激發(fā)極化法在加納國阿曼弗如姆金礦區(qū)勘查中的應用

徐懷峰

(山東省核工業(yè)273地質(zhì)大隊，山東 棲霞 265300)

0 引言

加納西南部廣泛分布的前寒武系比里姆系(Birimian) 地層是加納主要的含金地層，主要為一套含金的變質(zhì)火山巖、變質(zhì)沉積巖。資料顯示，沿著主要的火山巖帶的邊緣以及沿著各沉積單元的接觸帶，北東向區(qū)域性斷裂尤其廣泛[1]，隨著大量受北東向區(qū)域性斷裂構造控制的金礦床被發(fā)現(xiàn)和開發(fā)，在北東向區(qū)域性斷裂構造內(nèi)重新發(fā)現(xiàn)金礦床的難度越來越大。近幾年中，人們已經(jīng)認識到，變質(zhì)鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖帶內(nèi)比較晚期(晚中生代)的橫切構造在成礦中的重要意義，橫切構造不但提高了主巖的滲透性，為金礦的富集或者重新富集提供了有利的空間，而且規(guī)模較大的橫切構造中的金可以富集成礦[1]。理論上雖然通過航空磁法測量數(shù)據(jù)、磁性分布型式的中斷或錯位可以鑒定出許多有重要意義的橫切斷層，但實際工作中橫切特點很難辨認出來，這就需要更為精細的地面物探去尋找和評價帶內(nèi)橫切構造。

在金礦床的勘查中，激發(fā)極化法是一種公認的、極其有效的物探勘查手段[2]。在該工區(qū)內(nèi)通過大比例尺的激電中梯掃面工作，可初步劃分巖性邊界，圈定出鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖巖體及巖體上激電異常的分布范圍及形態(tài)特征，結合激電測深了解極化體的埋藏深度和空間賦存狀態(tài)。本文利用此方法在阿曼弗如姆地區(qū)金礦勘查中取得了較好的應用效果。

1 工作區(qū)地質(zhì)特征

阿曼弗如姆工作區(qū)位于加納賽夫維-比比亞(Sefwi-Bibiani)金成礦帶北中部，屬于比里姆系變質(zhì)火山巖序列，主要由基性的玄武巖、安山質(zhì)火山巖、流紋巖、火山碎屑巖、淺層侵入巖、千枚巖和硬砂巖組成[1]，其中鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖后期已經(jīng)過動態(tài)熱變質(zhì)作用，轉(zhuǎn)化為角閃巖、閃長巖等，在空間上形成長條狀的北東向“火山巖帶”。工區(qū)具有代表性的地層層序如下:上層是大量層狀或者帶狀火山碎屑巖，部分區(qū)域可見少量砂巖和千枚巖夾層，這可能是由于構造運動帶來的地層單元的重新分布；下層是變質(zhì)鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖。區(qū)內(nèi)植被茂密，紅土層覆蓋較厚，極難見到巖石出露；局部出露有巖漿巖，為黑云母花崗閃長巖。

工作區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，主要為NE向與近EW向，傾向SE。近EW向構造發(fā)育在變質(zhì)鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖中，為區(qū)內(nèi)主要的控礦構造，構造寬度5～30 m不等，規(guī)模最大的斷裂構造長度約3 km，平均寬度25 m，控制了區(qū)內(nèi)的大部分黃金儲量。圍巖蝕變較為普遍，主要蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化等，蝕變具有多期、多階段的特征[3]，在多種蝕變疊加部位礦化，礦體呈脈狀，產(chǎn)狀與含礦蝕變帶一致，主要由網(wǎng)狀石英脈和黃鐵絹英巖化碎裂巖組成。

2 巖(礦)石電性參數(shù)特征

表1為區(qū)內(nèi)電性參數(shù)。區(qū)內(nèi)巖石如輝長巖、閃長巖、角閃巖、花崗閃長巖、火山碎屑巖、硬砂巖等，極化率ηs較低，小于2.0%；構造蝕變巖、黃鐵礦化花崗巖和千枚巖的極化率ηs明顯高于其他正常巖性，平均值分別達到3.89%、4.29%、5.02%。區(qū)內(nèi)巖礦石的電阻率ρs值也存在明顯差異，黃鐵礦化構造蝕變巖和強風化火山碎屑巖的電阻率ρs值最低，其平均值分別為329 Ω·m和108 Ω·m；閃長巖(硅化)和石英巖的電阻率ρs值最高，其平均值分別為6 182 Ω·m、5 920 Ω·m，其他正常巖性電阻率ρs值中等，在1 421～3 183 Ω·m之間。

