物探方法在金屬礦勘查中的應(yīng)用
——以甘肅省成縣甘蔗溝鉛鋅礦找礦項(xiàng)目為例

王曉軍，胡家源

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730030）

1 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西成鉛鋅礦田中部南帶，大地構(gòu)造位置處于西秦嶺昆侖—秦嶺地槽褶皺區(qū)中部禮縣—柞水海西冒地槽褶皺帶。其以北與祁連中間隆起帶相鄰，其間被臨夏、天水、商南長(zhǎng)達(dá)千余公里的斷裂帶相隔，南以臨潭、岷縣、鳳縣、山陽斷裂為界。區(qū)域內(nèi)出露的地層主要是泥盆系，是由一套巨厚的碎屑巖和炭酸鹽巖所組成的冒地槽類復(fù)理石式的濱?！獪\海相沉積建造，可分為三個(gè)主要的含礦層位，即泥盆系中統(tǒng)安家岔組下部的廠壩層及其上部焦溝層，如廠壩—李家溝超大型鉛鋅礦床，畢家山大型鉛鋅礦床等礦床產(chǎn)于其中，西漢水群上部鄧家山含礦灰?guī)r層[1]。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)主要出露地層主要為中泥盆統(tǒng)安家岔組廠壩層上部層，由下至上為可分為四個(gè)巖性層，分別為：①大理巖層；②灰?guī)r層；③大理巖化灰?guī)r層；④千枚巖。

研究區(qū)褶皺構(gòu)造為吳家山背斜南翼的Ⅱ級(jí)褶皺—三架山背斜的兩翼的Ⅲ級(jí)向斜。基本構(gòu)造形態(tài)為一主干背斜兩側(cè)的擠壓向斜。研究區(qū)內(nèi)斷層基本可分為北東向斷層和南北向斷層兩組。F1、F2、F3、F4、F6 為北東東向斷層，F(xiàn)7 為南北向斷層。

研究區(qū)內(nèi)無較大的侵入體，僅在東北角有沙坡里巖體出露一小塊，該巖體為印支期二長(zhǎng)花崗巖，目前認(rèn)為其與成礦無關(guān)。

3 研究區(qū)物探特征及異常解釋

3.1 研究區(qū)電性特征

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合以往地質(zhì)及物化探工作情況，各主要巖性及鉛鋅礦體在研究區(qū)內(nèi)均有出漏，分布較廣，且出漏的巖石種類和數(shù)量均能滿足區(qū)內(nèi)電性露頭測(cè)定條件及數(shù)量統(tǒng)計(jì)要求，故本次電性參數(shù)采用露頭小四極實(shí)測(cè)法采集，共測(cè)量五類巖石露頭152處。

大理巖、灰?guī)r等碳酸鹽巖電性參數(shù)差別較小，由于部分露頭點(diǎn)地表風(fēng)化較為嚴(yán)重，視極化率變化范圍大，最小值約為0.5，最大值約為17，最大值和最小值相差十倍以上，其均值較大，視電阻率變化范圍大，最小值約為850Ω·m，最大值約為36000Ω·m，最大值和最小值可相差數(shù)十倍以上，視電阻率均值為最高，大理巖和灰?guī)r為中極化率高電阻率特征。千枚巖視極化率最低，變化范圍最小，均值也最小，為0.83，其視電阻率值較低，變化范圍較小，均值也較低，為635Ω·m，具有低電阻低極化特征。砂質(zhì)板巖視極化率值變化范圍較小，視極化率均值也較小，視電阻率值變化范圍較大，均值不高，為低極化中電阻特征。鉛鋅礦體視極化率變化范圍相對(duì)較小，最小值為3.03，最大值為12.49，均值7.85，為最高，視電阻率變化范圍較小，均值最低，為298Ω·m。與其他幾種巖性相比，鉛鋅礦體具有明顯的低阻高極化特征，分辨率較高，能夠較為明顯地與圍巖區(qū)分開。

3.2 激電中梯異常特征解釋推斷

本次激電工作共發(fā)現(xiàn)四條異常帶，由視極化率等值線平面圖（圖1）可以看出，研究區(qū)視極化率值相對(duì)較低，視極化率異常宏觀上表現(xiàn)為北東向、北西向帶狀展布，圈定視極化率異常帶依次編號(hào)為M Ⅰ、M Ⅱ、M Ⅲ、M Ⅳ。

