三維激電勘探新方法在內(nèi)蒙古李清地礦區(qū)深邊部找礦中的應(yīng)用

張廣純　胡玉平　高珍權(quán)　佟匡胤　趙英楠

摘 要：三維激電勘探新方法是以地-地或井（坑道）-地方式，采用三極或四極裝置采集激電數(shù)據(jù)，使用三維激電反演軟件獲取地下三維電性資料，建立綜合地學(xué)信息找礦模型，開展綜合研究，提出預(yù)測靶區(qū)。它具有采集信息量大、探測深度大、旁側(cè)影響小、縱向橫向分辨率高、參數(shù)多、反演結(jié)果受人為因素影響少等特點。目前，該技術(shù)方法已經(jīng)在內(nèi)蒙古李清地礦區(qū)等深邊部找礦中進行了推廣應(yīng)用，取得了很好的找礦效果。

關(guān)鍵詞：三維激電;新方法;李清地;深邊部找礦;應(yīng)用

在金屬礦找礦中，三維物探勘探尚處于前期階段，其技術(shù)方法以三維激電測深為主，現(xiàn)在雖然軟硬件條件都已具備，但因勘探成本高而難以普及。基于此，我們提出了三維激電勘探新方法，該方法應(yīng)用既可降低施工成本，也能有效控制和降低投資風(fēng)險，縮短勘查周期，提高找礦工作效率和預(yù)測效果。該方法在內(nèi)蒙古李清地銀鉛鋅礦區(qū)深邊部找礦等項目進行了推廣應(yīng)用，取得了很好的勘探效果。

1 目前物探技術(shù)在礦山深邊部找礦應(yīng)用存在的問題

1.1 我國主要礦山或礦區(qū)帶上的勘探深度還存有相當(dāng)大的空白

目前，國內(nèi)外眾多的找礦成果都證明了礦區(qū)深部找礦的巨大潛力。根據(jù)有關(guān)資料，國外礦山開采深度最深達4000m，而我國礦山開采深度最深不到1500m，一般為幾百米，說明我國主要礦山或礦區(qū)帶上有相當(dāng)大的深度區(qū)間是勘探的空白區(qū)，應(yīng)具有相當(dāng)大的找礦潛力。由于礦體埋深大，人文干擾強，因此，如何采用有效的技術(shù)手段在礦集區(qū)或礦山深邊部開展地質(zhì)找礦，仍然是國內(nèi)地質(zhì)勘探者面臨的重要難題。

1.2 尋找掩埋礦、隱伏礦等需要發(fā)揮地球物理超深探測力

由于地質(zhì)找礦已從地表礦逐漸向以尋找掩埋礦、隱伏礦等為主，找礦難度增大。地球物理勘探由于其超強的探測能力，一直作為探測隱伏礦（深埋礦）的主要技術(shù)手段。近十幾年來，電子技術(shù)、三維建模和三維反演的快速發(fā)展，物探技術(shù)獲得突飛猛進的發(fā)展，儀器精度和探測深度大幅提高，三維空間找礦信息的獲取是深部找礦的重點，應(yīng)充分發(fā)揮地球物理在礦集區(qū)或礦山深邊部找礦中的超深探測能力。

1.3 三維激電測深還存在施工成本高等現(xiàn)實問題

三維激電測深常用裝置是單-偶極或二極裝置，按照三維激電測深的要求需要采集儀器甚至多達幾十或上百臺，開展三維激電測深工作需要大量的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和人工，施工成本較高，尤其在地質(zhì)勘探不景氣的條件下，一般單位更是難以實施。我們想采用一套基于激電法的三維勘探技術(shù)方法和與之相匹配的數(shù)據(jù)處理、信息提取和集成的技術(shù)手段，能夠提高物探預(yù)測靶區(qū)的見礦率和市場競爭力。

