激電中梯和激電測深在浙江西部某鉛鋅礦勘查中的應(yīng)用

侯嘉莉　李悅　劉澤丞

摘 要： 目前在鉛鋅礦等多金屬礦勘查中，激電中梯和激電測深仍是最有效的物探方法之一，相較于電磁法，此種方法在直接找礦方面仍有無可替代的效果。本文以浙江西部某地區(qū)鉛鋅礦勘查為例，在分析勘查區(qū)的地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，選用激電中梯和激電測深的工作方法，合理布設(shè)測線，通過分析整理激電測深數(shù)據(jù)，大致查明區(qū)內(nèi)激電異常的分布特征，了解可能與礦化蝕變帶有關(guān)的激電異常特征以及其深部異常形態(tài)變化特征，并推斷隱伏斷裂構(gòu)造的位置產(chǎn)狀及其與礦化的關(guān)系，為鉆探工程布設(shè)及礦區(qū)評價(jià)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 鉛鋅礦勘查； 激電中梯； 激電測深； 激電異常特征

1. 概述

激發(fā)極化法是以不同巖、礦石激電效應(yīng)之間差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測和研究大地激電效應(yīng)，來查明地下地質(zhì)體的分布、范圍、產(chǎn)狀等。激發(fā)極化效應(yīng)：在向地質(zhì)體充電和放電過程中，產(chǎn)生隨時(shí)間而緩慢變化的附加電場的現(xiàn)象。不同類別的巖礦體的激發(fā)極化效應(yīng)是不一樣的。激電中梯和激電測深是激發(fā)極化法的兩種不同裝置類型。

2. 勘查區(qū)地質(zhì)概況

勘查區(qū)位于浙江省西部某地區(qū)，大地構(gòu)造屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）、江南臺(tái)?。á?）、蘇莊抬拱帶（Ⅲ1），成礦帶位于浙西成礦帶（Ⅲ2）西段，結(jié)蒙—楊林（Ⅳ5）鉛、鋅、銅、金、銀、銻成礦區(qū)南西段北側(cè)（Ⅴ15）成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)。

2.1 地層及構(gòu)造特征

區(qū)域內(nèi)出露地層自老至新有青白口系駱家門組、虹赤村組、上墅組，南華系休寧組、南沱組，震旦系陡山沱組、板橋山組，寒武系西陽山組，奧陶系印渚埠組、寧國組、胡樂組、硯瓦山巖組、黃泥崗組、長塢組和第四系鄞江橋組?？傮w呈北東向展布，與區(qū)域構(gòu)造走向基本一致。

礦區(qū)處于北東向展布的毛坦—灶馬坑向斜的核部，震旦系板橋山組呈核部，兩翼依次南華系南沱組、休寧組，北西翼外側(cè)青白口系駱家門組逆沖作用與休寧組斷裂接觸，南部的陡山沱組地層呈斷塊狀出露。礦區(qū)發(fā)育北東向斷裂，其次次生北西、東西向斷裂。北西向斷裂由F4、F5組成，F(xiàn)4斷裂截切北東向斷裂，顯示左行位移，后又被南北向斷裂（F6）所截切。北東向斷裂由F1、F2、F3三條北東向平行的斷裂組成，斜貫礦區(qū)東南部。經(jīng)綜合分析北東向斷裂形成較早，被后期北西向、東西向、南北向斷裂截切錯(cuò)位。

2.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)見晉寧期侵入巖—麥塢口細(xì)粒斑狀花崗巖（Qb1M）和東山細(xì)中粒花崗巖（Qb1D），出露于西北角，巖性為灰黃色細(xì)粒斑狀花崗巖，局部為中細(xì)粒斑狀花崗巖。脈巖比較發(fā)育。蘇源頭灰綠巖群由五至七條平行脈組成，長兩百米至兩公里不等，北東向45°，侵入于虹赤村組第二段。

