西藏扎西康鉛鋅銀礦床含礦走滑斷裂地球物理特征及找礦方向

焦彥杰，梁生賢，郭 鏡，張 偉，廖國忠

(中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

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西藏扎西康鉛鋅銀礦床含礦走滑斷裂地球物理特征及找礦方向

焦彥杰，梁生賢，郭 鏡，張 偉，廖國忠

(中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

扎西康鉛鋅銀礦床位于北喜馬拉雅大陸邊緣褶沖帶內(nèi)，是西藏扎西康整裝勘查區(qū)中大型鉛鋅銻銀共生礦床之一。礦床賦存于下侏羅統(tǒng)日當(dāng)組，容礦巖石為含碳鈣質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖和構(gòu)造角礫巖，礦體嚴(yán)格受近SN向和NE向斷裂控制，呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。通過巖石物性分析，認(rèn)為礦體具有中低電阻和中低極化的物性特征。在礦集區(qū)開展了音頻大地電磁法(AMT)和激發(fā)極化法試驗(yàn)，結(jié)合地質(zhì)地球物理初始模型，從地質(zhì)背景、勘查模型角度分析，含礦走滑斷裂的圍巖具有中低極化率、斷裂走向與極化率條帶一致的特征；認(rèn)為在中低極化率區(qū)域存在斷裂，且斷裂走向的垂直方向存在高極化、低電阻區(qū)，賦礦可能性較大。

扎西康鉛鋅銀礦床；含礦走滑斷裂；地球物理特征；找礦方向；西藏

0 引言

扎西康鉛鋅銀礦床位于西藏自治區(qū)山南地區(qū)的隆子縣日當(dāng)鎮(zhèn)。礦床所在區(qū)域?qū)儆谔靥崴埂柴R拉雅構(gòu)造域中段的北喜馬拉雅大陸邊緣褶沖帶，北鄰朗杰學(xué)增生雜巖帶，南側(cè)為藏南拆離系，其構(gòu)造演化與雅魯藏布江新特提斯洋的演化和大陸碰撞造山作用有關(guān)[1-3]。扎西康整裝勘查區(qū)分布有多個(gè)鎢錫礦床、鉛鋅礦床和銻金礦床，位于該區(qū)中北部的扎西康鉛鋅銀礦床是目前最具開發(fā)利用前景的大型礦床[4-5]。

扎西康礦區(qū)位于藏南高山地帶，地形切割強(qiáng)烈，第四紀(jì)覆蓋層發(fā)育，礦區(qū)深部地質(zhì)、構(gòu)造及含礦特征均需要借助地球物理和山地工程等手段予以揭示。本文對扎西康鉛鋅銀礦床的地球物理模型和物探勘查成果進(jìn)行了總結(jié)，認(rèn)為含礦走滑構(gòu)造在平面上與中高極化率梯級帶關(guān)系密切，剖面上與中高電阻率表征的破碎帶有關(guān)，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和地球物理特征探討了本區(qū)的找礦方向[6]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

西藏山南扎西康地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造演化與特提斯洋的演化和印度大陸與亞洲大陸的碰撞作用密切相關(guān)，晚古生代以來，區(qū)域經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化過程。在印度大陸與歐亞大陸沿雅魯藏布江結(jié)合帶發(fā)生碰撞和青藏高原隆升過程中，EW向的藏南拆離系和SN向構(gòu)造是區(qū)域最為重要的構(gòu)造體系[7-8]。

區(qū)域地層屬于藏滇地層大區(qū)的康馬—隆子和北喜馬拉雅2個(gè)地層分區(qū)，區(qū)內(nèi)發(fā)育強(qiáng)烈褶皺的中生代地層，主要為侏羅系日當(dāng)組、陸熱組、遮拉組、維美組和侏羅-白堊系桑秀組淺變質(zhì)碎屑巖夾火山巖。

區(qū)域巖漿巖分為中基性和中酸性兩類，均呈巖株?duì)罨驇r脈狀產(chǎn)出，形成于燕山期和喜馬拉雅期，以喜馬拉雅期為主[9-10]。主要的侵入巖巖體有早白堊世馬扎拉閃長巖(K1δ)、晚白堊世輝綠玢巖(K2βμ)、古近紀(jì)花崗斑巖(E1γπ)和新近紀(jì)錯(cuò)那洞白云母二長花崗巖基(N1γm)等。

圖1 扎西康礦區(qū)物探工作及地質(zhì)背景略圖Fig.1 Sketch of geophysical survey and geological background of Zhaxikang area1.第四系；2.砂巖；3.板巖；4.英安巖；5.凝灰?guī)r；6.推測斷裂；7.地質(zhì)界線；8.礦體；9.激電測量范圍；10.AMT測線；11.見礦鉆孔；12.未見礦鉆孔

