激電測量在蘇吉泉東金礦勘查中的應用

韓　瓊，弓小平，田紅彪

(1.新疆大學地質(zhì)與礦業(yè)工程學院，烏魯木齊 830049；2.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，烏魯木齊 830000；3.中國人民武裝警察部隊黃金第八支隊，烏魯木齊 830057)

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激電測量在蘇吉泉東金礦勘查中的應用

韓瓊1，2，弓小平1，田紅彪3

(1.新疆大學地質(zhì)與礦業(yè)工程學院，烏魯木齊 830049；2.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，烏魯木齊 830000；3.中國人民武裝警察部隊黃金第八支隊，烏魯木齊 830057)

摘要：對蘇吉泉東金礦進行激電測量，獲得激電異常數(shù)據(jù)(電阻率ρs和視極化率ηs)。把不同測線上性質(zhì)相同的電阻率ρs和視極化率ηs的反交點按對應關系聯(lián)接起來，分別作為相應的破碎帶和極化體位置，同時結合地質(zhì)資料多次反饋，逐步逼近真實地質(zhì)體。圈定了PSD1，PSD2兩個破碎帶和Jht1，Jht2，Jht3三個極化體，通過ρs和ηs的一維反演及二維反演，擬合出破碎帶和極化體的形態(tài)特征及相對深度，為礦產(chǎn)勘探提供了較為明確的地球物理依據(jù)。

關鍵詞：蘇吉泉東金礦；激電測深；激電聯(lián)合剖面測量；卡拉麥里成礦帶；新疆

0引言

蘇吉泉東金礦位于1∶20萬圈定的AR-39號Au-Ag-Pb-As-F-Hg組合化探異常內(nèi)，為進一步確定異常的范圍、延伸、走向，解釋引起異常的原因等，需在礦區(qū)開展激電測量。激電測深是礦產(chǎn)勘查中被廣泛應用的一種方法[1]，對重點部位開展激電測深，可全面了解勘探區(qū)的地電斷面特征，從而進行解釋推斷。激電測深采用的裝置主要有對稱四極、偶極-偶極、單極-偶極等，不同的裝置有不同的使用條件和特點[1-2]。本次工作采用對稱四極裝置開展激電聯(lián)合剖面測量。根據(jù)實測ηs，ρs繪制擬斷面圖，對獲得的極點異常特征進行分析，通過二維反演計算得到二維地點模型，從而確定斷面中極化體的分布和產(chǎn)狀，探討金礦(化)體與控礦構造的空間關系，為下一步鉆探工作提供依據(jù)，同時為該成礦帶上其他礦床地球物理勘探提供借鑒。

1成礦地質(zhì)條件

蘇吉泉東金礦在大地構造上位于西伯利亞板塊哈薩克斯坦—準噶爾板塊的縫合帶卡拉麥里—達爾布特蛇綠巖強應變構造帶內(nèi)，卡拉麥里深大斷裂、清水—蘇吉泉大斷裂斜貫全區(qū)。在成礦帶上屬于卡拉麥里—達爾布特成礦帶之卡拉麥里—莫欽烏拉成礦亞帶。晚古生代以來大規(guī)模的碰撞造山運動及伴隨的巖漿活動對該金礦的形成起決定性作用。

1.1區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)地層相對較單一，主要為下石炭統(tǒng)南明水組(C1n)和中泥盆統(tǒng)平頂山組(D2p)。其中，下石炭統(tǒng)南明水組為賦礦地層，呈NW向帶狀分布于礦區(qū)南側，出露面積較大，該組主要由淺海相碎屑巖及火山碎屑巖組成，見有少量的火山熔巖夾層或透鏡體。其處于構造擠壓帶上，巖層多已破碎和變質(zhì)。巖石多片理化、碎裂巖化、綠片巖化，根據(jù)巖性、層序和沉積旋回，分為下石炭統(tǒng)南明水組上亞組(C1nb)和下石炭統(tǒng)南明水組下亞組(C1na)。中泥盆統(tǒng)平頂山組分布于礦區(qū)北部，主要由淺海碎屑巖組成，以砂巖、粉砂巖和砂礫巖為主。巖性主要為凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、砂礫巖；與上覆中石炭統(tǒng)南明水組呈不整合接觸。第四系(Q)分布于區(qū)內(nèi)洼地、溝谷、山前地帶和河谷兩側邊緣，主要為風積、洪積、沖積、堆積的砂石及部分戈壁植物腐植土等松散堆積物。

該區(qū)位于卡拉麥里深斷裂北部的次一級構造清水—蘇吉泉大斷裂之中，清水—南明水褶皺束之南明水復背斜北翼，清水—蘇吉泉大斷裂主結構面從礦區(qū)北部通過，并廣泛發(fā)育平行的次級斷層，造成礦區(qū)內(nèi)構造發(fā)育、巖石破碎，并發(fā)生強烈片理化。