2.3 圍巖蝕變和礦化蝕變帶特征

圍巖為休寧組（Nh1x），為一套淺海相砂泥巖建造，巖性較單一，主要為淺灰綠色、灰黑色、灰白色粉砂泥質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)頁巖等。與礦關(guān)系較密切的圍巖蝕變主要有硅化、黃鐵礦化等。主要含礦蝕變帶受北西向斷裂控制，礦化、構(gòu)造破碎強(qiáng)烈，主要蝕變有黃鐵礦化、鉛鋅礦化等。

3. 勘查區(qū)電性參數(shù)特征

本次工作主要對礦區(qū)巖石的電性特征進(jìn)行測定，了解區(qū)內(nèi)主要巖性的視電阻率及視極化率狀況，測量成果見表1。共測定了6處露頭，測量裝置采用對稱小四極，裝置參數(shù)為AB=1m，MN=0.2m，測量參數(shù)為電阻率和極化率。

從野外露頭測定成果可以看出，區(qū)內(nèi)休寧組粉砂質(zhì)頁巖為中等電阻率，一般在800Ω.m～1600Ω.m，極化率較低，均值為2.85%；駱家門組含砂泥巖為中高阻，一般在1000Ω.m～2200Ω.m，極化率較低，均值為2.36%；礦體露頭、頁巖（黃鐵礦化）、硅化帶黃鐵礦化、含礦破碎帶的電阻率較低，一般低于900Ω.m，其中含礦破碎帶電阻率最低，一般在100Ω.m～400Ω.m之間，均值為250Ω.m，硅化帶黃鐵礦化、頁巖（黃鐵礦化）為中等極化率；含礦破碎帶、礦體露頭極化率較高，其中含礦破碎帶極化率均值最高為6.36%，其次為礦體露頭，極化率均值為5.56%。

表1 礦區(qū)物性測定成果表

[巖性＼&ρs（Ω.m）＼&ηs（%）＼&物性點(diǎn)＼&備注＼&平均值＼&平均值＼&休寧組粉砂質(zhì)頁巖＼&856＼&2.85＼&W1＼&露頭＼&駱家門組含砂泥巖＼&1235＼&2.36＼&W2＼&露頭＼&硅化帶黃鐵礦化＼&686＼&3.26＼&W3＼&露頭＼&頁巖（黃鐵礦化）＼&810＼&4.17＼&W4＼&露頭＼&含礦破碎帶＼&250＼&6.36＼&W5＼&露頭＼&礦體露頭＼&898＼&5.56＼&W6＼&露頭＼&]

駱家門組含砂泥巖為中高電阻率，極化率則分布范圍較大，與其巖性不均勻有關(guān)；休寧組粉砂質(zhì)頁巖為中等電阻率、低極化率，但當(dāng)存在黃鐵礦化現(xiàn)象時(shí)，其電阻率極化率都較高，與其表面含鐵錳質(zhì)成份有關(guān)；礦體露頭則表現(xiàn)為中等電阻率、高極化率特征，主要原因與其變質(zhì)程度高、黃鐵礦含量高及鉛鋅礦化有關(guān)。

綜上所述：礦區(qū)視電阻率的差異可以很好地區(qū)別圍巖和侵入巖體，礦體較高的極化率電性特征，可以認(rèn)為相對低阻和高極化位置為礦體分布區(qū)，為該區(qū)開展激電工作提供了良好的地球物理前提。

4. 激電測量

4.1 工作方法

本次野外測量工作使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的WDJS-2數(shù)字直流激電儀和DZD-6A多功能直流電法儀。儀器啟動(dòng)一次同時(shí)測量一次電場Vp和視極化率ηs，ηs積分寬度比為1∶2∶4∶8，延遲時(shí)間可設(shè)置，重復(fù)測量次數(shù)任選。為確定工作裝置參數(shù)，保證電法測量工作質(zhì)量，野外正式開始前先在工作區(qū)對儀器進(jìn)行了必要的試驗(yàn)，包括接收機(jī)一致性對比、不同發(fā)射極距實(shí)驗(yàn)、接收機(jī)不同延時(shí)極化率對比的儀器實(shí)驗(yàn)，均滿足本次工作需求。本次工作先完成前期放樣工作，用中間梯度法對整個(gè)工作區(qū)進(jìn)行剖面測量，圈定極化率異常區(qū)，并在異常區(qū)開展激電測深工作。

