綜合物探在東昆侖拉陵灶火銅多金屬礦應(yīng)用效果研究

苑永濤, 譚運鴻, 封建平, 白宗海, 保善東

(1.青海省地質(zhì)調(diào)查院，西寧 810012； 2.青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室，西寧 810012)

0 引言

東昆侖作為中國中央造山帶西段的重要組成部分，地質(zhì)構(gòu)造位置與成巖成礦作用顯赫[1-2]，東昆侖造山帶是青藏高原內(nèi)部可與岡底斯帶相媲美的一條巨型構(gòu)造巖漿巖帶[3]，歷來是地學(xué)工作者重點關(guān)注區(qū)域之一。近年來在北昆侖找礦工作獲得重大突破，相繼發(fā)現(xiàn)了夏日哈木銅鎳礦、野馬泉鐵礦、卡爾確卡銅鉬礦等眾多大型礦床[4]。拉陵灶火銅多金屬礦床位于東昆侖山脈西段、柴達木盆地南緣，處于伯喀里克-香日德印支期Au-Pb-Zn-Mo-石墨-螢石(Cu、稀有、稀土)成礦帶西段，區(qū)劃隸屬格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)管轄。與夏日哈木銅鎳礦區(qū)相鄰，是尋找銅、鉬礦的首要地段[5-6]，由于地表被大面積第四系覆蓋，地質(zhì)直接找礦效果不甚明顯。

地球物理方法在礦產(chǎn)資源探測中具有重要作用[7]。在各種金屬礦物探方法中,磁法投入工作量最大、應(yīng)用最早、取得的效果非常顯著，尋找鐵礦及其他金屬、非金屬礦效益明顯[8]；激發(fā)極化法是探測金屬礦最有效方法之一，在我國應(yīng)用廣泛，為找礦事業(yè)作出了巨大的貢獻[9-10]；連續(xù)電導(dǎo)率測量法是一種新的地球物理工作方法，應(yīng)用領(lǐng)域涉及找水、工程地質(zhì)勘查、礦產(chǎn)資源勘查等[11]，在我國西北地區(qū)開展金屬礦勘探取得了較好效果[12]。

東昆侖拉陵灶火銅多金屬礦為擴大找礦規(guī)模，克服第四系厚覆蓋區(qū)的影響，先后開展了多種物探工作方法，取得了明顯的找礦效果。周偉斌13]通過1∶10 000磁測異常的解釋推斷，認為磁測方法在本區(qū)可指導(dǎo)找礦工作，推測礦致異常經(jīng)鉆探驗證已見礦；苑永濤等[14]通過分析該區(qū)激電異常，認為激電工作較好的反映巖(礦)石電性差異，結(jié)合地質(zhì)資料通過視電阻率、極化率異常在礦區(qū)探明了隱伏銅礦體存在；談艷等[15]認為物探測量顯示區(qū)內(nèi)強磁異常、帶狀低緩磁異常以及低阻中高極化異常是尋找銅鎢鉬礦的重要找礦標志,對該區(qū)進一步找礦工作有一定指導(dǎo)意義。

圖1 拉陵灶火地區(qū)地質(zhì)簡圖[18]Fig.1 Simplified geological map of the Lalingzaohuo area[18]

本次工作對以往資料綜合分析，調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于矽卡巖中的銅鉬礦石磁、電物性與圍巖差異明顯，1∶10 000磁測及激電中梯工作結(jié)果表明，矽卡巖帶出露地區(qū)具有磁異常、激電異常顯示，連續(xù)電導(dǎo)率測量能很好地指示斷裂構(gòu)造位置。通過工程揭露發(fā)現(xiàn)磁異常、激電異常對矽卡巖有很好的指示作用，運用綜合物探方法能很好的劃分含礦矽卡巖帶，經(jīng)鉆探驗證找礦效果明顯。

1 地質(zhì)概況

拉陵灶火銅多金屬礦床位于東昆侖西段北坡，柴達木盆地南緣，大地構(gòu)造單元屬于東昆侖弧盆系之東昆中基底隆起花崗巖帶北緣[16]。以昆北斷裂為界，研究區(qū)北側(cè)與祁漫塔格弧后盆地相鄰。

