綜合物探法在湖北某危機礦山接替資源勘查中的應(yīng)用

林劍凱，雷 宛，田銀川，張?zhí)覙s

（成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院，四川 成都 610059）

近年來，隨著現(xiàn)有礦山開采程度的加深，大批老礦山，特別是一些大型礦山因資源危機而面臨或瀕臨關(guān)閉的嚴(yán)峻局面。由于這些大型老礦山不僅在我國礦產(chǎn)資源保障體系中占有非常重要的地位，而且對所在地域的經(jīng)濟以及社會穩(wěn)定都具有十分重要的影響[1]。因此，開展大型老礦山基地的接替資源勘查特別是深邊部的資源勘探具有十分重要的經(jīng)濟和社會意義。

1 礦區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1.1 地層

礦區(qū)出露二疊系下統(tǒng)茅口組至三疊系中下統(tǒng)嘉陵江組，以碳酸鹽巖為主，礦區(qū)外圍出露有志留系、泥盆系和石炭系的粉砂巖、砂巖和碳酸鹽巖，與成礦關(guān)系最密切的地層為中下三疊統(tǒng)嘉陵江組，雞籠山礦區(qū)地質(zhì)略圖如圖1所示。

1.1.2 構(gòu)造

礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主體處于雞籠山—苗母山復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜內(nèi)，表現(xiàn)為一系列北西西向的緊閉線狀褶皺，發(fā)育有北東向、北西向的逆沖斷層和近東西向的斷層，礦區(qū)的北側(cè)為富池—碼頭復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜，南側(cè)為楓林—下畈復(fù)式倒轉(zhuǎn)背斜。

圖1 雞籠山礦區(qū)地質(zhì)略圖

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，區(qū)域性的謝華武-豐山洞北西向斷裂帶從礦區(qū)穿過，表現(xiàn)為低重力異常帶，雞籠山花崗閃長斑巖可能沿此斷裂充填，中礦帶的含礦大理巖多具角礫狀構(gòu)造，屬斷裂帶中碎裂巖塊[2]。

1.2 區(qū)域地球物理特征

區(qū)內(nèi)工作程度較高，但物性工作開展較少，通過收集整理了部分成果，對區(qū)內(nèi)巖石標(biāo)本密度進行測量，結(jié)果表明區(qū)內(nèi)花崗閃長斑巖密度大約2.59g/cm3,灰?guī)r密度大約為2.69g/cm3,二者密度差約0.10g/cm3，在物性上具備了開展重力工作的前提。

區(qū)內(nèi)礦石、礦化巖石與花崗閃長斑巖、灰?guī)r、大理巖電性參數(shù)可分為3個等級，電阻率從小到大依次是①銅金礦石、磁鐵礦石——②礦化大理巖、礦化花崗閃長斑巖、礦化矽卡巖——③灰?guī)r。因此，本區(qū)具備電法劃分圍巖與巖體，尋找接觸帶的電性前提。

綜上所述，根據(jù)物性成果，利用重力測量成果中的重力低異常結(jié)合CSAMT的相對高阻異常及地磁異常能較好的圈定花崗閃長斑巖體；當(dāng)?shù)V化蝕變帶規(guī)模較大、在有效探測深度內(nèi)利用CSAMT的低阻異常帶能較好的圈定找礦有利部位[3]。

2 綜合物探測試方法

基于上述地質(zhì)、地球物理特征和各類巖礦石的物性特征可知，可采用高精度重力、磁法查明花崗閃長斑巖體的分布范圍及延伸方向，在具有良好物探異常區(qū)開展可控源音頻大地電磁法（CSAMT）工作，獲取地下地層、巖體、構(gòu)造的電性信息，探索巖體與地層的接觸關(guān)系及構(gòu)造情況。結(jié)合已有地質(zhì)、物探資料，推測巖體展布情況，預(yù)測成礦有利部位，為勘查工程的布置提供信息。

（1）高精度重力。本次工作投入美國制造的LCR—G型重力儀和加拿大產(chǎn)CG-5型重力儀，共四臺，高精度重力測網(wǎng)布設(shè)采用50m×20m,100m×40m及100m×100m三種網(wǎng)度，測線方位角均為39°，完成的10.56km2，累計測點3316個；

（2）可控源音頻大地電磁法。本次可控源音頻大地電磁法（CSAMT）采用的儀器是加拿大鳳凰公司生產(chǎn)的V8電法儀，使用的裝置類型為電性源CSAMT標(biāo)量測量的工作方式，以測線方向為X方向，垂直測線方向為Y方向，電道Ex電極采用首尾相接的方式布設(shè)，磁道Hy磁探頭垂直測線X方向。

