激發(fā)極化法在昆侖河黑刺溝金礦勘查應(yīng)用效果研究

苑永濤，封建平，譚運(yùn)鴻，蔡生順

（1.青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海西寧810012；2.青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海西寧810012）

1 概述

昆侖河地區(qū)位于青海省格爾木市南部，地處東昆侖中新遠(yuǎn)古代—早古生代縫合帶南側(cè)東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶內(nèi)[1]，其北為北昆侖巖漿弧，南部緊鄰巴顏喀拉地塊[2]。成礦區(qū)帶劃分屬東昆侖金、銅、鉛鋅、鐵、多金屬成礦帶中的昆南金、銅、鈷成礦帶上，是青海省金、銅、多金屬成礦有利地區(qū)，具有形成各類金、銅、多金屬礦的巨大潛力[3]，目前在預(yù)查內(nèi)共周邊發(fā)現(xiàn)礦（化）點(diǎn)、礦化線索共28處。

黑刺溝金礦于2012年通過1∶5萬水系異常查證時發(fā)現(xiàn)礦化線索并開展查證工作，金礦蝕變帶兩側(cè)被第四系覆蓋，地表直接找礦較為困難，為進(jìn)一步擴(kuò)大找礦規(guī)模，急需開展物探工作對蝕變帶追索。激發(fā)極化法是一種成熟有效的物探方法，廣泛應(yīng)用于我國的金屬礦產(chǎn)勘查，對追索蝕變帶具有良好的效果。鄒光華對我國6個大型或特大型金礦床（田）的伴生金屬礦物特征與圍巖蝕變作用研究，認(rèn)為在有利的地質(zhì)—地球物理?xiàng)l件下，激電方法不失為一種比較有效的找金物探方法[4]；孫宗席等人在新疆第四系覆蓋較厚的戈壁灘雙泉金礦區(qū)運(yùn)用激電法取得了事半功倍的效果[5]。

2015年在該金礦區(qū)礦化蝕變地段以試驗(yàn)為主布設(shè)了1∶5千激電中梯剖面測量工作10km，通過激電剖面的實(shí)施，在各剖面電阻率梯度轉(zhuǎn)換部位與土壤異常區(qū)圈定的蝕變帶展布位置十分對應(yīng)，且有中等幅值的礦化激電異常JD1顯示，部分地段與地表圈定的構(gòu)造蝕變帶相吻合，說明1∶5千激電中梯剖面在工區(qū)追索礦化蝕變帶方面有很好的指導(dǎo)意義。因金礦化蝕變帶兩側(cè)被第四系覆蓋，地表直接尋找較為困難，蝕變帶走向和延伸長度難以追索。為進(jìn)一步擴(kuò)大找礦規(guī)模，在已開展的激電中梯兩側(cè)進(jìn)一步開展1∶5千激電中梯工作10km，結(jié)合地質(zhì)資料、礦產(chǎn)特征圈定可能屬于礦體引起的異常，根據(jù)物探成果布設(shè)鉆孔發(fā)現(xiàn)新的金礦體，使含金礦化蝕變帶向西延伸1040m，取得了良好的找礦效果。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)處于青藏高原東北部，主體位于東昆侖南坡地層分區(qū)中，其北鄰祁漫塔格—北昆侖地層分區(qū)，南鄰西藏—三江地層大區(qū)之木孜塔格－西大灘－布青山地層區(qū)分區(qū)。區(qū)內(nèi)屬于東昆侖成礦帶中部，劃屬東昆侖金、銅、鉛鋅、鐵、多金屬成礦帶中的昆南金、銅、鈷成礦帶上，是青海省內(nèi)金、銅、多金屬的成礦有利地區(qū)，具有形成各類金、銅、多金屬礦床的巨大潛力。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動強(qiáng)烈，4條主斷裂橫穿異常區(qū)，均為北西向，嚴(yán)格控制著區(qū)內(nèi)化探異常及礦產(chǎn)分布，區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育。普查區(qū)出露地層主要有中—新元古代萬保溝群、奧陶—志留紀(jì)納赤臺群、早三疊世洪水川組(T1h)、早—中三疊世鬧倉堅(jiān)溝組(T1-2n)、中三疊世希里可特組(T2x)及第四紀(jì)地層。