區(qū)域構(gòu)造以近EW向的N傾逆沖推覆構(gòu)造和近SN向的高角度張扭性構(gòu)造為主，兼有NE向和NW向走滑斷裂。其中，近SN向和NE向的張扭性走滑斷裂是扎西康鉛鋅銀礦區(qū)的主要控礦斷裂，也是鉛鋅礦體的容礦斷裂。

2 礦區(qū)地質(zhì)與巖石物性特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層主要為下侏羅統(tǒng)日當(dāng)組(J1r)和上侏羅統(tǒng)維美組(J3w)，其次為少量沿溝谷地帶及臺地分布的第四系(Q)。下侏羅統(tǒng)日當(dāng)組在礦區(qū)范圍分布廣泛，巖性主要為黑色含碳鈣質(zhì)板巖、頁巖與泥灰?guī)r、砂巖互層，夾燧石團(tuán)塊及凝灰質(zhì)砂巖，是區(qū)內(nèi)的含礦層位和礦源層。上侏羅統(tǒng)維美組分為2個(gè)巖性段，與下伏日當(dāng)組第一巖性段呈斷層接觸。

由于受區(qū)域褶皺和斷裂的影響，礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育。根據(jù)地質(zhì)填圖和工程揭露，共厘定了16條斷裂。其中，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，F(xiàn)7為礦區(qū)主要的含礦構(gòu)造，F(xiàn)1局部礦化，F(xiàn)12為區(qū)域性斷裂。礦區(qū)由于后期構(gòu)造的影響和斷裂多期次活動(dòng)疊加，使礦體不斷受到改造和破壞(表1)。扎西康鉛鋅銀礦床礦體的產(chǎn)出嚴(yán)格受控于構(gòu)造破碎帶，以SN向張扭性破碎帶為主，遇破碎帶發(fā)育、交匯、扭張部位礦體變得厚大、穩(wěn)定，品位增高。礦區(qū)共圈出10個(gè)礦體。其中，Ⅴ號鉛鋅礦體為主礦體，產(chǎn)于礦區(qū)西部，地表揭露長度260 m，單工程厚度最大10.12 m，平均厚度6.67 m，深部控制長度>1 200 m(圖1)；Ⅶ號、Ⅷ號鉛鋅礦體位于F13斷裂帶，走向NE，為原生礦體，深部延伸最大至300 m。

礦化帶主要有硫銻鉛礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等，銀主要賦存在方鉛礦和硫銻鉛礦中[5,11]。圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、方解石化、綠泥石化等，硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化與鉛鋅礦化關(guān)系最為密切，在強(qiáng)蝕變帶的板巖中往往形成較好的鉛鋅礦或者富礦體。

根據(jù)野外構(gòu)造調(diào)查和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，含礦斷裂大部分為W傾、高角度的張性斷裂。扎西康礦區(qū)Ⅴ號礦體含礦構(gòu)造形態(tài)呈反復(fù)曲折、不規(guī)則形態(tài)、時(shí)而尖滅的特征[12-13]。

圖2 扎西康地區(qū)典型巖石物性分析圖Fig.2 Chart of geophysical property of typical rock in Zhaxikang areaa.巖石電阻率和極化率統(tǒng)計(jì)圖；b.巖心電阻率和極化率階步圖；c.巖心柱狀圖

2.2 巖石物性特征

扎西康地區(qū)的沉積環(huán)境以淺海-深海相砂巖、泥巖及板巖為主，伴有陸相碎屑沉積巖，受后期變質(zhì)改造，多為淺變質(zhì)巖地層。主要為含碳鈣質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖、泥巖和砂巖，從地球物理角度，大量的含碳鈣質(zhì)板巖是極化率測量的干擾因素，往往給推斷驗(yàn)證帶來困難。而通過一些巖石物性方面的研究，可以發(fā)現(xiàn)含礦走滑構(gòu)造的特征。

采集區(qū)域主要的巖石樣品和礦集區(qū)鉆孔巖心樣品，進(jìn)行了巖石標(biāo)本電阻率、極化率的測量與研究。從圖2a可見，碳質(zhì)板巖和含碳鈣質(zhì)板巖的極化率較高，電阻率較低；凝灰?guī)r、鈣質(zhì)板巖則為高電阻、低極化特征。巖石的電阻率和極化率在圖2a中呈垂直的兩個(gè)方向展布，而作為目標(biāo)體的含鉛鋅礦角礫巖，主要位于他們的交叉區(qū)域[14-15]，即極化率η=3%～8%，電阻率ρ=100～500 Ω·m，說明巖石標(biāo)本的極化率具有明顯的兩高一低特征，電阻率則相反。圖2b和圖2c為主礦體的巖心樣品物性分析，盡管巖性較為單一，但更能說明電阻率與巖石鈣質(zhì)成分多少成正相關(guān)，而鉛鋅礦體則處于高低電阻率和高低極化率界面位置。從本礦區(qū)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，可以利用圍巖表現(xiàn)出的兩低或兩高特征來進(jìn)行判斷，排除黃鐵礦、(含碳)鈣質(zhì)板巖等因素的干擾。