M Ⅰ異常帶主要由M1、M2、M3、M4 局部異常組合而成。異常呈北東向帶狀展布，異常帶局部有強(qiáng)有弱，極化率最大值為6%，位于M1 區(qū)塊100～160 號(hào)點(diǎn)處。異常帶長(zhǎng)約1000m，寬10m～40m 不等，異常形態(tài)較完整、連續(xù)性較好。在整個(gè)M Ⅰ異常帶上M2 異常區(qū)塊規(guī)模較大且強(qiáng)度較高。異常帶對(duì)應(yīng)視電阻率均為低阻帶，視電阻率值約為50Ω·m～300Ω·m，為低阻高極化組合特征。M Ⅰ異常帶與已知Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ號(hào)礦體位置相對(duì)應(yīng)，由地質(zhì)情況、物性參數(shù)等分析，推測(cè)M Ⅰ異常帶為礦體所引起，而其中M2 局部異常礦化程度高且規(guī)模大。M2 異常應(yīng)為重點(diǎn)驗(yàn)證異常。

MⅡ異常帶主要由M5、M6兩個(gè)局部異常組合而成。異常呈北東向條帶狀展布，異常不連續(xù)，根據(jù)地質(zhì)資料推測(cè)M5、M6局部異常應(yīng)是同一斷裂F3上的異常。MⅡ異常帶長(zhǎng)約250m、寬10m～40m不等。視極化率最大值為5%，該異常帶所對(duì)應(yīng)視電阻率范圍在100Ω·m～400Ω·m之間，為低阻高極化組合特征。該異常與已知Ⅴ號(hào)礦體基本對(duì)應(yīng)，推測(cè)MⅡ異常帶也為礦致異常。其中M5、M6異常對(duì)比分析，M5異常無論從規(guī)模還是強(qiáng)度都優(yōu)于M6異常。

M Ⅲ異常帶位于測(cè)區(qū)東南角，異常呈近東西向橢圓狀展布，范圍較小，強(qiáng)度較大，視極化率最大值7.4%。異常帶連續(xù)性較好，主要集中在16、24 線上，長(zhǎng)約180m、寬10m～50m 不等。該異常帶所對(duì)應(yīng)視電阻率范圍在100Ω·m～400Ω·m 之間，所處位置對(duì)應(yīng)Ⅵ號(hào)礦體和F4斷裂帶。推測(cè)MⅢ異常帶即M7 異常為礦致異常。

M Ⅳ異常帶呈北西向帶狀展布，異常形態(tài)完整、強(qiáng)度較高、范圍較大。異常帶長(zhǎng)約500m，寬約10m～70m，視極化率最大為7.26%。異常帶北西端與M Ⅰ異常帶西端交匯部位為M1 異常。該異常帶所對(duì)應(yīng)視電阻率范圍在100Ω·m～700Ω·m 之間，F(xiàn)5、F6 斷層均經(jīng)過該異常帶,推斷與F5、F6 斷層有關(guān)，是否含礦還不能確定。由于該異常帶地質(zhì)情況復(fù)雜，異常帶對(duì)應(yīng)電阻率又高，與其他幾個(gè)已知礦體異常特征明顯不同，故該異常引起的原因還需其他地質(zhì)方法查證。

圖1 視極化率等值線平面圖

圖2 視電阻率等值線平面圖

3.3 對(duì)稱四極測(cè)深異常特征解釋推斷

（1） 7 線異常特征。7 線測(cè)深斷面圖圈定兩個(gè)極化異常，分別為M7-1、M7-2。M7-1 異常呈近圓狀，異常長(zhǎng)約50m、寬約20m，最大視極化率值為7%，異常中心位置標(biāo)高為1420m。異常對(duì)應(yīng)視電阻率值較低，激電中梯剖面及測(cè)深斷面圖均為低阻高極化特征，由中梯剖面曲線，異常位置南側(cè)北緩，推測(cè)異常向北傾。

M7-2 異常呈長(zhǎng)橢圓狀，異常長(zhǎng)約160m、寬約30 至65m。異常強(qiáng)度較高，最大視極化率值為8.5%，在中梯剖面曲線上顯示為低阻低極化，推測(cè)為埋深較深或規(guī)模較小所致。異常中心位置標(biāo)高1430m。異常位置及形態(tài)與中梯剖面曲線對(duì)應(yīng)較好。異常對(duì)應(yīng)視電阻率與M7-1 異常相接近，M7-1、M7-2 異常視極化率接近，視電阻率異常相似，結(jié)合構(gòu)造、巖層產(chǎn)狀及地質(zhì)資料來看，該異常位于空子溝背斜北翼近核部，對(duì)應(yīng)的巖性為同一層碳質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r，黃鐵礦化比較普遍，推測(cè)該兩處異常由礦化及黃鐵礦化引起。根據(jù)對(duì)M7-2 異常的鉆探驗(yàn)證來看，該異常具較強(qiáng)碳化，碳質(zhì)成分含量普遍較高，黃鐵礦化也比較普遍，由于M7-1 異常與M7-2 異常電性參數(shù)接近，距離也較近，因此推斷該兩處異常主要由碳化及黃鐵礦化引起的。