中—新元古代萬保溝群主要分布在研究區(qū)北西、中東部少部分地區(qū)，與奧陶世—志留紀(jì)納赤臺群均呈斷層接觸關(guān)系，萬保溝群由下部溫泉溝組（Pt2-3W）和上部青辦食宿站組（Pt2-3q）組成，兩者呈斷層接觸關(guān)系。奧陶—志留紀(jì)納赤臺群是研究區(qū)內(nèi)最為廣泛分布的一套地層，約占研究區(qū)面積的三分之二，分布于普查區(qū)中段及南段，受斷裂控制明顯，總體呈北西—南東向展布，與中—新元古代萬保溝群呈斷層接觸關(guān)系，中三疊世洪水川組角度不整合上覆于該群之上，巖性組合由下而上分別為石灰廠組（OSs）和哈拉巴依溝組（OSh），兩者為整合接觸。早三疊世洪水川組(T1h)主要分布于研究區(qū)北部，與上覆鬧倉堅(jiān)溝組(T2n)呈整合接觸，為一套淺變質(zhì)的粗、細(xì)碎屑巖系。早—中三疊世鬧倉堅(jiān)溝組(T1-2n)分布研究區(qū)以北少部分地區(qū)，巖性比較穩(wěn)定，其下與洪水川組呈整合或者斷層接觸，與萬寶溝群呈斷層接觸，巖石類型為深灰色中厚層粉砂巖、灰色生物灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾中細(xì)粒長石巖屑砂巖、礫巖及少量火山巖。中三疊世希里可特組(T2x)主要分布在研究區(qū)的西部，出露面積較小，與下層的中—新元古代萬保溝群(Pt2-3W)呈斷層接觸，大部分被第四系覆蓋，巖性為灰綠色、深灰色厚層狀不等粒巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖夾板巖，上部粉砂巖、板巖增加，局部見有石灰?guī)r、礫巖。其中萬保溝群中發(fā)育的厚層狀灰?guī)r與洪水川組中發(fā)育的大量碎屑巖呈斷層接觸，該斷層（F1）為本區(qū)的主要控礦構(gòu)造，與異常區(qū)成礦關(guān)系較為密切。

MⅠ礦化蝕變帶長約5.5km，寬60～300m不等，與區(qū)內(nèi)F1斷層走向基本一致，蝕變帶整體呈黃褐色，巖石較為破碎，碎裂狀特征明顯。蝕變帶及圍巖的巖石組合從南向北大致為洪水川組砂礫巖—硅質(zhì)巖—碎裂巖化石英脈—破碎蝕變帶（含礦層位）—凝灰?guī)r（蝕變玄武巖）—粉末狀土狀破碎蝕變帶—蝕變玄武巖。蝕變帶巖性以碎裂巖化石英脈、硅質(zhì)巖為主，局部夾有少量凝灰?guī)r，巖石極為破碎，局部呈粉末狀土狀，礦化主要為褐鐵礦化，蝕變主要為硅化、碳酸鹽化。蝕變向西側(cè)延伸十分穩(wěn)定，向東規(guī)模逐漸變小，褐鐵礦化蝕變較弱有逐漸尖滅趨勢，蝕變帶內(nèi)巖石普遍深褐色，多呈土狀、粉末狀，少量碎塊狀，成分主要為碎屑巖，局部見少量黑灰色薄層狀灰?guī)r夾層。由于該區(qū)第四紀(jì)發(fā)育，直接圈定蝕變帶較為困難，開展激電中梯工作不失為一個很好的方法。

3 工作方法

在向地下供入穩(wěn)定電流的情況下，仍可觀測到測量電極間的電位差隨時間而變化（一般是變大），并經(jīng)相當(dāng)時間（一般約幾分鐘）后趨于某一穩(wěn)定的飽和值；在斷開供電電流后，測量電極間的電位差在最初一瞬間很快下降，而后便隨時間相對緩慢地下降，并在相當(dāng)長時間后（通常約幾分鐘）衰減接近于零，這種在充電和放電過程中產(chǎn)生隨時間緩慢變化的附加電場現(xiàn)象，稱為激發(fā)極化效應(yīng)[6]。為反映巖石激發(fā)極化效應(yīng)的相對強(qiáng)度，采用二次場的飽和電位差與總場電位差的比值表示，稱為極化率η。