巖礦石的參數(shù)特征表明，該區(qū)地層層序的上層只有千枚巖具有高極化的特征，火山碎屑巖和砂巖的極化率較低，含有微量石墨的千枚巖可引起極化率ηs帶狀異常；該區(qū)地層層序的下層為變質(zhì)的鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖，其視極化率ηs值較低，其平均值小于1.50%，當巖石經(jīng)礦化蝕變后其極化率一般均有不同程度的升高，該區(qū)的含黃鐵礦化構造蝕變巖，其極化率平均值為3.89%，為正常巖性的2倍多，呈現(xiàn)出低阻高極化的特征，可形成較為明顯的高極化低電阻異常，為本區(qū)的重要找礦標志之一。

表1 電性參數(shù)統(tǒng)計

3 工作方法及成果解釋

根據(jù)工區(qū)地質(zhì)，共布置了5.80 km2的激電中梯面積性測量，以圈定激電異常的分布范圍及形態(tài)特征，然后在激電掃面工作成果的基礎上，布置一條對稱四極測深剖面，以期了解極化體的埋藏深度和空間賦存狀態(tài)。

工作中使用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的大功率激電測量系統(tǒng)設備，發(fā)射機和接收機分別為DJF-10型和DJS-8型，采用正反向標準直流脈沖供電。面積性工作AB=1 500 m，MN=20 m；測深工作AB/2=3～500 m，MN/2取1～40 m。

激電中梯面積性測量成果見圖1。從圖1中可以看出工作區(qū)內(nèi)宏觀上形成了三個截然不同的區(qū)塊，即極化率變化較大的區(qū)、低值區(qū)和高值區(qū)。三個區(qū)塊走向均為北東向，與區(qū)內(nèi)地層走向一致。視極化率變化較大的區(qū)塊位于測區(qū)北西部，ηs值一般在1.0%～4.0%之間，等值線呈北東向帶狀展布特征，走向在60°～70°之間，并形成高值帶(ηs>2.0%)和低值帶(ηs<1.8%)相間排列的特征，大致反映了該區(qū)塊地層的展布特征，高值帶對應的地層主要為千枚巖，該區(qū)塊對應阿曼弗如姆工作區(qū)變質(zhì)火山巖層序的上層；視極化率低值區(qū)位于測區(qū)中南部，ηs值一般在1.0%～1.5%之間，反映了該區(qū)域正常巖性的極化率特征，對應巖性為鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖，ηs值1.6%為下限圈出的高極化率異常，以近東西向不規(guī)則的長條狀和橢圓狀零星分布在低值區(qū)域內(nèi)；視極化率高值區(qū)位于測區(qū)南東角，視極化率ηs值一般在2.0%～3.0%之間，對應巖性為黑云母花崗閃長巖。

通過激電中梯視極化率ηs等值線平面圖可以明顯圈出鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖的范圍，在該范圍內(nèi)以ηs值1.6%為異常下限圈出的極化率異常呈近東西向展布，形態(tài)規(guī)則，其中以200～300線140～154線之間的異常規(guī)模最大，強度最高，異常中心ηs極大值為2.02%，余者規(guī)模較小，零星分布。

圖1 激電中梯視極化率ηs等值線平面圖

為了進一步了解極化體的空間賦存狀態(tài)，在290線布置了一條激電測深剖面(見圖2)。測深結果表明：在地表淺部，ηs值低，曲線平緩，為第四系土層的激電效應。以ηs=1.6%為異常下限圈出的異常表現(xiàn)為近于直立的柱形，略向南傾，當AB/2=500 m時，在154點出現(xiàn)ηs極大值，據(jù)此推斷極化體產(chǎn)狀較陡，極化體向下延伸較大，成礦條件優(yōu)越。

實地勘查后，對物探圈定的異常進行了槽探和鉆探驗證，共施工探槽46個，控制構造蝕變帶長度1 800 m，圈定礦體總長度500 m；施工淺部鉆孔28個，控制斜深160 m以淺。通過地質(zhì)工程圈定的2個礦體，資源量類型為推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量(332+333)，共求得礦石量107.55萬噸，金金屬量5.13t。平均品位4.77×10-6，平均厚度5.34 m。該礦床已取得加納國頒發(fā)的采礦許可證。

圖2 290線對稱四極測深ηs等值線斷面圖

4 結論

加納西南部下比里姆系地層層序中的下層為變質(zhì)中、基性火山巖，巖性單一，視極化率ηs值小于1.5%，對于利用激發(fā)極化法尋找黃鐵礦化金礦體具有良好的地質(zhì)條件。在鐵鎂質(zhì)中、基性火山巖體上開展激電中梯掃面工作，可以快速發(fā)現(xiàn)并圈定出激電異常，縮小找礦靶區(qū)；運用激電測深手段，可以了解極化體的埋藏深度和空間賦存狀態(tài)，為鉆探工程提供依據(jù)。