大功率激電在鉛鋅礦勘查中的應(yīng)用
——以遼寧省岫巖縣王家堡子鉛鋅多金屬礦為例

時(shí) 彬

遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110031

0 引言

遼寧省岫巖縣王家堡子鉛鋅多金屬礦位于遼東—吉南裂谷帶西端、青城子—許屯鉛鋅礦帶上。20世紀(jì)80年代有關(guān)單位在本區(qū)做了1∶20萬和1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、1∶5萬航空磁測、1∶20萬區(qū)域重力測量與1∶20萬水系沉積物測量工作?；A(chǔ)地質(zhì)研究工作程度較高，但其與成礦作用關(guān)系、古元古界變質(zhì)地層的含礦性、含礦建造、后期變質(zhì)變形與成礦的關(guān)系問題研究相對不足。大功率激電是較為成熟的物探方法，本次項(xiàng)目針對石英脈型鉛鋅礦采用激電中梯測量裝置，但仍受到石墨礦化層的干擾。通過激電成果區(qū)分礦與非礦，為地質(zhì)研究提供物探依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

1.1 地層

區(qū)域內(nèi)出露地層主要由老至新主要有古元古界(Pt1)、中生界(Mz)、新生界(Kz)。本區(qū)以古元古界遼河群為主(圖1)。

圖1 工作區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of work area1.洪積扇；2.大理石；3.變粒巖；4.淺粒巖；5.二長花崗巖；6.堿長花崗巖；7.偉晶巖； 8.石英脈；9.礦化蝕變帶；10.壓性斷裂；11.激電線號；12.激電點(diǎn)號；13. 激電測線

1.1.1 古元古界遼河群

古元古界主要為遼河群(Pt1lh)，廣泛分布于蘇子溝地區(qū)。自下而上劃分了5個(gè)組級地層單位，但本區(qū)缺失浪子山組。遼河群為變質(zhì)地層，原巖是以沉積巖為主的火山-沉積巖建造，屬裂谷型沉積產(chǎn)物。在古元古代末期遼河運(yùn)動(dòng)(呂梁運(yùn)動(dòng))發(fā)生區(qū)域動(dòng)力熱流變質(zhì)作用，變質(zhì)程度達(dá)到低綠片巖相至低角閃巖相。

(1)里爾峪巖組(Pt1lh1lr)：里爾峪巖組分布面積較廣，主要分布于工作區(qū)東部及東南部，在工作區(qū)北部呈零星分布。該組下部為淺粒巖、變粒巖夾白云質(zhì)大理巖，中部為絹云變粒巖、二云片巖，上部為淺粒巖、變粒巖、二云片巖，頂部有一層含錳石英方解大理巖。其原巖組合為一套變質(zhì)酸性火山巖-砂巖-泥質(zhì)巖含硼建造及碳酸鹽巖建造，為硼、硫等礦產(chǎn)重要含礦層位。

(2)高家峪巖組(Pt1lh2g) ：該組分布與里爾峪巖組相同。層序?yàn)橄虏慷破瑤r、含榴二云石英片巖、黑云片巖、千枚巖，中部為方解(白云)大理巖，上部為碳質(zhì)、泥砂質(zhì)板巖夾含碳質(zhì)石英方解大理巖。地層厚371～557 m，碳質(zhì)板巖中含微古植物化石。其原巖組合為一套變質(zhì)含碳泥質(zhì)巖-砂巖-碳酸鹽建造及變質(zhì)酸性火山巖-泥砂巖建造，為鉛、鋅礦產(chǎn)重要含礦層位。

(3)大石橋巖組(Pt1lh2d)：廣泛發(fā)育在研究區(qū)的西北部及東部。該組發(fā)育完好，巖相穩(wěn)定。自下而上劃分為三個(gè)巖段:一段為條帶狀方解大理巖夾透閃巖、透閃透輝巖；二段為二云片巖、十字藍(lán)晶二云片巖、石榴十字黑云片巖、黑云變粒巖夾條帶狀方解大理巖；三段主要為白云質(zhì)大理巖夾巨厚層菱鎂礦。該組厚度1 054～3 890 m，其原巖組合為一套碳酸鹽巖-泥質(zhì)巖建造及含菱鎂和滑石鎂質(zhì)碳酸鹽巖，為鉛、鋅、菱鎂、滑石、岫玉等礦產(chǎn)重要含礦層位。