在以往完成1∶5千激電剖面的基礎(chǔ)上，向蝕變帶兩側(cè)按160m間距、點(diǎn)距10m布設(shè)，對蝕變帶走向延伸準(zhǔn)確定位，尋找電阻率梯度異常帶，大致確定MⅠ、MⅡ含礦蝕變帶在走向上的延伸。本次剖面測量工作采用長導(dǎo)線中梯裝置，往年工作時裝置參數(shù)供電極距AB=1200m，測量電極MN=40m，點(diǎn)距10m，供電時間5s，周期為20s，斷電延時200ms。本次工作前在金礦發(fā)育地段重新經(jīng)試驗(yàn)剖面確定裝置參數(shù)供電極距AB=1200m，測量電極MN=60m，點(diǎn)距10m，供電時間12s，周期為48s，斷電延時200ms，測量地段為2/3AB極距中段平穩(wěn)場地段。

在施工過程中,嚴(yán)格按照《時間域激發(fā)極化法技術(shù)規(guī)定》(DZ/T0070-1993)操作。通過對成果綜合分析、研究，認(rèn)為此次激電工作效果較好，激電異常在礦化有利地帶顯示明顯，與往年異常帶位置吻合。

4 激電異常的處理與解釋

在測量前由測量人員采用GPS RTK動態(tài)測量放樣，用WDJD-3型多功能數(shù)字直流電法儀進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測，野外實(shí)測數(shù)據(jù)經(jīng)改正之后,使用新疆金維GeoI?PAS 3.2物探專業(yè)版軟件繪制了視極化率(ηs)、視電阻率(ρs)剖面圖、剖平圖等圖件，并在武漢中地信息工程有限公司開發(fā)的MAPGIS軟件平臺上進(jìn)行編輯制作最終成圖。

通過對ZP1-13剖面工作，由視極化率剖平圖（圖1）可以看出視極化率曲線形態(tài)和往年的銜接較好（圖中淺色部分為往年工作），形態(tài)較為一致。根據(jù)異常分布及幅值情況,以視極化率為2%作為異常下限,對工作激電異常進(jìn)行劃分,共圈出3個激電異常。

JD1異常位于剖面西北部，近東西向展布，異常地段主要出露巖性為礫巖，引起異常的原因不明，需進(jìn)一步工作查明原因；JD3異常位于剖面的南側(cè)，是往年炭質(zhì)異常的延伸，向西延伸至ZP5剖面尖滅消失，向東延伸至ZP13剖面且未封閉，說明本區(qū)炭質(zhì)發(fā)育，在工作時應(yīng)注意區(qū)分炭質(zhì)異常的影響；JD2異常是往年的碎裂巖化激電異常的延伸。

JD2異常位于剖面的中部，長3.5km，寬50～200m，近東西向展布，在每條剖面上均有顯示，向西有變寬的趨勢且未封閉，向東在ZP12剖面逐漸平緩降低消失。根據(jù)地質(zhì)工作情況分析JD2異常主要是礦化碎裂巖（蝕變帶）的反映，和礦化蝕變帶的空間展布規(guī)律一致，與MⅠ蝕變帶對應(yīng)性極好，可能是金礦化賦存的碎裂巖化在極化率異常的反映，根據(jù)激電異常成果控制MⅠ蝕變帶向西側(cè)的延伸達(dá)1500m，并且向西側(cè)的延伸十分穩(wěn)定。

視電阻率剖平圖（圖2）顯示在剖面南端視電阻率為低阻（圖中淺色部分為往年工作），北端為高阻，結(jié)合中間已知礦化蝕變JD2異常地段由南向北顯示為的低阻向高阻過渡地段即為礦化地段，推斷在剖面中間地段有一條近東西向展布的推測礦化蝕變帶，和極化率推測的礦化蝕變曲線位置基本重合。

5 異常驗(yàn)證結(jié)果

根據(jù)1∶5千物探剖面工作成果，在JD2異常區(qū)域ZP2剖面東側(cè)電阻率由低到高突變轉(zhuǎn)換部位開展地表揭露工作，圈定金礦體1條（圖2），編號為MⅠ-6，該條金礦體處于電阻率由低到高突變地段，控制寬度1.0m，最高品位1.5g/t；金礦化體累計(jì)厚度達(dá)6m，賦礦巖性為黃褐色褐鐵礦化碎裂巖（蝕變帶），該礦體的圈定，使MⅠ-1礦體向西延伸1040m。該條金礦化體的發(fā)現(xiàn)說明在該區(qū)激電中梯方法能很好地劃分出礦化蝕變帶的延伸長度和走向，推測的礦化蝕變帶和地質(zhì)上推測的走向基本一致，為下一步開展地質(zhì)工作提供精確的物探依據(jù)。