區(qū)內(nèi)地層較單一(圖1)，僅出露古元古代金水口巖群，為一套由高綠片巖相-麻粒巖相組成的中高級變質(zhì)巖系，多被后期花崗巖體、斷層侵蝕支解、破壞。構(gòu)造以北東向為主，北西向次之。區(qū)內(nèi)中酸性巖漿巖廣泛出露，主要形成于華力西-印支造山運動的不同階段，巖性主要有中泥盆世二長花崗巖、中三疊世花崗閃長巖、石英閃長巖。印支期構(gòu)造-巖漿活動與本區(qū)銅多金屬礦的關(guān)系較為密切，礦(化)體富集地段多形成于近東西向與南北向斷層交匯部位，礦體主要產(chǎn)于中三疊世石英閃長巖與古元古代金水口巖群接觸帶附近的矽卡巖中[17]。

2 應(yīng)用條件分析

針對本區(qū)大部分地段被第四系覆蓋，直接找礦依據(jù)不足，根據(jù)礦體及圍巖特征，合理選取物探方法就顯得尤為重要。經(jīng)物性測定，賦存礦體的矽卡巖表現(xiàn)為中高磁性、中高極化特征，與圍巖物性差異明顯。因此合理利用高精度磁法、激電、連續(xù)電導(dǎo)率測量等綜合物探方法可以為本區(qū)尋找隱伏銅多金屬礦提供依據(jù)。磁物性統(tǒng)計結(jié)果(表1、圖2)顯示主要巖(礦)石磁物性特征如下：

2.1 磁物性特征

磁鐵礦化透輝石矽卡巖在本區(qū)具有最強的磁性，磁化率和剩磁均具有最大的變化范圍和平均值；矽卡巖銅鉬礦石因含有大量磁黃鐵礦，磁性比磁鐵礦化透輝石矽卡巖稍低，具強磁性，二者具有全區(qū)最高的磁化率和剩磁。磁鐵礦化角閃石巖、透輝石矽卡巖等具有較高的磁化率和剩磁，具中強磁性；輝長巖、閃長玢巖、石英閃長巖、孔雀石化矽卡巖等具中等強度磁性，其余巖性磁化率和剩磁較低，磁性較弱。

因矽卡巖銅鉬礦石與頂?shù)装迨㈤W長巖(圍巖)具有明顯磁性差異，具備開展磁測工作的前提，可開展磁測工作圈定矽卡巖帶從而間接尋找銅鉬多金屬礦體。

2.2 電物性特征

礦區(qū)內(nèi)巖(礦)石標本電性參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果表明(表2、圖3)，矽卡巖輝鉬黃銅礦礦石在本區(qū)具有最高的極化率平均值和最低的電阻率平均值，能引起低阻高極化率異常；銅鉬金礦石、黃鐵礦化花崗閃長巖、矽卡巖化斜長角閃巖等具有較高的極化率和低電阻率；其余巖性極化率較低，構(gòu)成本區(qū)平穩(wěn)背景場，巖石在矽卡巖化、黃鐵礦化后極化率明顯增大。

表1 拉陵灶火地區(qū)巖(礦)石磁性參數(shù)統(tǒng)計表

圖2 拉陵灶火地區(qū)巖(礦)石磁物性柱狀圖Fig.2 The histogram of rock (ore) magnetic parameters in Lalingzaohuo area

巖石名稱Ηs/%Ρs/Ω·m平均值最大值平均值最大值平均值最大值巖石塊數(shù)矽卡巖輝鉬黃銅礦礦石78.8933.19826.4551090.071520銅鉬金礦石(氧化)43.33.510621216510黃鐵礦化花崗閃長巖37.90.22.940271095329矽卡巖化斜長角閃巖3.9483.3873.14117568.2112.14輝長巖5.0470.0470.9997813228620輝鉬礦1.50.20.448741758420黑云斜長片麻巖1.5950.2280.914458419475.728黑云斜長片巖0.7220.3640.533259.336.2137.94綠泥石化、絹云母化混合巖2.0950.0711.163379.942.6189.47花崗閃長巖3.8420.3511.5342632.4433.4914.97石英閃長巖8.180.1411.7026767636520石英巖1.6130.4750.9961321.5115.2583.75斜長角閃巖2.8250.581.5683114.8549.21020.87

