綜合物探方法在巴哈烏拉銅多金屬礦預(yù)查工作中的應(yīng)用

劉凈余

(五礦礦業(yè)控股有限公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

固體礦產(chǎn)勘查前期工作中，由于地表地質(zhì)工作無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)深部地質(zhì)特征，單一物探方法很難準(zhǔn)確的從平面、深部及走向上反應(yīng)異常范圍、形態(tài)等特征。因此，根據(jù)各種物探方法的特點(diǎn)，結(jié)合異常區(qū)平面特征，有針對(duì)性的選擇有效的物探方法組合，探測(cè)隱伏巖體、控礦構(gòu)造的產(chǎn)狀和規(guī)模變化情況等深部找礦信息，從而解決地表前期地質(zhì)工作無(wú)法預(yù)測(cè)深部地質(zhì)特征的局限性問(wèn)題。

1 地質(zhì)背景概述

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

巴哈烏拉銅多金屬礦位于新疆和布克賽爾縣境內(nèi)，區(qū)域成礦帶劃分屬于準(zhǔn)噶爾北緣華力西金、銅、鎳、鉻、錫、鐵成礦帶(Ⅲ3級(jí)成礦帶)的薩吾爾金成礦帶(Ⅳ7級(jí)成礦帶)，緊鄰Ⅴ21金、銅成礦區(qū)。區(qū)域發(fā)育中奧陶世到泥盆紀(jì)地層，巖漿巖從超基性的鎂鐵質(zhì)蛇綠巖到基性-中酸性巖漿巖、火山巖及脈巖，構(gòu)造上東西向、北西向及北東向深大斷裂交匯。區(qū)域地層出露以火山巖系為主，局部發(fā)育淺海相沉積巖系。區(qū)域褶皺構(gòu)造較為發(fā)育，其中加里東期表現(xiàn)為緊閉型，華力西期為舒緩型[1]。區(qū)域綜合找礦標(biāo)志為“異常+構(gòu)造+巖體+礦化”。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層由老到新為：前寒武紀(jì)、中奧陶統(tǒng)—志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和第四紀(jì)地層，主要為一套火山沉積巖層。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要有斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造，斷裂構(gòu)造為主要構(gòu)造，其方向上主要沿東西向、北西向和北東向展布。其中東西向斷裂帶為本區(qū)的主要斷裂，也是區(qū)內(nèi)重要的成礦碎裂帶，斷裂帶內(nèi)局部位置金、銅元素含量達(dá)到甚至超過(guò)工業(yè)邊界品位。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，從超基性到酸性巖石均有出露，以侵入巖為主，噴出巖次之。噴出巖在上泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)地層中較為發(fā)育。

2 物探方法組合及部署

2.1 礦區(qū)地球物理特征

經(jīng)對(duì)地表及探槽揭露各種巖性巖石標(biāo)本取樣測(cè)試，超基性巖、碳酸鹽巖、角礫巖、砂巖、玄武巖、閃長(zhǎng)巖等在磁化率、電阻率特征上存在較明顯差異，本區(qū)具備物探工作前提，尤其是超基性巖表現(xiàn)為高磁、高阻地球物理特征。

2.2 物探方法組合

依據(jù)工作區(qū)成礦地質(zhì)背景，礦區(qū)地質(zhì)、地球物理特征，充分參考臨區(qū)銅礦床的有效物探方法，選擇地面高精度磁測(cè)+電阻率測(cè)深法+電阻率剖面法。地面磁測(cè)研究磁性巖(礦)石在地球磁場(chǎng)磁化作用下產(chǎn)生的磁異常，效率高、成本低、指示性明顯；電阻率測(cè)深法以地下不同巖礦的電阻率差異為基礎(chǔ)，通過(guò)研究人工電場(chǎng)地電斷面，查明地質(zhì)構(gòu)造或者解決與深度有關(guān)的地質(zhì)問(wèn)題，分辨率高，操作簡(jiǎn)便；電阻率剖面法通過(guò)調(diào)整供電極距，研究剖面方向地下一定深度的巖、礦石電阻率變化，可同時(shí)判斷地質(zhì)體在一定范圍內(nèi)的產(chǎn)狀，清晰直觀。首先在平面上圈定物探異常，在潛力較大的物探異常上及地質(zhì)成礦有利部位，采用電法測(cè)深剖面由淺入深對(duì)平面異常進(jìn)行分解，探索深部異常展布形態(tài)，并借助電阻率剖面法判斷異常在走向上的連續(xù)性。

3 物探工作成果

3.1 高精度磁測(cè)