區(qū)內(nèi)巖漿活動較為發(fā)育，侵入巖主要分布于礦區(qū)以北，噴出巖在礦區(qū)南北均有出現(xiàn)。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為華力西中期第二次侵入的超基性巖，周圍零星分布閃長巖、輝長巖類。

1.2碎裂巖化蝕變帶(礦脈)地質(zhì)特征

礦區(qū)目前共發(fā)現(xiàn)9條碎裂巖化蝕變帶，其中39號碎裂巖化蝕變帶產(chǎn)于清水—蘇吉泉大斷裂主構造帶北側中泥盆統(tǒng)平頂山組，38號碎裂巖化蝕變帶產(chǎn)于清水—蘇吉泉大斷裂與卡拉麥里深大斷裂之間下石炭統(tǒng)南明水組上亞組中，其他碎裂巖化蝕變帶均產(chǎn)于清水—蘇吉泉大斷裂主構造帶及其分支構造中，圍巖為下石炭統(tǒng)南明水組上亞組。碎裂巖化蝕變帶主要由碎裂凝灰?guī)r、片理化凝灰?guī)r及少量千枚巖組成。

2地球物理特征

測區(qū)內(nèi)含金地質(zhì)體產(chǎn)于下石炭統(tǒng)南明水組中，金礦化主要與清水—蘇吉泉大斷裂主構造帶及其碎裂巖化蝕變帶關系密切。圍巖主要為下石炭統(tǒng)南明水組片理化凝灰質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r；構造帶中巖石普遍發(fā)生碎裂，帶內(nèi)多見石英脈，個別石英脈見黃鐵礦化、褐鐵礦化，局部含金。為查明含金地質(zhì)體與圍巖的電性特征，對區(qū)內(nèi)坑道及地表主要地層進行激電對稱小四極測量，礦體及圍巖電性參數(shù)見表1。

3野外激電數(shù)據(jù)采集與處理

3.1工作方法

激電探測法是以地下巖石、礦石在人工場作用下發(fā)生的物理和電化學效應的差異為基礎的一種電法勘查方法。本次工作采用聯(lián)合剖面裝置，工作時選擇時間域激發(fā)極化法，雙向短脈沖供電方式，供電時間2s，占空比1∶1。根據(jù)聯(lián)剖極距選擇結果，主要采用AO=110m，MN=20m裝置，為確定構造及含金屬硫化物地質(zhì)體的產(chǎn)狀和深部延深情況，部分測線采用AO=50m，110m，210m，MN=20m的3種極距聯(lián)剖測量。

3.2測線布置

物探網(wǎng)布設在礦區(qū)5s控制測量的基礎上進行。測線間距320m，測線長1 000m，方位 13°。測線的基線點或端點坐標根據(jù)勘探線設計圖進行計算，算出坐標后，在就近的礦區(qū)5s控制點上利用儀器進行放樣、打樁，同時測出該點的實際坐標。實際坐標與理論坐標差值均控制在10cm之內(nèi)。在基線上或端點架設全站儀，后視控制點，設定測線方位13°后每隔20m放樣一個測點，并作標記，遇視線受阻時嚴格在測設方向上設置轉點，測定其坐標后轉站。測網(wǎng)網(wǎng)度為320m×20m，其中83線、95線間距240m，67線、47線間距400m，96線、104線、112線、120線間距均為160m，其余均為320m，布設基線長5.6km，測線長1km，共布設20條測線計20km。測線編號與勘探線編號一致，測點由中間向兩側按159，143，…，15，0，16，104，…，120編號。

3.3激電聯(lián)合剖面測量極距選擇

為選擇合適的測量極距，在83勘探線做了激電聯(lián)合剖面3種極距的選擇試驗，極距AO分別為50m，110m，210m，MN=20m，點距20m，測線方位13°(圖1)。通過比較2種極距的ηs max值及其曲線形態(tài)，極距AO=50m和AO=110m均能反映構造帶和極化體的存在。當極距AO=50m時，視極化率ρs值不穩(wěn)定，受淺部地表不均勻體干擾；當極距AO=110m，210m時，均能更好地抑制淺部不均勻體的干擾。全區(qū)聯(lián)測時，選擇供電極距為AO=110m，測線長1 000m，測量極距MN=20m，點距20m，線距320m。這些參數(shù)的選擇符合《時間域激發(fā)極化法技術規(guī)定》要求，從全區(qū)觀測結果也可看出方法的有效性及極距參數(shù)的合理性。

