基于瑪瑙山鐵錳多金屬礦綜合地球物理找礦模式研究

蔡小蘇，蔡勛龍

（湖南省核工業(yè)地質局三〇二大隊，湖南 郴州 423000）

1 緒論

隨著找礦技術的提高和用于找礦儀器的不斷更新?lián)Q代，在中國地質找礦工作已達到一定的程度，地表礦及近地表礦已基本被查明。目前，全國金屬礦產(chǎn)勘查已進入尋找隱伏礦階段，以傳統(tǒng)地表普查和地質研究為主的找礦方法逐漸轉向于依靠地質成礦預測理論與地球物理勘探、地球化學勘探等勘查技術綜合應用的現(xiàn)代找礦手段。其中，激發(fā)極化法能夠觀測電阻率和極化率2個參數(shù)，所以激發(fā)極化法在找礦工作中尋找深部隱伏礦體能夠起到其他地球物理方法難以取代的重要作用。高精度磁測[1，2]對磁性金屬礦及伴生礦物勘探具有工作效率高、效果理想又不受溫度與儀器振蕩的影響，異常明顯數(shù)據(jù)處理相對簡單。因此激發(fā)極化法和高精度磁測是本次尋找鐵錳多金屬礦不可或缺的兩種方法。

瑪瑙山鐵錳多金屬礦區(qū)位于湖南省郴州市蘇仙區(qū)坳上鎮(zhèn)，位于全國著名有色金屬的礦柿竹園礦山的西北面，五蓋山的東面。根據(jù)以往的地質、物化探資料和鉆探驗證結果分析以及野外實際地質探勘可知：瑪瑙山地區(qū)礦化蝕變強烈，蝕變帶連續(xù)性好；物探異常多，深部有較大延伸；礦區(qū)構造復雜，褶皺揉皺強烈，斷裂構造發(fā)育。區(qū)內深部存在巨大的資源潛力，通過深入系統(tǒng)的工作，可進一步擴大礦床規(guī)模，礦區(qū)外圍亦具有很好的找礦前景。

2 地質概況

研究區(qū)位于南嶺緯向構造帶中段北緣，千里山花崗巖侵入巖體南西側外接觸帶，西南面為五蓋山背斜，東側為西山背斜，中間為白露塘—桂陽復式向斜，礦區(qū)即位于該向斜的西北面，屬湘南重要的有色貴金屬礦床含礦建造。區(qū)內大面積出露的泥盆系上統(tǒng)錫礦山組、佘田橋組，下統(tǒng)棋梓橋組、跳馬澗組，巖漿活動頻繁，斷裂構造及其發(fā)育，具有得天獨厚成礦條件（見圖1）。

礦區(qū)礦產(chǎn)資源十分豐富，主要有矽卡巖型鎢多金屬和受構造控制的多金屬礦，礦區(qū)東面為柿竹園有色金屬礦，西南面有新田嶺鎢多金屬，西部有東坡錫多金屬礦，礦區(qū)主要礦產(chǎn)有Mn、Fe、Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo、Bi等。

圖1 瑪瑙山礦區(qū)區(qū)域地質圖

3 區(qū)域地球物理特征

本次物探工作中電性和磁性參數(shù)的測定均在野外進行，其中在激電工作中，對視電阻率和視極化率的電性參數(shù)的提取，結合本區(qū)其他礦區(qū)的物性參數(shù)，采用露頭對稱小四極法，對本區(qū)內出露的巖層、巖石、礦石等的進行了詳細的測定和分析。在高精度磁測中對磁性參數(shù)測點，以實地采集的不同巖、礦石標本，用標本盒三角架法測定，通過結合收集到的本區(qū)其他礦區(qū)相同巖、礦石的磁性參數(shù)，對各目的物進行了詳細的歸納與統(tǒng)計分析。

統(tǒng)計分析顯示測區(qū)內各個目標體與圍巖之間存在著較大的電性和磁性差異，說明該區(qū)具備開展激電和高精度磁測工作物性前提。且結合區(qū)內視電阻率和視極化率特性可知在本區(qū)與硫鐵礦伴生的金屬礦具有低視電阻率高視極化率的特性，而圍巖、砂巖為中高阻低極化特性，灰?guī)r為高阻低極化層，因此本區(qū)開展激電方法具備電性條件。