(4)蓋縣巖組(Pt1lh2gx)：蓋縣組以巖相穩(wěn)定、厚度大和分布面積廣為特征，主要分布在研究區(qū)的中部。蓋縣組自下而上可分為三個(gè)巖性段：一段為矽線二云片巖夾二云變粒巖、黑云變粒巖；二段為十字二云片巖、矽線十字二云片巖夾石英巖；三段為硬綠泥石千枚巖、千枚巖夾變質(zhì)粉砂巖、石英巖。全組厚>2 414 m。原巖為陸源碎屑巖、黏土巖，屬濱海—淺海相陸源黏土—碎屑巖沉積建造，為金、銀等礦產(chǎn)重要層位。

1.1.2 中生界(Mz)

中生界主要為侏羅系小嶺組，只有一小部分出露于本區(qū)東北部。自下而上劃分兩段:下段為砂礫巖及凝灰質(zhì)砂礫巖、頁巖；上段為集塊角礫巖、凝灰?guī)r礫巖、熔角礫巖。

1.1.3 新生界(Kz)

第四系(Q)，沿溝谷分布，主要為殘坡積物及沖洪積物。

1.2 構(gòu)造

工作區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造較為發(fā)育。斷裂構(gòu)造主要有北東向和北西向兩組。

(1)北西向斷裂：工作區(qū)內(nèi)主要蘊(yùn)礦構(gòu)造，其時(shí)代早于北東向構(gòu)造。該構(gòu)造帶具有韌-脆性多期構(gòu)造活動(dòng)的特點(diǎn)，即由先期的韌性剪切和后期的壓扭性構(gòu)造迭加形成的北西向順層構(gòu)造破碎帶，伴隨有多期次礦化蝕變，對區(qū)內(nèi)鉛鋅礦(化)體的形成起到了重要控制作用。

(2)北東向斷裂：北東向斷裂晚于北西向斷裂，北東向斷裂規(guī)模較小，將北西向斷裂錯(cuò)斷，通過對已知礦床研究發(fā)現(xiàn)，北東向斷裂也對鉛鋅礦床的形成有利[1-2]。

(3)褶皺構(gòu)造：區(qū)內(nèi)主要為總體呈近東西展布的區(qū)域性褶皺構(gòu)造，以及經(jīng)過后期多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造，形成的北東東向的疊加褶皺構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，自古元古代至中生代，各時(shí)期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。

(1)古—中元古代侵入巖：古—中元古代巖漿巖主要為混合巖和混合花崗巖。其中混合巖大面積出露，主要分布在本區(qū)的東北部及中部。與遼河群一起卷入變形并同步褶皺，巖石類型屬堿性花崗巖。晚期為環(huán)斑狀花崗巖侵入體，屬于古裂谷擠壓消亡期基底巖系同熔產(chǎn)物。

(2)中生代侵入巖：中生代以中酸性侵入巖為主，主要分布在工作區(qū)南側(cè)，巖性為黑云母花崗巖和黑云母閃長巖，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，對礦體的形成、富集起到了明顯的控制作用，通過接觸交代、巖漿熱液充填交代及淺成侵入—次火山爆破等方式形成不同類型礦床。

另外，在工作區(qū)東部分布著一系列呈南北走向的花崗斑巖脈和近東西向的偉晶巖脈分布。

2 物性特征

工作區(qū)巖性以花崗巖、淺粒巖、變粒巖為主，局部地區(qū)分布有片巖、大理巖、石英脈等。通過對本區(qū)采集的68塊巖(礦)石物性標(biāo)本的測量統(tǒng)計(jì)表明，片巖、含石墨大理巖、石英脈等極化率相對較高，巖(礦)石中高極化礦物成分含量較高，主要集中在3%～7%左右。大理巖、花崗巖、淺粒巖極化率相對偏低，大部分極化率在3%以下。根據(jù)巖礦石標(biāo)本礦物成分分析，高極化是由石墨和黃鐵礦化引起。