根據(jù)區(qū)內(nèi)情況，工作比例尺為1∶5000，共實(shí)測12條測線，基本測網(wǎng)為100m×20m。中間梯度裝置采用AB=1500m，點(diǎn)距MN=40m，測線布置在AB的中間段，測線方位分別為NE90°和NE38°、NE90°測線由南往北（10、L、8、6、4、2、0）依次編號(hào)，NE38°測線由西北往東南（11、9、7、5、3）依次編號(hào)，測點(diǎn)由西南往北東依次編號(hào)。

圖1 供電示意圖

激電測深采用對稱四極測深，供電示意圖見圖1。本次物探工作在位于中梯剖面L測線的中端、近似垂直礦化帶方向布置一條激電測深測線（測線L1），測線布置14個(gè)測深點(diǎn)，測點(diǎn)間距20m，測線長為260m。激發(fā)極化法對稱四極測深工作極距見表2。

表2 對稱四極極化率測深極距表

[（AB/2）/m＼&150＼&210＼&230＼&340＼&500＼&750＼&（MN/2）/m＼&5＼&10＼&10＼&25＼&80＼&80＼&80＼&][（AB/2）/m＼&10＼&25＼&40＼&65＼&100＼&（MN/2）/m＼&3＼&3＼&5＼&3＼&5＼&5＼&5＼&10＼&]

4.2 測量成果

所有野外數(shù)據(jù)均經(jīng)過質(zhì)量驗(yàn)收后轉(zhuǎn)入室內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，繪制視電阻率、極化率剖面圖、斷面激電測深圖等圖，將圖形結(jié)合該區(qū)地質(zhì)資料來進(jìn)行具體解釋推斷。

從剖面圖上（圖2）看，視電阻率和視極化率異常走向與測區(qū)構(gòu)造走向基本一致，整體上，測區(qū)西北部呈相對高阻、高極化特征，測區(qū)東南部表現(xiàn)為低電阻率特征。

測區(qū)西北部出露的地層巖性主要為駱家門組含砂泥巖以及推測沿F4分布的硅化帶、破碎帶。3、5線電阻率均在1000Ω·m以上，最高點(diǎn)達(dá)3000Ω·m，11線在8-18號(hào)測點(diǎn)間相對低阻，在1000Ω·m以下，7、9測線在中部呈相對低阻，兩端呈高阻特征，推測與巖性和破碎帶相關(guān)。9、11線極化率異常明顯，兩測在12～21測點(diǎn)均顯示高極化，極化率均在4%以上，最高達(dá)15.7%，11線在該測點(diǎn)呈相對低阻高極化特征，根據(jù)已知露頭電性特征，11線13點(diǎn)、9線16點(diǎn)、7線12點(diǎn)等處的相對低阻、高極化異常為找礦有利地段。

測區(qū)東南部視電阻率值基本都小于1000Ω·m，視極化率通常小于3%。此區(qū)域出露的地層巖性主要為休寧組粉砂質(zhì)頁巖和駱家門組含砂泥巖。測區(qū)南部邊緣10線、L線、8線的13點(diǎn)，沿F6構(gòu)造走向低阻高極化特征明顯，與物性測試結(jié)果基本吻合。0線、2線、6線、8線異常點(diǎn)分布沿F6構(gòu)造走向大體一致。兩者電阻率都在800Ω·m以下，極化率在4%以上，根據(jù)已知礦脈的電性特征，推測沿F6構(gòu)造走向的低阻高極化異常有較好的找礦前景，該異常主要位于休寧組頁巖上。測區(qū)4線、6線范圍內(nèi)測點(diǎn)也顯示高極化特征，推測與F1斷裂構(gòu)造的傾向相關(guān)，根據(jù)物性測量結(jié)果，與F6構(gòu)造的露頭測定結(jié)果比較接近，對本區(qū)找礦具有一定意義。