3 含礦走滑斷裂的地球物理特征

3.1 礦區(qū)激電特征

除了物性測量和統(tǒng)計(jì)工作外，針對含礦走滑斷裂進(jìn)行了礦區(qū)激電性質(zhì)的研究。由圖3a可見，礦區(qū)的Ⅴ號主礦體主要分布在低(A)區(qū)，即中低極化率區(qū)域，賦存于F5，F(xiàn)6和F7斷裂中，高極化率的地質(zhì)體多呈SN走向，多條含礦走滑斷裂呈雁行條帶狀沿極化率的梯級帶展布，極化率為3%～8%；Ⅶ，Ⅷ號礦體分布于低(C)區(qū)，以NE向斷裂為主要的賦礦構(gòu)造，與極化率條帶的走向一致。

在區(qū)域動(dòng)力學(xué)背景下，受逆沖推覆和拆離滑覆等構(gòu)造變形作用的影響，扎西康地區(qū)產(chǎn)生呈近EW向的復(fù)式褶皺(圖3b)和多期褶皺疊加[9]，形成多條近SN向的含礦斷裂帶，多為高角度正斷層和走滑斷裂，并伴有現(xiàn)代熱泉活動(dòng)[7]。由于含礦熱液的交代與充填，使SN向斷裂及兩側(cè)圍巖產(chǎn)生蝕變，巖石的礦物組合發(fā)生變化，金屬硫化物在斷裂合適部位聚集成礦。而無斷裂區(qū)域?yàn)檩^完整的碳質(zhì)板巖，極化率可達(dá)10%～30%，如驗(yàn)證無礦鉆孔ZK4001(圖3)[16-17]。

3.2 音頻大地電磁測深(AMT)剖面特征

圖3 扎西康礦集區(qū)激電性質(zhì)與地質(zhì)-地球物理模型Fig.3 Sketch showing IP property and geological-geophysical model of the Zhaxikang ore-deposit clustered districta.激電等值線圖；b.地質(zhì)演化示意圖；c.地質(zhì)-地球物理模型

為了對Ⅴ號礦體控礦斷裂進(jìn)行勘查分析，在4號勘探線上實(shí)施了音頻大地電磁測深(AMT)等項(xiàng)測量工作，電磁測深的ZA4線與4號勘探線方位一致，點(diǎn)距為50 m。

依據(jù)地球物理初始模型，確定斷裂劃分依據(jù)，并根據(jù)鉆孔資料及物探探測結(jié)果進(jìn)行分析對比(圖4)，推斷斷裂F6和F7與實(shí)際含礦斷裂位置較為吻合，為高低電阻率異常之間的中低阻梯級帶，電阻率值為200～1 000 Ω·m，斷裂的傾角較大。在圖4中，含礦斷裂的電阻率處于低值異常和高值異常之間的變異帶中。采用音頻大地電磁測深資料可以確定含礦斷裂的位置，如果有其他技術(shù)方法的資料互為補(bǔ)充，則可以提高推斷結(jié)果的可靠性。

4 驗(yàn)證效果與找礦方向

根據(jù)激電測量結(jié)果(圖3)，將低(B)區(qū)列為主要的驗(yàn)證區(qū)，在ZA40線采用物探AMT剖面和鉆探工程綜合驗(yàn)證(圖5)，布設(shè)驗(yàn)證鉆孔ZK4002，ZK4003，ZK4004。驗(yàn)證結(jié)果表明，在-183～-189 m見到鉛鋅礦體，其中ZK4002孔中采樣(樣品號：H2)分析結(jié)果為：w(Pb)=3.33%，w(Zn)=3.13%，w(Sb)=0.013%，w(Ag)=118×10-6。在ZK4003孔的-191～-204 m，-330～-334 m，-390～-392 m見到3層鉛鋅礦體，其中-191～-204 m礦體的品位較高，鉛鋅的平均品位達(dá)到11%(其中，H7號樣品的分析結(jié)果為：w(Pb)=33.3%，w(Zn)=11.56%，w(Sb)=0.6%，w(Ag)=1 456×10-6)。推斷的F2，F(xiàn)3斷裂地球物理特征與ZA4線的特征十分吻合。由此可見，礦體賦存與物性特征存在一定的關(guān)聯(lián)，當(dāng)具備一定的構(gòu)造條件、中低極化率和“兩高一低”的物性環(huán)境時(shí)，含礦的可能性就比較大。