為對激電異常進(jìn)行查證，進(jìn)一步擴(kuò)大成果，在ZP2剖面東側(cè)40m處布設(shè)93號勘探線對異常進(jìn)行解剖（圖3）。ZP2剖面方位：15°，剖面長度：0.74km，為對異常進(jìn)行解剖，將該剖面和93號勘探線套合，截取異常地段進(jìn)行分析：激電異常主要位于256～294點(diǎn)，呈雙峰狀極化率異常顯示，異常寬190m，極大值在262點(diǎn)達(dá)3.257%，電阻率在229～3699Ω·m之間，異常主要位于長石石英砂巖中，異常范圍和長石石英砂巖出露范圍較為一致，并在長石石英砂巖中發(fā)現(xiàn)有碎裂巖化，推測該異常是礦化蝕變帶的反映。在電阻率轉(zhuǎn)變地段布設(shè)ZK9301孔進(jìn)行驗(yàn)證，在深部發(fā)現(xiàn)有MⅠ-6礦體，礦體總體向南傾，傾角約60°，賦礦巖性為褐鐵礦化碎裂巖，主體位于蝕變帶中，蝕變帶原巖為砂巖和少量石英顆粒，巖石極為破碎，局部呈黃褐色粉末狀，褐鐵礦化蝕變極強(qiáng)；深部金礦體與地表槽探中圈定的礦體對應(yīng)性較好，說明礦體向深部延伸穩(wěn)定。該礦體的發(fā)現(xiàn)，再一次證明MⅠ蝕變帶有非常好的含礦性、連續(xù)性，進(jìn)一步拓展了HS25異常區(qū)的找礦前景，說明激發(fā)極化法在該區(qū)具有很好的效果。

總體而言，金礦體受構(gòu)造控制，具有帶狀分布的特點(diǎn)，對整個MⅠ蝕變帶而言，礦體的連續(xù)性一般，在局部地段較為富集，厚度變化較大，整體上礦體呈大小不等的似層狀、透鏡狀和不規(guī)則囊狀等形態(tài)沿北西－南東方向呈帶狀分布。礦體主要賦存于構(gòu)造蝕變帶中，由于該區(qū)第四紀(jì)發(fā)育，地表揭露較為困難，利用激電中梯方法圈定的JD2異常與礦化蝕變帶的空間展布規(guī)律十分對應(yīng)，較為直觀地顯示礦化蝕變帶的走向和范圍；視電阻率曲線顯示南端為低阻，北端為高阻，電阻率由低阻向高阻梯度轉(zhuǎn)換部位與蝕變帶展布方向較為吻合，說明1∶5千地物綜合剖面在追索蝕變帶方面具有很好的指導(dǎo)意義，能很好地反映出礦化蝕變帶在空間上的展布特征。根據(jù)物探成果說明蝕變帶向東西兩側(cè)還具有很大的找礦空間，顯示極好的找礦前景。

6 結(jié)論

上述分析研究認(rèn)為,本次工作為取得更好的觀測效果，在工作開展前進(jìn)行試驗(yàn)剖面，改變供電裝置參數(shù)并不影響極化率和電阻率的形態(tài)和走向，在工作時詳盡了解礦區(qū)內(nèi)激電異常的位置走向,結(jié)合地質(zhì)資料,區(qū)分南側(cè)炭質(zhì)引起的低阻高極化異常，圈定中部中等幅值極化率異常和電阻率突變部位即為金礦化蝕變帶的走向，為工程驗(yàn)證提供物探依據(jù)。根據(jù)激電成果在電阻率由低阻向高阻變化地段布設(shè)的ZK9301孔圈定的MI-6金礦體進(jìn)一步證實(shí)激電工作在該區(qū)具有良好的找礦效果，激電異常顯示蝕變帶向東西兩側(cè)還具有很大的找礦空間，顯示極好的找礦前景。因此，在該區(qū)投入激電中梯測量工作精準(zhǔn)圈定含金礦化蝕變帶的走向和范圍，利用激電中梯方法間接找金是切實(shí)可行、有效。