從巖(礦)石樣品的電阻率統(tǒng)計(jì)規(guī)律看(表1)，區(qū)內(nèi)巖(礦)石電阻率主要集中在100～8 500 Ω·m 之間，不同巖礦石電性差異特征明顯。花崗巖、大理巖、淺粒巖為高阻體，電阻率在4 400～8 500 Ω·m 之間。片巖、含墨大理巖平均電阻率在1 000 Ω·m 以下。

表1 遼寧省岫巖縣王家堡子鉛鋅多金屬礦普查區(qū)物性統(tǒng)計(jì)表

Table 1 Statistical table of physical properties of Wangjiapuzi lead zinc polymetallic mine in Xiuyan County, Liaoning Province

編號巖性極化率(%)電阻率(Ω·m)最小值最大值均值最小值最大值均值塊數(shù)1含墨大理巖5.606.676.2154.7101.954.762片巖3.244.433.8731 071.71 424.21 071.7103花崗巖0.430.860.737 0618 398.47 061.054變粒巖4.595.385.061 212.41 624.41 212.435石英脈1.966.054.671 464.24 001.41 464.2116黑云母花崗巖2.833.613.271 668.72 034.51 668.787淺粒巖0.821.741.334 411.35 489.74 411.388大理巖1.223.742.634 825.26 990.75 901.54

3 區(qū)域重磁異常特征

1∶10萬航磁等值線異常資料(圖2)顯示，工作區(qū)的區(qū)域航磁異常表現(xiàn)為區(qū)域高磁異常間夾NW-SE向負(fù)磁異常帶。本項(xiàng)目工作區(qū)位于正負(fù)磁異常交錯(cuò)區(qū)域范圍內(nèi)，工作區(qū)南北兩側(cè)為正負(fù)交錯(cuò)的帶狀磁異常，帶狀異常呈北西向分布，顯示區(qū)域內(nèi)主構(gòu)造呈北西向展布，次級構(gòu)造呈北東向分布。工作區(qū)內(nèi)有多處與鐵礦對應(yīng)高磁異常，礦區(qū)還存在多處鉛鋅礦、長石礦[3-4]?？辈閰^(qū)位于王家堡子中南部，工作區(qū)內(nèi)局部存在多處小區(qū)域高磁異常帶，具有一定的找礦潛力。

圖2 區(qū)域重磁等值線圖(左：航磁異常圖; 右：布格重力異常圖)Fig.2 Contour map of regional gravity and magnetism (left: aeromagnetic anomaly map；right: Bouguer gravity anomaly map)

1/50萬布格重力異常等值線異常資料顯示，區(qū)域布格重力異常以低緩負(fù)異常為主，區(qū)域南部為相對重力高，異常峰值在太平哨北部為零毫伽，重力異常向北向逐漸變低。工作區(qū)位于王家堡子中南部，區(qū)內(nèi)布格重力異常為低緩負(fù)異常，表明區(qū)內(nèi)基底較為穩(wěn)定。

4 激電異常特征

4.1 激電平面異常特征

工作區(qū)西南側(cè)為L1-L7線200-900點(diǎn)，其西北角為中低阻異常，電阻率值在1 000～3 000 Ω·m，東南電阻率值均小于1 000 Ω·m。東南側(cè)為L2-L10線1740-2540點(diǎn)區(qū)域以及L11-L13線2060-1460點(diǎn)區(qū)域，西側(cè)為中低阻異常，電阻率值為1 000～3 000 Ω·m，異常帶近南北走向，寬度約200 m，長度1 000余米；東側(cè)區(qū)域?yàn)榈妥璁惓?，電阻率均小? 000 Ω·m。中部L10-L16線760-1560點(diǎn)區(qū)域以及L16-L18線1320-2120點(diǎn)區(qū)域，西北側(cè)三角形高阻區(qū)域，異常未封閉，電阻率分布在6 000～12 000 Ω·m之間，東側(cè)為低阻區(qū)。北部為L22-L28線1240-2460點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)電阻率異常特征將該小區(qū)分為東西兩部分，西側(cè)為電阻率大于6 000 Ω·m的高阻區(qū)，東側(cè)為電阻率在1 000～3 000 Ω·m間的中低阻區(qū)域，異常分帶特征明顯。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定本區(qū)極化率異常下限為1.82%。工作區(qū)的視極化率高異常主要分為兩種形態(tài)：區(qū)域分布的高極化區(qū)和帶狀分布的高極化帶。工作區(qū)西南側(cè)為L1-L7線200-900點(diǎn)區(qū)域，為區(qū)域性高極化區(qū)，極化率集中在3%～5.5%之間，L6、L7線極化率異常區(qū)域平緩。東南側(cè)為L2-L10線1740-2540點(diǎn)區(qū)域以及L11-L13線2060-1460點(diǎn)區(qū)域，為高極化區(qū)，西側(cè)較為平緩，應(yīng)為同類型異常源引起，西側(cè)略有差異。中部為L10-L16線760-1560點(diǎn)區(qū)域以及L16-L18線1320-2120點(diǎn)區(qū)域，根據(jù)異常形態(tài)特征分為三種類型，西側(cè)為三角形低極化背景場，極化率均小于1.82%；中部為NE-SE向高極化異常帶，異常寬度約150 m；東側(cè)異常為波浪狀高極化區(qū)，與中部高極化區(qū)間夾顯著低極化帶。北部為L22-L28線1240-2460點(diǎn)區(qū)域，區(qū)域中部有一北北西向高極化異常帶，異常平均寬度約250 m，異常長度大于600 m，異常兩側(cè)均為低值背景場。