圖3 7 線測(cè)深視極化率斷面圖

圖4 7 線測(cè)深視電阻率斷面圖

（2）8 線異常特征。8 線測(cè)深斷面圖共圈定三個(gè)極化異常，分別為M8-1、M8-2、M8-3。

M8-1 異常呈條帶狀，異常強(qiáng)度較小，視極化率最大值為6.5%。M8-1 異常位于M Ⅰ異常帶，長(zhǎng)約70m、寬約15m，中心位置標(biāo)高1290m，埋深190m。該異常連續(xù)性較差、規(guī)模較小、強(qiáng)度較弱，最大視極化率值為6.5%，視電阻率值在300Ω·m～500Ω·m 之間，為低阻高極化。異常位于低阻高祖過度帶北側(cè)，在異常體南測(cè)推測(cè)斷裂帶Ft1 一條。結(jié)合本區(qū)實(shí)際情況及巖石物性參數(shù)，推測(cè)M8-1 異常極有可能為礦致異常。由于M8-1 異常埋深較淺，應(yīng)采取坑探或鉆探驗(yàn)證。

M8-2 位于M Ⅰ異常帶，為一近地表異常，近南北向展布，略向北傾，呈長(zhǎng)方形狀，長(zhǎng)約80m、寬約30m，中心位置標(biāo)高為1350m。該異常范圍較大，強(qiáng)度較高，視極化率最大值為9%，對(duì)應(yīng)視電阻率低，異常位置及形態(tài)與中梯剖面曲線對(duì)應(yīng)較好。結(jié)合地質(zhì)資料來看，該異常對(duì)應(yīng)的巖性為角礫狀灰?guī)r及碳質(zhì)灰?guī)r，普遍具黃鐵礦化，推測(cè)該異常主要由礦化及黃鐵礦化引起。

M8-3 異常呈條帶狀，長(zhǎng)約45m、寬約15m，中心位置標(biāo)高1320m，埋深90m。該異常規(guī)模較小、強(qiáng)度較弱，最大視極化率值為7%，視電阻率值在200Ω·m～400Ω·m 之間，為低阻高極化。該異常對(duì)應(yīng)的巖性為角礫狀灰?guī)r及碳質(zhì)灰?guī)r，普遍具黃鐵礦化，推測(cè)該異常主要由礦化及黃鐵礦化引起。

根據(jù)鉆探驗(yàn)證來看，ZK8-1 號(hào)鉆孔基本穿過了M8-2 異常中心，鉆探驗(yàn)證為該段巖石普遍具碳化，碳質(zhì)成分含礦普遍較高，另外還普遍具黃鐵礦化。M8-2、M8-3 兩處異常電性參數(shù)接近，對(duì)應(yīng)巖性相同，因此，推斷該兩處異常可能主要由碳化及黃鐵礦化引起的。

4 結(jié)論

研究區(qū)內(nèi)礦體均位于泥盆統(tǒng)安家岔組廠壩層上部層，礦體位于硅化大理巖及角礫狀結(jié)晶灰?guī)r中。礦體具有低阻高極化的電性特征，能夠較好的與圍巖區(qū)分開。根據(jù)這一特征，通過本次電法工作，圈定激電異常帶4 條，異常帶編號(hào)依次為M Ⅰ、M Ⅱ、M Ⅲ、M Ⅳ。在2 條異常帶上共圈定了6 個(gè)異常，編號(hào)依次為M1、M2、M3、M4、M5、M6。經(jīng)過地質(zhì)物探綜合分析，形成以下結(jié)論及地質(zhì)認(rèn)識(shí)[2]。

（1）推斷M Ⅰ、M Ⅱ、M Ⅲ三條帶由與鉛鋅礦有關(guān)，M1、M2異常對(duì)應(yīng)的深部異常體程度高、規(guī)模大。MIV 異常帶地質(zhì)情況復(fù)雜，異常帶對(duì)應(yīng)電阻率偏高，與其他幾個(gè)已知礦體異常特征明顯不同，原因還不明確，可能有鉛鋅礦體賦存。

（2）通過激電測(cè)深，推測(cè)研究區(qū)地層可能向北緩傾，上為千枚巖，下為碳酸鹽巖，在不同巖性其接觸帶上視極化率異常較高，證明礦化與地層有關(guān)系，地層是控礦因素之一；向南陡傾的高強(qiáng)度視極化率異常為礦致異常，而本區(qū)已知礦體本身就賦存在斷裂構(gòu)造中，所以礦體受地層和南陡傾的斷裂構(gòu)造聯(lián)合控制，構(gòu)造為主控因素。

（3）控礦構(gòu)造與地層產(chǎn)狀為相切割的關(guān)系，礦體富集段可能處在構(gòu)造和地層接觸帶的位置以及脆性大理巖中。