2 三維激電勘探新思路

針對現(xiàn)實問題，項目組在胡玉平帶領(lǐng)下提出“三維激電勘探”新思路：以地--地或井（坑道）--地方式，采用三極或四極裝置采集激電數(shù)據(jù)，使用三維激電反演軟件獲取地下三維電性資料，開展綜合研究，提出預(yù)測靶區(qū)。其技術(shù)流程：根據(jù)勘探目的，合理選擇野外工作裝置，使用先進的激電設(shè)備獲取野外資料，通過數(shù)據(jù)處理、三維反演和三維建模的工作流程，建立三維綜合地質(zhì)--地球物理--地球化學(xué)找礦模型，通過綜合研究，優(yōu)選靶區(qū)，指導(dǎo)工程（鉆探或坑道）布置。

三維激電勘探是常規(guī)激電勘探的擴展，其理論、工作方法手段與常規(guī)激電一樣，但在布極方式上做了優(yōu)化，同時采用三維激電反演技術(shù)，建立綜合地學(xué)信息找礦模型，該方法具有“激電掃面”和“激電測深”的雙重功能。該方法除了具有常規(guī)激電的特點，還具有地面和地下全域空間采集數(shù)據(jù)、測線（點）多次覆蓋、采集信息量大、探測深度大、旁側(cè)影響小、縱向橫向分辨率高、參數(shù)多（電阻率、極化率、金屬因子、激電電阻率等）、反演結(jié)果的人為因素少等特點。如果說中梯激電掃面或激電剖面測深是給勘查區(qū)拍個片（X光透視），那么三維激電勘探相當(dāng)于給勘查區(qū)作了個“CT”。

3 內(nèi)蒙古李清地礦區(qū)應(yīng)用實例

李清地鉛鋅礦床位于內(nèi)蒙古察哈爾右翼前旗三岔口鄉(xiāng)境內(nèi)，地理位置（2000國家大地坐標(biāo)系）：東經(jīng)：113°00′22″～113°01′00″;北緯：40°57′01″～

40°57′31″。礦區(qū)經(jīng)過近十多年的開采，加之后續(xù)探礦工作一直沒有取得更大突破，到2017年底資源出現(xiàn)枯竭，礦山面臨閉坑的風(fēng)險。應(yīng)國城礦業(yè)邀請，我們項目組于2018年在李清地兩個礦區(qū)開展了三維激電勘探工作。本文僅以礦區(qū)300線和303線為例進行成果展示。

3.1 典型地質(zhì)剖面

3.1.1 李清地北礦帶300線等勘探線反演斷面電性特征

圖1為300線的三維激電勘探反演電阻率和充電率綜合斷面圖。300線位于礦區(qū)中部，zk300-1為之前完工的鉆孔，沒有見礦。為驗證三維激電勘探異常，布置了4個鉆孔：zk300-21、zk300-2、zk300-3和zk300-4。圖中顯示有斷面電阻率分布左高右低：左側(cè)淺部高阻區(qū)推測為大理巖，有高激電異常，顯倒Y型分布;左側(cè)深部高阻區(qū)推測為后期的隱伏花崗巖體，與淺部大理巖之間有個中阻緩沖帶。斷面最右側(cè)淺部低阻為第四系和片麻巖;zk300-1控制范圍，電阻率為中阻，巖性為大理巖。其他鉆孔控制區(qū)域為低阻區(qū)，巖芯揭示巖性變化較大，淺部有玄武巖，深部有大理巖、巖脈和片麻巖等。后期施工的4個鉆孔在高激電異常區(qū)都見到礦體。斷面圖顯示除了左側(cè)淺部（采礦區(qū)外）有高激電異常外，深部還有弱的激電異常，指示采礦區(qū)深部和外圍找礦潛力較大。

