極激電的淺部分辨能力，反映礦化蝕變破碎帶的能力都優(yōu)于中梯［6］，該法適用于地形復雜地區(qū)的快速掃面。

（5）礦化蝕變破碎帶上的異常形態(tài)一般表現(xiàn)為南陡北緩或基本對稱，與破碎帶產(chǎn)狀一致，與西灶溝、老代仗溝及寶豐溝3礦區(qū)礦化蝕變破碎帶電法綜合剖面所反映的ηs與ρs曲線變化趨勢相一致。

（6）礦致異常分布在礦區(qū)中部和北部，有成礦前提和找礦前景的分布在礦區(qū)南部和西部。

4.3 找礦效果

近場源三極激電對淺部礦體的反映能力較強，在激電異常有一定規(guī)模、地表礦化蝕變較好的地段均找到了鉛鋅礦體，所以該法尋找埋藏較淺的鉛鋅礦效果較好。但對埋藏較深的礦體如P4礦帶的36線和32線無異常顯示，說明方法不能用于尋找隱伏較深的礦體。

表2 鉛鋅礦區(qū)激電異常極化率對比表Table 2 Comparison of IP anomly polarizability value characteristics of Wangpingxigou Pb－Zn ore domain

5 找礦模型建立

西灶溝礦區(qū)曾進行過1︰2 000面積性激電中梯測量及1︰1 000聯(lián)剖、偶極、中梯和測深、充電等剖面測量及磁法剖面測量，其工作結(jié)果及標本磁電參數(shù)測定結(jié)果見表3及表4所述，表明碎裂巖、鉛鋅礦石磁性低微，較其他巖石低1～2個數(shù)量級。

西灶溝礦區(qū)鉛鋅礦石的η電參數(shù)最高，各類礦化巖石次之，其余巖石較低，極化率差異明顯（表4）。鉛鋅礦低阻，其余巖石電阻率均高于鉛鋅礦。野外資料對比，貧礦與各類礦化巖石η值、ρ值差別不大，ηs異常較低時只能確認礦化破碎帶，難于判斷礦與非礦，但富礦ηs與其他巖石電性差異很明顯，高ηs地段可以認為由一定規(guī)模的鉛鋅礦體引起，一般ηs＞8%所圈定的范圍為礦化富集地段。西灶溝礦區(qū)西礦段主礦體部位的聯(lián)剖及地質(zhì)剖面圖反映，在含礦化體構(gòu)造破碎帶上，激電聯(lián)剖ηAs，ηBs相交，地磁亦出現(xiàn)負異常（圖4）。

圖4 西灶溝礦區(qū)地質(zhì)－物探綜合剖面圖Fig.4 Intergrated geological and geophysical section of Xizhaogou deposit

綜上所述，并結(jié)合區(qū)域航、地磁異常賦存規(guī)律所建立的河南汝陽南部鉛鋅礦田地質(zhì)－地球物理找礦模型［7］如圖5所述。

表3 西灶溝礦區(qū)磁性參數(shù)表Table 3 Magnetic parameters of Xizhaogou deposit

表4 西灶溝礦區(qū)電性參數(shù)表Table 4 Electric parameters of Xizhaogou deposit

圖5 汝陽南部鉛鋅礦田地質(zhì)－地球物理找礦模型Fig.5 The geological－geophysical prospecting model of the southern Ruyang Pb－Zn ore field

6 結(jié)語

（1）西灶溝鉛鋅礦床的地球物理找礦工作表明，用激電及地磁測量能有效地追索圈定礦化蝕變破碎帶，激電ηs＞8%常為鉛鋅礦化富集部位。

（2）老代仗溝、裂子山、王坪西溝鉛鋅礦的激電測量資料證明在汝陽南部地區(qū)利用激電測量尋找隱伏礦化蝕變破碎帶和探明礦化蝕變破碎帶延深情況是行之有效的。

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