4 測量區(qū)域異常特征及分析

兩個工作區(qū)，測量整理后各類成果圖件綜合反映出物探效果較好，測區(qū)磁法、電法均圈出多處礦致異常。以楓樹下測區(qū)為例，同時投入磁法和時間域激發(fā)極化法等物探方法，從異常圖來看，磁法、電法異常均較發(fā)育，異常以面狀、帶狀和不連續(xù)的塊狀特征為主體。一般來說風化淋積型的鐵錳礦異常呈面狀特點，但不規(guī)范的開采，原有的面狀特點被破壞為星點狀。隨著采后的次生淋漓富集，以及地表殘留、擴散，使得異常在一定的背景下又呈現(xiàn)出面狀特點。這一點在等值線平面異常圖上表現(xiàn)得尤為突出。由于矽卡巖礦的不均勻性，異常呈現(xiàn)不連續(xù)的塊狀特征。一些呈串珠狀或帶狀的異常，沿走向表現(xiàn)出一定的連續(xù)性，走向與主要的地質構造線基本一致。

礦區(qū)人文干擾普遍，主要是工業(yè)游散電流強、礦渣堆積、尾砂點多、工礦設施復雜等，這些干擾點，磁法、電法異常上均表現(xiàn)為單點突變異常特征。由于疊加效應，導致主體形態(tài)的不完整，改變了異常形態(tài)，大大增加了異常識別和解譯的難度。

異常解譯的過程中，運用插值切割法，對這些干擾點進行了切割和濾波處理，處理后的異常形態(tài)更加明顯，特征更易識別。在此基礎上，對磁法ΔT數(shù)據(jù)，進一步做了化極、上延、下延和三維反演處理，為資料解釋與定性分析提供了更多信息，異常分析與解譯時。

楓樹下礦段異常特征及推斷分析。從楓樹下視極化率等值線平面圖（圖2）來看，區(qū)內存在多處塊狀和面狀異常區(qū)。塊狀異常區(qū)呈星點狀散布在整個測區(qū)，說明區(qū)內礦化現(xiàn)像比較普遍；面狀異常主要有兩處，分別在南部和東部。各類異常中，有的出現(xiàn)在已知礦體的旁邊，像M17、M18出現(xiàn)在6號礦體旁邊，M11在2號礦體旁邊，MⅠ基本覆蓋在4號礦體之上，這很可能說明在已知礦體的旁邊存在盲礦，在一些已知礦體的深部存在隱伏礦。還有一些異常與巖脈有明顯的伴生關系，像M19、M20、M21、M22等與一條北北東向的巖脈伴生。另有一些異常與斷裂構造相伴，像M25和M26分別出現(xiàn)在北西向一斷層的上下盤。這說明巖脈和斷裂構造有控礦作用。也說明區(qū)內存在多種成礦條件。

據(jù)統(tǒng)計資料，2016年江西省年徑流量2 143.48億m3，廢污水排放量22.11億t，其中，COD 55.47萬t；NH3-N 6.04萬t；TP 0.6萬t。

圖2 楓樹下視極化率等值線圖

極化率異常對熱液型礦體有很好的反映，但測區(qū)是采礦區(qū)，存在多種干擾，濾波后，異常變得圓滑，異常更加明顯見，濾波后更多時候，反映的是深部情況，這說明區(qū)內的深部確實存在過強烈的礦化活動和頻繁的熱液活動。

經(jīng)統(tǒng)計，該區(qū)視極化率ηs的最大值為16.9%，最小值為0.6%，平均值為3.8%。根據(jù)全區(qū)視極化率異常的分布，劃分異常的背景值不能僅憑平均值，綜合水湖里異常和鉆探情況分析，以5%作為異常下限值。

由于矽卡巖型金屬礦往往不連續(xù)，故異常往往是孤立的，規(guī)模不大；矽卡巖也并不總是受構造控制，因而不會表現(xiàn)出條帶狀特征。層控型金屬礦由于分布面積廣，接觸面大且連續(xù)，因而異常往往連續(xù)且分布面寬；干擾異常在濾波圖里已經(jīng)基本被濾掉了。