圖3 拉陵灶火地區(qū)巖(礦)石電物性柱狀圖Fig.3 The histogram of rock (ore) electrical parameters in Lalingzaohuo area

以上結(jié)果顯示，本區(qū)矽卡巖型多金屬礦具有明顯的低電阻率和高極化率特性，與圍巖差異明顯，可作為尋找矽卡巖型銅多金屬礦的充分條件，具備開展激電中梯測量、連續(xù)電導(dǎo)率測量的電物性前提。

上述巖(礦)石物性測定結(jié)果說明多金屬礦體與圍巖具有明顯的磁、電物性差異。在開展磁、電異常查證時運用大比例尺磁、電剖面測量工作進一步濃縮找礦靶區(qū)；在第四系厚覆區(qū)，磁、電異常顯示不明顯地段開展連續(xù)電導(dǎo)率測量，對深部極化體進行定性解釋，為鉆探施工提供借鑒。

圖4 拉陵灶火地區(qū)1∶10000磁異常剖面平面圖Fig.4 The section-plane plan of 1∶10000 magnetic anomaly in Lalingzaohuo area

3 研究成果及地質(zhì)解釋

3.1 1∶10 000磁異常特征

地面高精度磁法測量采用手持GPS實施，采用100 m×20 m規(guī)則網(wǎng)測量，方位為30°，使用儀器為WCZ-1型質(zhì)子磁力儀。銅鉬多金屬礦體主要位于區(qū)域大面積背景場中的弱的跳躍狀磁異常附近(圖4)，和C5、C6等磁異常關(guān)系密切。

C5磁異常位于礦區(qū)中部，為一大面積負磁背景場中的弱-中等磁異常組成，可以進一步細分為C5-1、C5-2、C5-3、C5-4、C5-5等子異常。C5-1為一弧狀北西向展布的磁異常，東西向長500 m，南北向?qū)?00 m～300 m不等，幅值在150 nT～2 000 nT之間，周圍分布有MⅡ、MⅢ、MⅣ、MⅤ等銅鉬多金屬礦體，異常地段輝長巖磁化率和剩磁均較高，經(jīng)計算輝長巖能引起2 000 nT的磁異常。C5-2磁異常為一橢圓狀磁異常顯示，在4條測線上有顯示，幅值中等，梯度較為寬緩，該異常主要見有石英閃長巖，而該區(qū)石英閃長巖磁化率較高，因此推斷該異常由石英閃長巖引起。C5-3、C5-4、C5-5等磁異常形態(tài)類似，呈北西西向條帶狀展布，極大值在800 nT～6 000 nT不等，梯度較大，中強磁異常顯示，在這三個磁異常地段磁鐵礦化矽卡巖較為發(fā)育，由磁鐵礦化引起。

C6磁異常呈南東向不規(guī)則條帶狀展布，ΔT幅值為-648 nT～2 515 nT之間，梯度大。異常地段出露黑云斜長片麻巖，見有斜長角閃巖夾層，并在夾層中見有褐鐵礦化、孔雀石化等。經(jīng)鉆孔ZK20001驗證見有多層矽卡巖黃銅礦石，厚0.6 m～2.5 m不等，經(jīng)三分量測井、磁化率測井等手段發(fā)現(xiàn)在矽卡巖黃銅礦石處有強磁異常顯示，故推測該異?？赡苁菑姶判缘奈◣r黃銅礦石引起。

C7位于礦區(qū)中西部，呈北西向不規(guī)則條帶狀展布，強度較高，梯度變化較大，ΔT值為-821～1 142 nT。出露黑云斜長片麻巖，經(jīng)檢查由磁鐵礦引起。