3.1.2 李清地北礦帶303線反演斷面電性特征

303線位于301線的南面，圖2為303線激電反演斷面圖，圖中顯示與301線的電性特征基本一致，所不同的是斷面右側(cè)高阻體規(guī)模增大。zk303-1和zk300-2為之前完工的鉆孔為之前完工的鉆孔，zk303-1孔深131m，zk303-2孔深205m，兩孔均見礦，見礦處均有激電異常和高阻區(qū)，巖芯揭示高阻區(qū)為大理巖地層。18-19年布置了4個鉆孔：zk303-3、zk303-4、zk303-5和zk303-6，4個鉆孔在高激電異常區(qū)都見到礦體。

3.2 綜合地質(zhì)--地球物理找礦標(biāo)志與鉆孔驗證

3.2.1 綜合地質(zhì)--地球物理找礦標(biāo)志

根據(jù)目前收集到的地質(zhì)資料，認(rèn)為李清地鉛鋅銀礦與大理巖和花崗閃長巖有密切的關(guān)系，在物性上具有較強的激電異常特征。綜上所述，測區(qū)內(nèi)綜合地質(zhì)--地球物理找礦標(biāo)志為：①大理巖與巖體接觸帶（蝕變帶）;②中高極化異常。

3.2.2 礦區(qū)地質(zhì)和賦礦模型

根據(jù)上述找礦標(biāo)志和物探綜合異常特征，建立了礦區(qū)地質(zhì)、賦礦模型。根據(jù)已知地質(zhì)資料和本次物探成果，李清地北礦帶（包括華銀礦區(qū)）礦體賦存地段應(yīng)具備以下特征（圖3）：①與大理巖有關(guān)，位于大理巖與侵入巖的接觸帶（高阻和低阻的過渡帶）;②與后期花崗閃長巖有關(guān);③大理巖附近的高極化地段。

3.2.3 靶區(qū)預(yù)測與鉆孔驗證

從圖4中可以清楚地了解礦帶與激電異常的空間關(guān)系：激電異常的分布從淺部到深部變化較大，但是主礦體南部（D2）淺部和深部空間位置變化不大，而北部礦體受兩條控礦構(gòu)造控制，其中一條（D2）較長，貫穿礦區(qū)，可能與礦區(qū)南部地表出露的閃長巖脈相連。采礦（下轉(zhuǎn)第132頁）（上接第129頁）區(qū)西部（外部）也有多條激電異常帶（可能與閃長巖脈有關(guān)），其中D4也可能和D2一樣與礦區(qū)南部的閃長巖體（脈）有關(guān)。根據(jù)南部礦區(qū)現(xiàn)有鉆探資料，北西向的閃長巖脈（D2、D4）可能是主要的控礦巖體或構(gòu)造。因此，北西向的高極化帶是找礦的主要目標(biāo)。

4 驗證效果及結(jié)論

目前，三維激電勘探新方法已經(jīng)在多個礦區(qū)進行了推廣應(yīng)用，內(nèi)蒙古李清地鉛鋅銀多金屬礦是驗證三維激電勘探靶區(qū)的單位之一。野外施工結(jié)束后，國城礦業(yè)有關(guān)部門參考我單位提交的物探報告，在2018-2019年布置22個鉆孔，其中20個鉆孔見礦，大多見高品位的礦體，探礦深度由原來的不到300m加深到超過700m，走向由原來的不足300m延長到超過1000m。截止到2020年4月，根據(jù)深部鉆探結(jié)果，探獲的鉛、金和銀資源儲量規(guī)模都達到了中型（鉛鋅25萬t，銀260t，金6t），估值超過70億元，屬于富鉛鋅（共生金銀）礦，實現(xiàn)找礦重大突破。從已獲取的更多找礦信息可推斷，李清地礦區(qū)還具有探獲大型以上的富鉛鋅、金、銀和鉬礦的找礦遠景。

上述找礦實踐充分說明了三維激電勘探新方法在李清地邊深部的具有十分顯著的找礦效果，與傳統(tǒng)電法相比，具有低成本、快速高效、綜合信息量大、大探測深度和找礦效果好等特點，值得在邊深部找礦工作中推廣應(yīng)用。

參考文獻：

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