根據(jù)以上幾個因素，在濾波等值線異常圖里將28個異常又分為兩類，一類是具有矽卡巖型金屬礦異常特征的異常，這類異常共有26個，這類異常一般面積不大，呈星點狀散布在整個測區(qū)，說明該區(qū)矽卡巖型金屬礦還有很大的找礦潛力。另一類是具有層控型金屬礦異常特征的異常，共有2個，分別編號為MⅠ、MⅡ。這類異常特征是連續(xù)性好，呈面狀分布。

從楓樹下高精度磁法△T等值線平面圖看，異常呈面積性和串珠狀特征，異常多，強度大，異常面積寬，梯度有陡有緩，說明區(qū)內從淺到深都存在過強烈熱液活動，預計在這些正磁異常區(qū)能發(fā)現(xiàn)鐵磁性礦物以及與鐵磁性礦物相伴生的一些礦物。

就異常強度來看，全區(qū)△T數(shù)值最高為6301nt，最低為-11971nt，正負最高值都強過水湖里，這主要是楓樹下礦段擁有更多像鐵錳等磁性礦物。就等值線梯度陡來看，比較全區(qū)△T最低數(shù)值與最高值正負相差達18272.5nt，這個數(shù)值是水湖里礦段的6倍，說明異常梯度更陡，異常形態(tài)比較尖銳，收縮比較快，這說明礦體由于天然因素和人為開采因素導致連續(xù)性差，另一方面也說明原始△T平面異常圖疊加有許多淺地表干擾場，主要是淺地表擁有更多鐵磁性礦物。

ΔT磁異常經(jīng)過去干擾和化極后，異常特征更為明顯，異常在展布上以帶狀和面狀特征為主，沿走向連續(xù)性好，最低值與最高值正負相差減為10650.3nt，這說明淺地表的各種干擾場擾亂了深源場。去干擾后達到了去偽存真的目的。見（圖3、圖4）

圖3 楓樹下高精度磁法△T濾波等值線圖

圖4 楓樹下高精度磁法△T化極 等值線圖

5 結論

本次研究是在已收集到的瑪瑙山礦區(qū)地質資料基礎上，對研究區(qū)進行全面、系統(tǒng)的地質工作。包括：基礎地質調查、物性參數(shù)測定、激發(fā)極化法測量、高精度磁探測等；通過對數(shù)據(jù)進行整理、處理之后繪制相應的圖件。結合圖件及地質資料對該區(qū)地下深部的巖性、構造以及含礦巖體進行深入分析，得到以下幾個結論：

（1）通過對區(qū)內工作方法、參數(shù)的選擇，最終確定的工作參數(shù)所得到的測量

結果來看，獲得的異?？尚?、形態(tài)真實，與工作區(qū)已知地質情況吻合度高，說明工作方法、工作參數(shù)的選擇合理，通過成果的反演能指導區(qū)內找礦工作。通過各級、各種工作質量檢查，區(qū)內整體工作質量良好，所獲得的資料真實可信，成果可供利用。

（2）經(jīng)本次物探工作，揭露出了測區(qū)里礦體發(fā)育的平面展布情況，經(jīng)與已知礦體位置對比，發(fā)現(xiàn)多處已鉆孔驗證的深盲礦體異常區(qū)，由此可知在區(qū)內用激發(fā)極化法尋找低阻高極化體由已知礦到尋找隱伏礦體是一種比較理想的方法。

（3）要在有多種干擾的礦山尋找深、盲礦體，綜合物探是一個很好的找礦模式。各方法綜合利用，不僅可以達到多角度發(fā)現(xiàn)問題，還可以達到各方法相互左證、相互彌補各方法的缺陷，優(yōu)勢互補，從而有效地壓制干擾，最大限度的發(fā)揮物探勘探深度大，探測面積寬，方法手段多的優(yōu)勢。

綜上所述，通過本次在瑪瑙山鐵錳多金屬礦區(qū)礦區(qū)的應用研究可知，激發(fā)極化法在本區(qū)是一種行之有效的物探方法，以高精度磁測深為輔助，二者相互驗證相互補充。因此，在地質工作中應盡量采用多種物探方法相結合的辦法，降低物探解譯的多解性，更有效的指導找礦工作。