3.2 1∶10 000激電異常特征

為進一步擴大找礦規(guī)模，在成礦有利地段按200 m×20 m點、線距開展1∶10 000激電中梯剖面測量。經(jīng)試驗確定供電點極AB=1 500 m，測量電極MN=40 m，點距20 m，使用儀器為WDJD—3型數(shù)控多功能直流電法儀，測量信號用不極化電極提取，供電周期為5 s,斷電延時為200 ms。共圈定10處異常(圖5)，其中JD4、JD5等低阻中高極化激電異常與銅鉬多金屬礦化體有關(guān)。

圖5 拉陵灶火地區(qū)1∶10 000極化率平面等值線圖Fig.5 The plane contour map of 1:10 000 polarizability in Lalingzaohuo area

圖6 拉陵灶火地區(qū)1∶10 000連續(xù)電導(dǎo)率測量聯(lián)合斷面圖Fig.6 The cross-sections plan of 1:10 000 continual electric conductivity survey in Lalingzaohuo area

1)JD4異常。呈北西-南東向帶狀展布，與MⅡ、Ⅲ、Ⅳ鉬礦體延伸趨勢一致，異常長為2 900 m，寬為200 m，極化率值在3.3%～6%之間，向北西逐漸減弱，視電阻率值一般在100 Ω·m～200 Ω·m之間，最小值為40 Ω·m，顯示低阻中極化特征。通過鉆孔深部驗證，在異常東段相應(yīng)部位見有厚大的矽卡巖輝鉬礦體，西段深部見有細脈狀輝鉬礦化黑云斜長片麻巖，與視極化率東部高、西北低相對應(yīng)，判斷異常為礦致異常。

2)JD5異常。位于礦區(qū)南側(cè)，異常呈橢圓狀，異常長為600 m，寬為160 m，極化率極大值為5.16%，與C6磁異常相互套合，呈低阻中極化特征。異常區(qū)出露黑云斜長片麻巖，異常中心部位見少量黃銅礦化花崗巖脈，黃鐵礦、磁黃鐵礦較發(fā)育，顯斑巖型成礦特征。經(jīng)深部驗證在ZK20403孔272 m以下見銅鉬礦化花崗巖(厚為30 m)，礦化沿石英脈分布，Mo含量為0.01%～0.096%，為尋找斑巖型銅鉬礦提供給了重要線索。

綜上所述，本區(qū)激電中梯測量對基巖區(qū)產(chǎn)出的多金屬屬礦(化)體具有較好的指示作用，但對第四系厚覆蓋區(qū)隱伏于深部的多金屬礦體指示效果不明顯。

3.3 1∶10 000連續(xù)電導(dǎo)率異常特征

為探索MⅤ銅多金屬礦帶北東向找礦遠景，按200 m間距布設(shè)1∶10 000連續(xù)電導(dǎo)率剖面，方位為131°，剖面布設(shè)于第四系中，主體為亞砂土、砂礫石構(gòu)成的現(xiàn)代河床的Ⅰ-Ⅱ級階地，或形成山前緩傾斜沖洪積平原以及砂礫石、泥砂、卵石構(gòu)成的現(xiàn)代河床、河漫灘地。所有剖面自上而下均分為低-中-高三層電性結(jié)構(gòu)(圖6)。

低電阻率層位于剖面頂部，其視電阻率變化較大，阻值在幾歐姆米到幾百歐姆米之間，可能由砂卵礫石含量不均及地層含水引起，可大致反映第四系覆蓋層亞砂土、砂礫石、泥沙、卵石的分布范圍，河流階地位置第四系覆蓋較厚，厚度在20 m～100 m左右。

中等電阻率層為視電阻率在100 Ω·m～500 Ω·m之間的電性層，反映主要成礦巖性中三疊世石英閃長巖的分布范圍。該電性層視電阻率分布不均勻，某些位置常會出現(xiàn)線狀、剖面底部為視電阻率大于500 Ω·m的高阻電性層，反映深部基巖。條帶狀低阻帶形成區(qū)內(nèi)的主要異常區(qū)，異常整體向南東側(cè)伏，展布特征均與北東向控礦斷裂相似，推測低阻帶為成礦有利部位，值得進一步驗證。