圖2 測區(qū)激電中梯平面剖面圖

在中梯剖面表現(xiàn)為低阻、高極化異常的L測線的中端布置電測深測線L1。從L1斷面激電測深解釋圖上（圖3）看，在測線里程0m～260m范圍、深度150m～300m之間存在視極化率異常，在激電中梯剖面上該區(qū)域?yàn)橄鄬Φ妥梵w，綜合推斷該異常為礦化蝕變帶所致，該礦化蝕變帶傾向東，傾角約為66°。在測線里程100m～200m范圍、高程150m～250m之間存在低阻體產(chǎn)狀變陡趨勢，推測與F6錯(cuò)切F4斷裂、右行扭動(dòng)造成礦化體截切錯(cuò)位相關(guān)。高極化體在構(gòu)造的右側(cè)沿構(gòu)造發(fā)育，左側(cè)極化體與相對應(yīng)礦化位置（電阻率呈100～300Ω·m部分）大體重合，錯(cuò)斷的極化體可能由于構(gòu)造或者地表水下滲導(dǎo)致硫化物氧化，而表現(xiàn)為相對低阻高極化。

電阻率反演斷面上還顯示了另一傾向西，傾角約為73°小型構(gòu)造，將在測線里程100m～260m范圍、高程230m～300m之間的低阻體切錯(cuò)開，造成了低阻體的不連續(xù)。極化率反演斷面上所示，主礦化體與上部小極化體有構(gòu)造穿插，同時(shí)也造成了高極化體的不連續(xù)。

綜合地質(zhì)來看，L線激電測深斷面上已知F6有較為明顯地反映，F(xiàn)6構(gòu)造在高程270m～320m的淺部呈相對高阻低極化特征，推測與地表風(fēng)化呈低極化，且與地表覆蓋層地層巖性變質(zhì)成硅化高阻相關(guān)，在高程270m以下低阻高極化特征明顯，推測向下延伸與裂隙帶相交。

圖3 L1斷面激電測深解釋圖

5. 結(jié)論和建議

（1）本次激電工作大致查明了工區(qū)激電異常的分布特征，發(fā)現(xiàn)與礦體相關(guān)的激電異常。整個(gè)工作區(qū)，西北部呈相對高阻高極化特征，東南部為低阻高極化。通過激電中梯工作，在礦區(qū)西北部3、5、7、9、11號(hào)線的13、14號(hào)點(diǎn)有一條走向北西向的斷裂構(gòu)造F4，東南部異常點(diǎn)展布方向與構(gòu)造走向相一致，F(xiàn)6斷裂表現(xiàn)明顯的低阻高極化特征。綜合測區(qū)地質(zhì)及地球物理異常，推測斷面上顯示極化體異常至高極化體為同一礦化蝕變異常帶，但受地質(zhì)構(gòu)造影響，在構(gòu)造切錯(cuò)處出現(xiàn)錯(cuò)斷。測區(qū)開展激電測深工作有好的物性差異前提，L線測深對構(gòu)造以及礦化蝕變帶電性異常反應(yīng)明顯。

（2）建議對8線8點(diǎn)～23點(diǎn)的中梯剖面異常開展激電測深工作，進(jìn)一步了解L線低阻高極化體的走向以及裂隙帶的傾向。此處極化率異常較高，同時(shí)地表化探顯示暈圈高值，露頭礦化信息明顯，應(yīng)為重點(diǎn)揭露地段。對測區(qū)4線、6線18點(diǎn)～21點(diǎn)異常處開展激電測深工作，以及通過適當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)調(diào)查和地表工程揭露（主要是槽探），對上述推測地球物理異常進(jìn)行進(jìn)一步的查證。根據(jù)本次地球物理勘探資料，建議鉆孔穿過高極化體和構(gòu)造，鉆孔傾角76°±。

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