大功率激電法在鉛鋅礦勘探中的應(yīng)用研究

劉昌寧

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局304大隊(duì)地質(zhì)勘查院，湖南 長沙 410003）

作為一種重要的礦產(chǎn)資源，鉛鋅礦的勘探的研究工作一直都沒有停止過。近些年，有大量的鉛鋅礦的勘探實(shí)例被發(fā)表。董國成在黔西北地區(qū)，采用大功率激電法，針對這一地區(qū)的地形復(fù)雜、高程落差大的山區(qū)特點(diǎn)，提出了鉛鋅礦的找礦模型[1]。張盛在黔西北的另一測區(qū)，利用大功率激電中梯的方法，找到了位于下石炭統(tǒng)擺佐組下段的鉛鋅礦體[2]。之后的幾年里，陳國軍等利用大功率中間梯度裝置做的鉛鋅礦產(chǎn)掃面工作，確定了礦區(qū)的異常體靶區(qū)[3]。

季節(jié)性的降雨變化對找礦工作一樣有相應(yīng)的影響，吳文賢等研究了大功率激電法在找隱伏的鉛鋅礦體過程中受到的季節(jié)性的影響問題[4]。這種影響在西南三江源地區(qū)具有很明顯的效果。同樣是在云南省的鉛鋅礦區(qū)，王超和何敏芳[5]采用了大功率激電法和電磁法相結(jié)合的方式，找到了麻栗坡縣的鉛鋅礦的激電和電阻率異常特征，為這一地區(qū)的找礦工作提供了有效的地球物理模型。

本文主要研究新疆地區(qū)的鉛鋅礦的勘探方法，類似的，新疆地礦局在這里地區(qū)做了相關(guān)的研究工作，阿力木江[6]發(fā)表了大功率電測深法的勘探結(jié)果，得出了這一方法的有效性結(jié)論。本文以某地區(qū)測區(qū)為例，從地球物理解釋的角度，詳細(xì)分析了大功率激電法的優(yōu)勢，以及提供的地質(zhì)地球物理信息。

1 地質(zhì)概況

某地區(qū)鉛鋅礦位于新疆哈密市東部，屬大陸性氣候，晝夜溫差大，雨量稀少，年平均降雨量為80mm～109mm，且多集中在7月～8月份。春、冬季為風(fēng)季，以東北風(fēng)、東風(fēng)為主，風(fēng)力一般3級～4級，常連續(xù)刮3天～4天，最大風(fēng)速18m/s。夏季炎熱，最高氣溫達(dá)30℃；冬季嚴(yán)寒，最低可達(dá)-31℃。10月中旬至次年2月為冰凍期。降雪多集中在10月至次年3月。

礦區(qū)屬中-低山區(qū)，海拔高度1900m左右，相對高差20m～70m（圖1）。西南側(cè)為高山區(qū)，海拔高度約2000m～2375m，一般比高數(shù)十至數(shù)百米，最大比高300m左右，且多懸崖陡壁，攀登十分困難。

1.1 大地構(gòu)造位置

按照板塊構(gòu)造理論，本區(qū)處于塔里木北部活動陸緣，進(jìn)一步的構(gòu)造單元劃分為卡瓦布拉克—星星峽中間地塊（圖1）。區(qū)域地層以薊縣系和石炭系為主，第四系沿溝谷分布較廣。

圖1 新疆大地構(gòu)造分區(qū)示意圖

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域大構(gòu)造卡瓦布拉克斷裂（韌性剪切帶）從某地區(qū)北部通過，在某地區(qū)部分命名為沙泉子大斷裂(圖2)。

表1 某地區(qū)礦區(qū)電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表2 激電測深極距表

圖2 新疆?dāng)嗔严到y(tǒng)略圖

卡瓦布拉克斷裂沿卡瓦布拉克—星星峽一帶展布，長約500km。該斷裂（韌性剪切帶）經(jīng)歷了早期水平右行剪切變形和晚期僅水平左行剪切，韌、脆性變形。它控制了斷裂兩側(cè)地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展和區(qū)域內(nèi)生成礦作用，沿斷裂形成一系列次級羽毛狀斷裂，并有超基性巖和基性巖體分布，見鉻鐵礦化。其宏觀變形特征、次級構(gòu)造發(fā)育程度與康古爾韌性剪切帶有許多相似之處。剪切帶變形最強(qiáng)地區(qū)具明顯的區(qū)域Cu-Au異常。它處于華力西期花崗侵入巖與前寒武紀(jì)變質(zhì)地層碳酸鹽巖接觸帶，在變形強(qiáng)烈的石英絹云糜棱巖中見多條含硫化物的石英脈。

1.3 物性參數(shù)測量

以往的物探工作對測區(qū)內(nèi)出露的地層、巖石、礦石等的進(jìn)行了標(biāo)本取樣測定和分析。選取了部分露頭較好的巖石進(jìn)行測定。測區(qū)內(nèi)礦化露頭較少，礦石測量采用鉆孔巖芯標(biāo)本進(jìn)行。

露頭測量與標(biāo)本測量的所得的電性參數(shù)，用來定性分析不同巖（礦）石之間的物性差異。詳細(xì)電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)分別見表1。

2 方法介紹

在勘探區(qū)布設(shè)了100×20m網(wǎng)度的激電中梯工作，并對重點(diǎn)異常區(qū)不舍了對稱四極測深工作。激電中梯剖面工作采用短導(dǎo)線方式，AB=1500m，MN=20m；觀測區(qū)段1000m，局部達(dá)1100m。線距50m；激電測深工作采用不等比對稱四極裝置，在已知礦體上進(jìn)行。對稱四極的測深極距見表2。