4.2 激電解譯

綜合工作區(qū)內(nèi)已有地形、地質(zhì)、化探資料，并結(jié)合此次測得的物性、激電剖面、測深結(jié)果分析，根據(jù)異常特征及推斷成因類型，將工作區(qū)內(nèi)的電阻率、極化率異常劃分為Ⅰ—Ⅲ三處異常區(qū)(帶)(圖3)。

圖3 激電中梯平剖圖(左：電阻率平剖圖 右：極化率平剖圖)Fig.3 Plane section of ladder in IP (left: resistivity plane section；right: polarizability plane section)

Ⅰ號異常為低阻高極化激電異常，異常寬度約在200 m，長度760 m，縱向延伸AB/2約200～300 m；異常位于花崗巖與變粒巖接觸帶，推斷其深部存在斷裂帶，地表見兩條礦化帶；異常帶與化探兩處異常區(qū)吻合；根據(jù)地表采集的物性樣分析，低阻高極化異常主要為褐鐵礦化變粒巖、黃鐵礦化石英脈等的巖礦石電性反映，推斷此處異常為礦化異常，通過鉆孔驗(yàn)證，巖心見鉛鋅礦化。

激電Ⅱ號異常為低阻高極化激電異常，異常寬度約在200 m，長度800 m，異常位于片巖與含墨大理巖、第四系接觸帶，第四系深部為高家峪地層，推斷其深部存在斷裂帶F2，異常南側(cè)地表見三條礦化帶；異常帶與化探3區(qū)Au-As-Cu-Sb異常區(qū)吻合；根據(jù)地表采集的物性樣分析，低阻高極化異常主要為片巖中的褐鐵礦化引起；Ⅱ號異常區(qū)東側(cè)水平層狀低阻高極化異常為含墨地層引起；綜合資料推斷異常走向27°、傾向117°、傾角70°。

激電Ⅲ號異常同樣是低阻高極化特征，相比Ⅰ號、Ⅱ號異常，Ⅲ號異常圍巖中含有石墨成分，從而引起區(qū)域范圍內(nèi)的高極化。Ⅲ號異常平均寬度為150 m，長度700 m；在異常區(qū)地表見三條礦化帶，產(chǎn)狀方向有差異；異常帶化探4區(qū)Ag-Pb-Zn異常以及化探5區(qū)Ag-Pb-Zn-Cu-W異常區(qū)吻合。

5 結(jié)語

(1)礦區(qū)位于營口—長白Pb-Zn-Fe-Au-Ag-U-硼-菱鎂礦-滑石礦成礦亞帶，岫巖滿族自治縣—蘇子溝鎮(zhèn)鉛鋅礦Ⅴ級成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)。后期發(fā)育的近南北向石英脈為主要成礦部位。

(2)帶狀激電異常是找礦的基礎(chǔ)標(biāo)志，面狀激電異常指示了石墨礦的分布范圍，通過激電異常圈定蝕變帶，大大縮小了找礦的范圍，為尋找工業(yè)礦體提供了方向。