鑒于本次物探目的任務(wù)和工區(qū)的地理情況及地質(zhì)構(gòu)造情況，場源布設(shè)于工區(qū)東南6km～12km的江西黃金鄉(xiāng)范圍，場源接地偶極子長度AB約1.2km～2.0km，Rmax=8.1km，Rmin=5.1km，R滿足大于5倍勘探趨膚深度且接收信號可靠的要求。中低頻段供電電流達(dá)20A。

3 資料分析與地質(zhì)解釋

物探工作的地質(zhì)任務(wù)是查明區(qū)內(nèi)與成礦關(guān)系密切的花崗閃長斑巖體的賦存狀況，圈定巖體的接觸部位，重點分析位于雞籠山巖體西南側(cè)白果樹-余家山周圍的成礦有利部位，查明巖體中捕虜體分布。

由物探綜合剖面圖可知，在CSAMT電阻率剖面中存在多處低阻異常，推測由區(qū)內(nèi)斷層及褶皺共同引起，巖體也沿構(gòu)造薄弱侵入和賦存。

W1線：W1線位于G2-重力異常的東南側(cè)，曲線極小值位于1450點，西側(cè)曲線相對東側(cè)平緩，推測巖體在深部向西南延伸。

由重磁異常曲線圖可見，位于1340～1540點為重力異常低值區(qū)，對應(yīng)高磁異常北東翼；完整的高磁異常則與布格異常曲線較緩的西南翼重合，推測巖體由北東向西南深部側(cè)伏所致。

在電阻率斷面圖上，電阻率上高下低，在1350點附近存在一電阻率梯級帶；北東側(cè)1350～1650點標(biāo)高0m～800m存在一低阻異常，此異常處于余家山向斜核部，推測低阻異常由斷層和褶皺共同引起。測線西南側(cè)下部400Ω.m～1200Ω.m相對低阻區(qū)推測可能為向西南延伸的隱伏巖體引起，上部高阻異常推測為三疊系大冶組灰?guī)r引起。

W2-W6線：W2-W6位于G2-重力異常的北西側(cè)長軸狀重力異常帶及兩翼，布格異常顯示測線西南翼重力等值線較北東翼平緩，推測為白果樹巖體整體北東側(cè)陡立，西南側(cè)延伸較平緩引起。

由重磁異常曲線圖可見，剩余異常極小值基本與磁異常極大值對應(yīng)，形成重低磁高異常，可以看出高磁異常寬度很窄，推測高磁主要對應(yīng)淺表巖體、矽卡巖及磁鐵礦化物質(zhì)引起，W2-W6剩余重力異常曲線形態(tài)近似等軸狀，低重異?？赡苤饕从硿\部巖體的范圍及延伸方向。對深部是否存在巖體及巖體延伸方向反映不明顯。

在電阻率斷面圖上，W2-W6線電阻率總體呈由上到下高低阻分布，推測高阻可能主要反映了雞籠山翻轉(zhuǎn)背斜南側(cè)三疊系大冶組3-4段灰?guī)r，相對低阻可能為層間破碎、巖體、礦化蝕變共同引起。

結(jié)合布格異常曲線和巖體電阻率相對低的特征，大致圈定了W2-W6線巖體延伸情況。特別的W6線，其布格異常曲線北東側(cè)相對W1-W5布格異常曲線相對較緩，同時電阻率剖面標(biāo)高0m～-800m的低阻異常帶也由西南向北東向下延伸，推測為白果樹巖體在此向北東下部延伸引起，同時由標(biāo)高-700m～-800m的低阻異常已經(jīng)圈閉可以看出巖體向北東深部延伸情況有限。

4 結(jié)論

（1）結(jié)合物探與地質(zhì)鉆探資料，白果樹地區(qū)在物探綜合剖面上圈定了1處找礦有利部位，結(jié)合已知資料和地質(zhì)情況對位于白果樹巖體東南側(cè)，CSAMT剖面W3線1240號附近進行了鉆孔驗證，在470米深處成功見礦。本次工作提出的探測組合，對雞籠山危機礦山接替資源勘查和其他類似的危機礦山接替資源勘查具有一定的推廣和示范意義。

（2）本研究采用多種物探方法互相結(jié)合、互相驗證，彌補了單一方法的局限性，也即利用同一地質(zhì)現(xiàn)象對應(yīng)的不同物性差異，采取了不同方法得到不同的地球物理場，充分利用各種地球物理場所提供的信息，獲得更全面的地質(zhì)信息，并結(jié)合地質(zhì)資料，做出符合客觀情況的地質(zhì)推斷，證明是準(zhǔn)確探測深邊部成礦的有效途徑。