表1　礦區(qū)巖(礦)石電性參數(shù)特征

圖1　83線不同極距激電聯(lián)合剖面圖Fig.1　Integrated IP profile at line 831.低阻正交點；2.高極化反交點；3.推測構造(破碎帶)及編號；4.推測極化體及編號

3.4激電測深、數(shù)據(jù)處理與成圖

激電測深采用上述儀器和參數(shù)，不等比對稱四極裝置，最小AB/2距1.5m，最大AB/2距900m，以保證視極化率ηs曲線有明顯的前支和尾支漸近線。A，B極沿礦脈走向布置，所用電極距見表2。采集的激電數(shù)據(jù)、電阻率和極化率數(shù)據(jù)通過計算、校正，利用武漢中地信息工程有限公司開發(fā)的MAPGIS6.7和ESSC物化探制圖軟件編制了圖件。

4激電異常解釋與推斷

4.1推測構造和極化體

(1)激電聯(lián)剖推測構造。根據(jù)激電聯(lián)合剖面測

表2　電測深極距

圖2　蘇吉泉東金礦激電聯(lián)測ρs平剖圖Fig.2　Section plan of joint measurement ρs of test points in Sujiquandong gold deposit1.曲線，Ω·m；2.曲線，Ω·m；3.推測構造破碎帶及編號

圖3　蘇吉泉東金礦激電聯(lián)測ηs平剖圖Fig.3　Section plan of joint measurement ηs of test points in Sujiquandong gold deposit1.曲線；2.曲線；3.推測極化體及編號

量電阻率變化特征及一系列視電阻率低阻正交點，推測有3條平行的NW向破碎帶，從西向東編號為PSD1和PSD2，其中主斷裂構造PSD2貫穿測區(qū)，傾向SW(圖2)。

(2)激電聯(lián)剖推測極化體。根據(jù)激電聯(lián)合剖面測量極化率變化特征及一系列視極化率反交點，推測有NW向極化體，從西向東編號為Jht1，Jht2和Jht3，產(chǎn)狀為陡傾，其中Jht1傾向SW(圖3)。

4.2成果解釋推斷原則

構造和極化體的解釋推斷主要依據(jù)激電聯(lián)合剖面測量結果進行。構造解釋推斷主要依據(jù)視電阻率ρs，把不同測線上相同性質(zhì)的視電阻率ρs正交點按對應關系聯(lián)接起來作為相應的構造位置。具體解釋推斷主要依據(jù)視極化率ηs資料，把不同測線上相同性質(zhì)的視極化率反交點按對應關系聯(lián)接起來作為相應的極化體位置。同時緊密結合地質(zhì)資料，自始至終貫徹多次反饋原則，逐步逼近真實地質(zhì)體。

本次激電測深工作，主要用于對構造、極化體定性和極化體的頂部埋深作粗略的半定量計算。根據(jù)經(jīng)驗，激電測深視極化率ηs曲線前支拐點所對應的AB/2距與極化體頂部埋深(H)接近，即H≈AB/2(拐點)。應用吉林大學開發(fā)的GeoElectro3.0電法數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進行一維、二維反演。

4.3構造解釋推斷

根據(jù)構造推斷原則，參考激電聯(lián)剖視電阻率ρs剖面平面圖，分析ρs曲線的峰值和變化梯度等規(guī)律，結合該區(qū)地質(zhì)特征，推測構造帶2條，其中1條主斷裂構造PSD2貫穿測區(qū)，傾向SW，傾角中等(圖2，圖3)。

(1)PSD1破碎帶。

(2)PSD2破碎帶。

圖4　83線激電測深斷面等值線圖Fig.4　Section contour of IP measurements at Line 83

圖5　83線130點視極化率一維反演解釋模型圖Fig.5　Interpretation model of 1D inversion of apparent polarization at point 130 of Line 83

圖6　103線140點視電阻率曲線及一維反演解釋模型Fig.6　Interpretation model of 1D inversion of apparentpolarization at point 140 of Line 103

4.4激電測深成果解釋

83線上布置電測深點8個，編號為110，120，130，140，150，160，170，180，點距100m，最大AB/2長900m，方向大致與礦脈方向一致，采用羅盤定向，測繩量距。

(1)定性解釋。從83線測深斷面等值線圖(圖4)可見，電阻率測深斷面等值線圖(圖4a)在點140—150間， AB/2=3～450m為陡立低阻(藍區(qū))，推測為破碎帶，總體S傾，傾角較陡；視極化率測深斷面等值線圖(圖4b)在點120—130， AB/2=100～300m視極化率值高，推測由金屬硫化物富集的地質(zhì)體引起，深部由視極化率等值線變化趨勢推測礦化體S傾，傾角較陡，近于直立，視極化率高值區(qū)(紅區(qū))相對于視電阻率低值區(qū)往南位移，位于破碎帶上盤；極化體由于受構造影響較為破碎，金屬硫化物富集，異常明顯，呈現(xiàn)低阻高極化特征。