圖4 扎西康礦區(qū)ZA4線音頻大地電磁測深(AMT)剖面圖Fig.4 Comprehensive profile of ATM survey of line ZA4 in Zhaxikang area

圖5 扎西康礦區(qū)ZA40線綜合剖面圖Fig.5 Comprehensive profile of line ZA40 in Zhaxikang areaa.AMT綜合剖面圖；b.熒光儀分析剖面圖

礦區(qū)內(nèi)分布有大量的(含碳)鈣質(zhì)板巖、泥質(zhì)巖(夾層凝灰?guī)r)，屬于沉積環(huán)境下的產(chǎn)物。成礦物質(zhì)的初次富集發(fā)生在沉積時(shí)期，在地層剖面中，含礦巖系常常呈黑色巖系-含礦層-淺色巖系的巖性組合(這與鉆孔巖心資料一致)。在后期的區(qū)域構(gòu)造變動(dòng)中，含礦地層發(fā)生變質(zhì)，形成一系列斷裂。由于黑色碳質(zhì)巖系電阻率較低，而礦體主要賦存在中低電阻率巖石的斷裂中，因此會在反演斷面圖上形成“(倒)三角”的形態(tài)(在多條物探剖面上均有顯示)。

本區(qū)的近SN向斷裂往往具有一定規(guī)模的破碎帶，成為熱液的主要通道。按照巖石物理性質(zhì)研究及物探驗(yàn)證的結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，初步建立扎西康礦區(qū)地球物理模型(圖3c)，認(rèn)為在中低極化率區(qū)域存在斷裂，且在斷裂走向的垂直方向?yàn)楦邩O化、低電阻區(qū)，那么礦床賦存的可能性較大。根據(jù)這一認(rèn)識分析，礦區(qū)的低(D)區(qū)域和低(E)區(qū)域(圖3)符合這種地球物理特征，具有較好的找礦前景。地球化學(xué)測量的結(jié)果也支持上述認(rèn)識，在這兩個(gè)區(qū)域中出現(xiàn)較好的Pb，Zn地球化學(xué)異常[18]。

致謝：李光明研究員、王永華教授在項(xiàng)目研究和論文撰寫過程中給予了支持和幫助，在此表示感謝。

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The geophysical characteristics of the ore-hosted strike slip fault and the prospecting direction in Zhaxikang Pb-Zn-Ag deposit, Tibet

JIAO Yanjie, LIANG Shengxian, GUO Jing, ZHANG Wei, LIAO Guozhong

(ChinaGeologicalSurveyChengduCenterofChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,China)

Zhaxikang polymatallic deposit is one of large Pb-Zn-Ag-Sb deposits located at the marginal fold thrust belt of the northern Himalayas and discovered in the Zhaxikang equipped exploration area. It occurs in Lower Jurassic Ridang formation and is hosted by Ca-bearing calcareous slate and calcareous slate and tectonic breccia. The ore body is in vein, lens controlled by roughly SN, NE trending faults. The research and analysis of physical property of the typical rock samples regionally collected and from drill holes show that ore body is characterized by middle and low resistance and low polarization. In the ore-deposit-clustered area we carry out AMT and IP survey. Combined with the initial geological and geophysical model, geological background and analysis of prospecting model of the area the result of ore body is characteristic of middle and low polarization and coincidence of polarization girdle and strike of the ore-hosted strike slip fault, thus we consider that ore possibly occur at places where fracture is located in the middle and low polarization area and there are high polarization and low resistance area in the direction perpendicular to strike of the fault. Based on ore prospecting workings and geological and geochemical data the prospecting direction is put forward.

Zhaxikang Pb-Zn-Ag deposit; the ore-hosted strike slip fault; geophysical characteristics; prospecting direction; Tibet

2015-07-20； 改回日期： 2015-10-27； 責(zé)任編輯： 岳振歡

科技部國家重點(diǎn)基礎(chǔ)發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)課題“青藏高原南部礦床勘查模型與定位預(yù)測技術(shù)”(編號：2011CB403105)和中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(編號：12120115022701、12120114050701)資助。

焦彥杰(1978—)，男，高級工程師，主要從事地球物理勘查與方法研究、地質(zhì)找礦方面的工作。通信地址：四川省成都市一環(huán)路北三段2號；郵政編碼：610081；E-mail：57641101@qq.com

10. 6053/j. issn.1001-1412.2016. 03. 016

P631；P618.4

A