正、負(fù)異常中心分別位于測(cè)區(qū)中部和北西位置，磁異常走向北東，較均勻，為連續(xù)陡傾異常體特征，異常西北部未封閉，有繼續(xù)延伸趨勢(shì)。磁異常主要集中在測(cè)區(qū)中北部，南部無(wú)明顯異常，見(jiàn)圖1。

圖1 巴哈烏拉礦區(qū)磁測(cè)△T平面等值線圖

以穿過(guò)正異常中心的3號(hào)剖面異常為例，磁測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)各項(xiàng)改正，并做化極、延拓、垂直一次導(dǎo)數(shù)、水平一次導(dǎo)數(shù)等處理，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 巴哈烏拉礦區(qū)3號(hào)磁測(cè)剖面△T解譯圖

3號(hào)剖面720 m附近位置出現(xiàn)本次磁測(cè)正極大值1 236.37 nT，且極值兩側(cè)異常寬度較大?；瘶O異常曲線(左圖紅色曲線)與實(shí)測(cè)曲線(黑色曲線)形態(tài)差異不大，化極后的局部異?；境蕦?duì)稱形態(tài)，主要異常的正值異常兩側(cè)均伴隨有一定強(qiáng)度的負(fù)值異常，表明磁性體為有限延伸地質(zhì)體垂直磁化異常特征，化極異常的正極大值位置基本對(duì)應(yīng)磁性體頭部中心位置，位于圖中760 m附近位置?！鱐上延100 m、200 m曲線圖顯示，隨著上延高度的增加，局部異常合并，異常范圍變大，強(qiáng)度變?nèi)?，體現(xiàn)出深源場(chǎng)的特征。圖2右下為3號(hào)剖面△T水平一階導(dǎo)數(shù)和垂向一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算結(jié)果圖，水平一階導(dǎo)數(shù)的極大、極小點(diǎn)大約對(duì)應(yīng)磁性體邊界，圖中710～796 m、852.6～920 m處淡紅色方框的標(biāo)定范圍推測(cè)為可能的磁性體邊界范圍，說(shuō)明引起地表主要磁異常的為兩個(gè)磁性體，在深部可能相連。

1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)剖面磁異常形態(tài)類似，均表現(xiàn)為正負(fù)異常伴生形態(tài)，表明磁性體在走向上延伸較大，連續(xù)性較好。

3.2 直流電阻率測(cè)深結(jié)果

5條測(cè)深剖面電阻率斷面特征如圖3：

圖3 電測(cè)深剖面擬斷面圖

5個(gè)電阻率斷面圖均顯示高阻地質(zhì)體存在，結(jié)合地表地質(zhì)特征，推斷為超基性巖體的深部延伸，呈陡傾斜甚至直立狀。高阻巖體兩側(cè)多呈低阻特征，可能為低阻圍巖或破碎巖體，綜合推斷250 m以上為相對(duì)成礦有利位置。

3.3 電阻率剖面法測(cè)量

圖4 電阻率剖面法3線ρs曲線

以3線電阻率剖面ρs曲線(圖4)為例，作定性推斷解釋。AB/2=100 m和AB/2=170 m兩條曲線形態(tài)相似，在距離300 m和420 m附近兩條曲線分別出現(xiàn)兩個(gè)高阻特征段，位置基本相同，說(shuō)明在這兩個(gè)位置巖體呈高阻狀態(tài)，產(chǎn)狀直立。電阻率測(cè)深法測(cè)量成果與電阻率測(cè)深法測(cè)量成果特征相似，并可推斷高阻巖體在礦區(qū)北部物探工作范圍內(nèi)連續(xù)性較好。

3.4 物探地質(zhì)剖面綜合異常解釋

圖5 巴哈烏拉礦區(qū)2號(hào)線綜合地質(zhì)圖

綜合垂直電測(cè)深剖面與對(duì)應(yīng)的磁法剖面(見(jiàn)圖5)，結(jié)合剖面鄰近的探槽地表揭露巖性礦化破碎帶特征，東西向破碎帶北帶及其蛇紋石超基性巖體中深部特征如下：