圖7　83線電阻率測深二維反演擬斷面等值線圖Fig.7　The proposed section contour of 1D inversion of resistivity sounding at Line83

(2)半定量(定量)解釋。根據(jù)經(jīng)驗，激電測深視極化率ηs曲線前支拐點所對應的AB/2距與極化體頂部埋深(H)接近，即H≈AB/2(拐點)。由130點視極化率曲線圖(圖5b)可看出曲線緩慢上升至AB/2=90m時驟升(拐點)，至AB/2=300m達到飽和，由H≈AB/2(拐點)推測其頂部埋深為50m。用理論曲線擬合實測曲線(誤差為19%的精度)，得出視極化率反演模型(圖5a)，可看出極化體頂部埋深90m。由此可見，經(jīng)驗公式推測極化體埋深與理論反演結果基本一致。其他測深點視極化率反演解釋模型圖在此不逐一列出。

(3)電阻率一維反演。對103線140點測深數(shù)據(jù)用GeoElectro3.0電法數(shù)據(jù)處理軟件進行反演(圖6)，電阻率測深曲線為A型，對實測曲線用理論曲線擬合(擬合差為11%的精度)，得出140點反演解釋模型圖(圖6a)。第一層視電阻率為57Ω.m，厚2m，推測為第四系覆蓋層；第二層視電阻率為370Ω.m，厚279m，推測為碎裂巖化蝕變帶；第三層視電阻率為1 200Ω.m，厚>100m，推測為凝灰?guī)r。其他測深點視電阻率曲線及反演解釋模型未逐一列出。

(4)電阻率二維反演。對83線測深數(shù)據(jù)用GeoElectro3.0電法數(shù)據(jù)處理軟件進行二維反演(圖7)，橫坐標0.0相當于測深點110，橫坐標250相當于測深點130—150有一層碎裂凝灰?guī)r(黃色)，中阻，厚1～50m；在深50m以下(綠色)低阻區(qū)推測為碎裂巖化蝕變帶，紅色區(qū)為圍巖凝灰?guī)r。

5結論

(1)通過電阻率ρs和視極化率ηs確定了破碎帶和極化體的位置，并結合地質(zhì)資料圈定了PSD1，PSD2兩個破碎帶和Jht1，Jht2，Jht3三個極化體。

(2)建立了各測線視極化率一維反演解釋模型圖，確定了破碎帶的走向、延伸長度、形態(tài)等特征。

(3)通過電阻率測深一維反演擬斷面等值線和二維反演擬斷面等值線，推測蘇吉泉東金礦破碎帶和極化體的埋深為90～100m。

致謝：本文撰寫過程中得到武警黃金八支隊同行的大力支持，在此表示感謝！

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ApplicationofIPtoexplorationinSujiquandonggolddeposit

HANQiong1,2,GONGXiaoping1,TIANHongbiao3

(1. Geological and Mining Engineering College, Xinjiang University，Urumqi 830049, China;2. Geological Survey of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830000, China;3. No.8 Geological Party of CAPF, Urumqi 830057, China)

Abstract：During IP survey in Sujiquandong gold deposit anoly resistivity ρs and apparent polarization ηs. are obtained. The correspondent negative points of intersection of resistivity ρs and apparent polarization ηs. in same nature but at different lines are linked up to indicate fractural zone and location of polarized body. Combined closely with geological data multiple feedback are carried out then gradually is approached the real geological body and PSD1, PSD2 the two fractural zones and Jht1, Jht2, Jht3 the three polarization bodies delineated. Through 1D and 2D inversion of ρs and ηs, is fitted the morphology and relative depth of the fractural zones and polarized bodies so as to provide geophysical evidence for exploration in the area.

Key Words：Sujiquandong gold deposit; IP measurements; IP integrated section measuring; Kalamaili metallogenic belt; Xinjiang

收稿日期：2014-12-15；責任編輯：趙慶

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局“阿爾泰—準噶爾北緣成礦帶礦產(chǎn)資源調(diào)查成果集成”(編號：12120113041900)資助。

作者簡介：韓瓊(1986—)，男，工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、成礦規(guī)律及成礦預測研究。

通信地址：新疆烏魯木齊市沙依巴克區(qū)深圳城2911室；郵政編碼：830000；E-mail：hanqiong0413@126.com 通信作者：弓小平(1963—)，男，教授級高級工程師，從事綜合信息成礦預測研究。E-mail：gxiaoping01@163.com

doi：10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 01. 014

中圖分類號：P631.324；P618.51

文獻標識碼：A