在WP3-WP6剖面中圈定5處有進一步工作價值的低阻異常，其中②③④⑤呈帶狀展布，初步推斷低阻異常是由斷層引起的有利儲礦空間。由ZK2801孔鉆探驗證，全控出露石英閃長巖，在電阻率為160 Ω·m～300 Ω·m低阻區(qū)見有褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化等；經(jīng)ZK3601孔驗證，全孔均為石英閃長巖，低阻區(qū)域巖性較破碎、具明顯綠泥石化、零星黃鐵礦化，與推測斷層基本吻合，礦化富集部位需進一步驗證。

3.4 綜合物探異常分析

通過對MⅤ礦體8號磁、電綜合剖面研究發(fā)現(xiàn)(圖7)：磁異?？傮w呈緩慢抬升趨勢，由兩段磁異常顯示，第一段在0 m～100 m之間，極大值388 nT，中等磁異常顯示，無明顯激電異常，經(jīng)鉆孔驗證磁異常由石英閃長巖引起，無多金屬礦體產(chǎn)出；第二段磁異常在160 m～600 m，經(jīng)鉆孔驗證亦由石英閃長巖引起，但在該段200 m～300 m磁異常抬升部位有一極化率極大值為3.5%的低阻中高極化激電異常，磁、電異常套合較好，經(jīng)鉆孔驗證見有厚25 m的銅、鉬、金多金屬礦體。

圖7 拉陵灶火地區(qū)8線綜合物探剖面圖Fig.7 The section map of integrated geophysical in Lalingzaohuo area 8 line

綜合來看磁異?？梢源笾氯ΧǖV體頂?shù)装迨㈤W長巖位置，在磁異常邊部正負異常變換部位是礦(化)體產(chǎn)出的有利地段，已圈定的礦體主要集中分布于低阻高極化激電異常帶上，磁測和激電結(jié)合能較好的指示礦體的產(chǎn)出位置，連續(xù)電導(dǎo)率顯示在200 Ω·m～300 Ω·m低阻區(qū)能準確指示斷裂構(gòu)造帶位置及走向。C5、C6磁異常正負值轉(zhuǎn)變位置分別對應(yīng)JD4、JD5等激電異常，和礦體產(chǎn)出部位對應(yīng)，說明本區(qū)物探異常與礦化、蝕變關(guān)系密切，在條帶狀中-強磁異常帶上出現(xiàn)的低阻中高極化激電異常是本區(qū)重要的物探找礦標志，連續(xù)電導(dǎo)率顯示條帶狀低阻異常區(qū)為推斷富礦位置斷裂提供依據(jù)。

4 結(jié)論

本區(qū)物探工作實例表明綜合利用地球物物理工作在本區(qū)具有良好的找礦效果：利用1∶10 000磁法掃面圈定磁異常，大致圈定矽卡巖帶走向及石英閃長巖巖體范圍，結(jié)合地質(zhì)情況圈定找礦靶區(qū)；在成礦有利地段開展激電中梯工作進一步劃分含礦矽卡巖帶范圍及空間分布規(guī)律，進一步縮小找礦靶區(qū)。磁、電綜合異常與礦體產(chǎn)出部位關(guān)系密切，條帶狀中-強磁異常帶上出現(xiàn)的低阻中高極化激電異常是本區(qū)重要的物探找礦標志，在第四系厚覆蓋區(qū)運用連續(xù)電導(dǎo)率法可以反映深部低阻帶空間賦存狀態(tài)及位置，綜合物探異常部位經(jīng)鉆探驗證找礦效果明顯。根據(jù)地質(zhì)情況綜合分析物探方法優(yōu)勢，在本區(qū)采用磁法、激電中梯、連續(xù)電導(dǎo)率測量等多種地球物理工作方法能提高物探解譯準確性，為礦區(qū)深部隱伏型矽卡巖銅鉬礦體勘查提供借鑒。