2號(hào)線垂直電測(cè)深剖面與對(duì)應(yīng)的磁法剖面通過(guò)地表發(fā)育有超基性蛇紋巖體及玄武巖-安山巖體，蛇紋巖體兩側(cè)發(fā)育有破碎帶，從明顯的垂直電測(cè)深剖面規(guī)則的總體直立高阻帶可以判斷，蛇紋巖體是具有順構(gòu)造帶垂直侵入，局部可能略有寬窄變化的板狀體，其對(duì)應(yīng)磁異常曲線顯示蛇紋巖為含磁性較強(qiáng)的巖體，與蛇紋巖為超基性超鎂鐵質(zhì)巖性質(zhì)相同。其巖體兩側(cè)發(fā)育破碎帶與地表探槽TC10揭露相同，但地表蛇紋巖兩側(cè)破碎帶產(chǎn)狀相背傾斜，說(shuō)明地表破碎帶產(chǎn)狀只是局部產(chǎn)狀。而南側(cè)破碎帶處后期又發(fā)育玄武巖-安山巖體也具有相同的板狀體特征，其磁性程度相對(duì)蛇紋巖明顯減弱，受蛇紋巖高磁性掩蓋而呈平緩，據(jù)此說(shuō)明玄武巖-安山巖體與蛇紋巖體為不同物性的地質(zhì)體，從而說(shuō)明該破碎帶具有多期巖漿活動(dòng)，破碎帶也多次拉張充填巖體，從2號(hào)線東側(cè)發(fā)育的含金銅礦體破碎帶延伸到2號(hào)線物探剖面處特征明顯。因此，推測(cè)2號(hào)線東西兩側(cè)破碎帶連續(xù)。

從綜合剖面判斷，東西向斷裂帶北帶發(fā)育近板狀超基性巖體，總體呈直立狀，厚度不大，一般在100～200 m，局部南傾，為高角度產(chǎn)狀，其邊緣及其附近發(fā)育破碎帶，局部形成含金銅礦體。

綜合物探電阻率斷面圖、對(duì)稱四極剖面曲線和磁法剖面圖，結(jié)合地質(zhì)解譯情況，推測(cè)勘查區(qū)北部東西向構(gòu)造帶超基性巖邊界，總體走向東西，東部存在夾層，淺部總體偏北，含礦構(gòu)造帶位于其南邊界附近，形成板狀高角度、局部直立的空間形態(tài)。

4 找礦標(biāo)志及成礦預(yù)測(cè)

綜合分析判斷勘查區(qū)內(nèi)的找礦標(biāo)志如下：

1)礦床為深源巖漿熱液充填型礦床，受斷裂構(gòu)造控制明顯，勘查區(qū)內(nèi)銅、金礦化帶主要受東西向壓扭性斷裂控制；

2)東西向斷裂帶及其分支斷層裂隙附近，發(fā)育蛇綠巖及石英斑巖侵入脈體，具有多期巖漿熱液活動(dòng)現(xiàn)象，也是找礦的重要標(biāo)志；

3)與礦化直接有關(guān)的超基性巖體呈高磁、高阻地球物理特征，破碎帶為相對(duì)低阻，是該區(qū)找礦的地球物理標(biāo)志。

成礦預(yù)測(cè)：勘查區(qū)礦化體主要受東西向斷裂控制，主要發(fā)育在有硅化、碳酸鹽化、綠簾石化、綠泥石化破碎帶及其蛇綠巖蝕變帶一側(cè)。根據(jù)探槽內(nèi)取樣化驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合物探推斷含礦帶范圍，估算銅金屬量為2.41 萬(wàn)t，為小型銅礦點(diǎn)規(guī)模；根據(jù)探槽揭露產(chǎn)狀和物探解譯成果，并與同一成礦帶上臨近銅礦床類比，其潛在資源量應(yīng)在此估算成果的2～3倍以上，不排除成為中型礦床的可能，具備進(jìn)一步勘查工作的價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

本次選擇地面高精度磁測(cè)+電阻率測(cè)深法+電阻率剖面法的綜合物探方法，配合地質(zhì)填圖、槽探、取樣化驗(yàn)等手段在巴哈烏拉銅多金屬礦勘查項(xiàng)目中取得了較好的地質(zhì)效果。首先利用高精度磁測(cè)圈定出平面物探異常，在潛力較大的物探異常上及地質(zhì)成礦有利部位，采用電阻率測(cè)深方法對(duì)物探異常和地質(zhì)成礦有利部位進(jìn)行縱向探測(cè)，探索地質(zhì)體深部異常展布形態(tài)，最后利用電阻率剖面法判斷地質(zhì)體在走向上的產(chǎn)狀和連續(xù)性。幾種物探工作方法相互配合、互相印證，展示了含礦構(gòu)造帶具有東西向高阻高磁性特征，產(chǎn)狀較陡，部分地段近直立，旁側(cè)伴生破碎帶或低阻圍巖，綜合地表地質(zhì)特征認(rèn)為破碎帶含礦可能性較大，深部200～250 m以上為成礦有利地段。該物探方法組合針對(duì)性強(qiáng)，從平面、深度及走向方向上劃分了異常體范圍及形態(tài)，地質(zhì)意義明顯，值得在同類型礦產(chǎn)勘查中應(yīng)用推廣。