儀器設(shè)備采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DJF10-2B大功率激電發(fā)送機(jī)、DJZ-10整流電源、假負(fù)載和加拿大Scintrex公司研制的IPR-12時域激電接收儀。

儀器參數(shù)為經(jīng)試驗(yàn)剖面后確定并應(yīng)用至全區(qū)：供電時間8s，疊加4次，延時200ms，取樣寬度20ms。

大功率激電剖面測量其電流均大于5A，激電測深在大極距時其電流也大于5A。全區(qū)內(nèi)所測得的數(shù)據(jù)其一次電位Vp均大于50mv，平均為303mv。

3 地球物理解釋

3.1 激電中梯剖面測量推斷解釋

本次激電中梯剖面綜合反映了接收電極MN之間20m范圍了所有巖石的電性強(qiáng)弱，當(dāng)MN之間巖石巖性較單一時，亦可一定程度上代表MN中點(diǎn)巖性電性。

測區(qū)視極化率波動范圍為1.1%～13.7%，均值為7.9%，極化率從高到低依次為白云質(zhì)凝灰?guī)r、含黑色條帶硅質(zhì)凝灰?guī)r、硅化凝灰?guī)r及輝綠巖脈、長石石英巖、鉛鋅礦化凝灰?guī)r及石英脈、凝灰?guī)r最低。

圖3是測區(qū)的視充電率等值線圖。測區(qū)視電阻率波動范圍為155Ωm～11459Ωm，均值為2324Ωm，各巖性視電阻率從高到低依次為：含黑色條帶的硅質(zhì)凝灰?guī)r最高，硅化凝灰?guī)r及輝綠巖脈次之，長石石英巖、鉛鋅礦化凝灰?guī)r及石英脈、凝灰?guī)r等巖石電阻率均相差不大。

本次激電中梯剖面測量在礦體上對應(yīng)極化率為6.4%～7.6%，電阻率為1500Ω.m～2400Ω.m，而且由ZK02、ZK101、ZK301等地質(zhì)資料所知礦化較好地段均有石英脈發(fā)育，我們認(rèn)為礦體與后期的熱液改造關(guān)系密切。結(jié)合該特征，我們進(jìn)行激電中梯剖面工作后，在全區(qū)圈出了四個綜合異常JDⅠ-1～4。

圖3 某地區(qū)鉛鋅礦

圖4 某地區(qū)鉛鋅礦區(qū)0號剖面激電測深（AB/2）擬斷面圖

JDⅠ-1號綜合異常,位于測區(qū)中北部，長約240m，寬約63m，該區(qū)極化率為6.4%～7.6%，電阻率約為1500Ω.m～2700Ω.m。頂板埋深約220m。JDⅠ-2號綜合異常，位于測區(qū)中部，長約100m，寬約50m,該綜合異常段地表石英脈發(fā)育，與1號綜合異常類似，該區(qū)極化率7.0%～7.6%，電阻率1500Ω.m～2700Ω.m。JDⅠ-3號綜合異常，位于測區(qū)西南部，長約200m，寬約70m。極化率6.2%～7.7%，電阻率為1500Ω.m～3000Ω.m，在該綜合異常上發(fā)現(xiàn)石英脈及由巖脈蝕變的長石石英巖，與成礦密切相關(guān)。JDⅠ-4號綜合異常，位于測區(qū)北部，長約220m，寬約70m。極化率6.7%～7.4%，電阻率1400Ω.m～2500Ω.m，該異常與隱伏硅質(zhì)巖脈伴生。

3.2 激電測深的推斷解釋

測深工作在已知礦體上進(jìn)行，由測深擬斷面圖，見圖4（以AB/2為縱坐標(biāo)）：①由視充電率斷面圖上可見異常呈中部視充電率值高，上下部視充電率值低的特征；見礦化及見礦部位極化率值為8.5%～9.0%。由視電阻率擬斷面圖可見礦化部位為中阻異常（電阻率1600Ω.m～2200Ω.m），測深成果與已知礦體較吻合。②礦體部位兩側(cè)各有一充電率值達(dá)9.5%～10.9%的高值異常；但結(jié)合電阻率圖來看，左側(cè)高充電率異常對應(yīng)高阻異常（電阻率＞3000Ω.m），推斷為隱伏硅質(zhì)巖脈；右側(cè)高充電率異常對應(yīng)中阻異常（電阻率1600Ω.m～2200Ω.m），結(jié)合鉆孔編錄資料，推斷為白云質(zhì)硅化凝灰?guī)r；③由視電阻率擬斷面圖及地表130號測深點(diǎn)上的礦化石英脈推斷：該礦化石英脈上部為北傾，至下部深約250m處脈體轉(zhuǎn)為南傾,而礦體則富集在轉(zhuǎn)折部位，與鉆孔見礦部位吻合。④礦體賦存深度220m～380m不等。

4 結(jié)論

根據(jù)已有的地質(zhì)物探資料，我們認(rèn)為礦脈與后期的熱液改造密切相關(guān)，礦體極有可能為一隱伏礦體。地表130號測深點(diǎn)上的礦化石英脈上部為北傾，至下部深250m處脈體轉(zhuǎn)為南傾,而礦體則富集在轉(zhuǎn)折部位，與鉆孔見礦部位吻合。

JDⅠ-1、JDⅠ-2號異常都圍繞著后期發(fā)育的石英脈上，具有較好的找礦前景。JDⅠ-4號異常位于一隱伏的硅質(zhì)脈體邊上，找礦前景一般，可作為一驗(yàn)證異常。JDⅠ-3號異常位于工作區(qū)處，但在該礦致異常上發(fā)現(xiàn)石英脈及由巖脈蝕變的長石石英巖，推斷為一構(gòu)造破碎帶，具有一定的成礦可能性，可作為待驗(yàn)證異常。