激發(fā)極化法在某金礦普查中的應(yīng)用

韓埃洋，岳想平，柴培琪

(甘肅省地礦局第一地勘院，甘肅天水 741020)

0 引言

工作區(qū)屬甘肅瑪曲-陜西略陽(yáng)區(qū)域成礦帶亞爾碼-舟曲金、銅、鐵、錳、磷成礦亞帶，成礦條件優(yōu)越。區(qū)域礦產(chǎn)分布主要有金、銻、汞、銅、鐵、錳等，其中金礦床(點(diǎn))分布有數(shù)十個(gè)，主要有金灘子中型金礦、東河、賽金壩梁小型金礦及丁家梁、廣金壩、梁家灣金礦點(diǎn)等。

東河金礦、丁家梁金礦與本工作區(qū)緊鄰，礦體產(chǎn)于志留系卓烏闊組黃鐵礦化含炭粉砂質(zhì)板巖中，受北西向斷裂控制，為與海相碎屑巖、含炭硅質(zhì)巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型金礦。

在全面收集工作區(qū)已有地質(zhì)、物化探資料的基礎(chǔ)上，在礦化富集地段開(kāi)展激電中梯剖面測(cè)量，圈出激電異常，縮小找礦范圍，推斷解釋異常體范圍、規(guī)模和空間分布等特征。

1 地質(zhì)與地球物理特征

1.1 地層

勘查區(qū)地層主要有中志留統(tǒng)舟曲組第三巖段(S2z3)、上志留統(tǒng)卓烏闊組第一巖段(S3zw1)、第二巖段(S3zw2)及第三巖段(S3zw3)(表1)，其中舟曲組第三巖段及卓烏闊組第一巖段是區(qū)內(nèi)主要的含金礦(化)體地層，其特征由老至新簡(jiǎn)述如下：

(1)中志留統(tǒng)舟曲組(S2z)。中志留統(tǒng)舟曲組第三巖性段(S2z3)，分布于勘查區(qū)中部，背斜核部，走向近東西，在背斜北翼響水一帶地層產(chǎn)狀平緩，傾角一般在5°～35°。該巖性段地層為一套淺海相碎屑巖建造，主要巖性為砂質(zhì)板巖和碳質(zhì)板巖。該套地層是區(qū)內(nèi)主要含礦建造。

(2)上志留統(tǒng)卓烏闊組(S3zw)。分布于勘查區(qū)北部和南部地區(qū)，出露下部層位的第一、二、三巖性段，由南向北展布，為一套陸架斜坡相碳酸鹽巖，含炭硅質(zhì)巖建造。主要巖性為硅質(zhì)條帶團(tuán)塊灰?guī)r、砂屑灰?guī)r夾硅質(zhì)巖、含炭板巖，產(chǎn)珊瑚、層孔蟲(chóng)等化石。

1.2 構(gòu)造

1.2.1 褶皺構(gòu)造

勘查區(qū)褶皺構(gòu)造主要為尚家河緊閉復(fù)式背斜，為一扇形背斜，表現(xiàn)為地層核部老，兩翼新，地層產(chǎn)狀北翼朝南，南翼朝北。軸向近于東西向，核部位于尚家河一帶，為舟曲組第三巖性段，兩翼為卓烏闊組。核部小蘭溝—唐灣梁一帶次級(jí)緊閉褶皺發(fā)育，產(chǎn)狀復(fù)雜多變；南翼地層總體向北傾，產(chǎn)狀345°～5°∠45°～70°，東河口以南發(fā)育次級(jí)緊閉褶皺發(fā)育；北翼總體向南東傾，地層平緩，傾角5°～35°，受層間小斷層破壞。

尚家河復(fù)式背斜其構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，在兩翼地層中各種次級(jí)褶皺十分發(fā)育，次級(jí)褶皺形態(tài)主要有緊閉斜歪褶皺、平臥褶皺等，緊閉斜歪褶皺常成組產(chǎn)出，軸面近平行。

從礦體分布特征及已有資料分析，全區(qū)的礦體宏觀分布主要受尚家河復(fù)式背斜的控制影響。Ⅰ礦段主要分布在背斜的北翼，礦體主要為北東向和北西向，在北翼近核部地段產(chǎn)狀相對(duì)平緩；Ⅱ礦段主要分布在尚家河背斜的核部，產(chǎn)狀不穩(wěn)定，變化較大。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

勘查區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為褶皺擠壓作用下巖石變形破裂形成的各種斷層及層間斷裂帶，其規(guī)模較小，主要由斷層角礫巖組成，角礫為兩側(cè)巖層碎裂巖和透鏡狀石英，斷層內(nèi)石英脈發(fā)育，斷裂帶寬0.5～2.0 m，傾角40°～60°，多為正斷層。

該區(qū)構(gòu)造發(fā)育，主要含礦構(gòu)造為北西向和北東向兩組。其中北東向構(gòu)造規(guī)模較大，延伸長(zhǎng)度約0.3～4.0 km，傾角較陡，以多組平行構(gòu)造展布，含礦性差，初步判斷形成期次較早，受尚家河復(fù)式背斜北翼次級(jí)褶皺構(gòu)造影響，表現(xiàn)為該構(gòu)造帶內(nèi)礦體地表連續(xù)性差，厚度品位較低。不同于北東向斷裂，形成期次較晚的北西向斷裂，地表延伸長(zhǎng)度約500 m，以I-4礦體為代表，產(chǎn)狀平緩，性質(zhì)為層間平緩正斷層，其含礦性好，地表及深部礦體厚度品位相對(duì)較大，較為穩(wěn)定。

1.3 巖石的密度、電性特征

本次工作共采集物性標(biāo)本205塊，主要的巖石名稱(chēng)及物性參數(shù)見(jiàn)表1，區(qū)內(nèi)采集砂質(zhì)板巖和粉砂質(zhì)板巖等6種不同巖礦石。由物性測(cè)定結(jié)果可知：測(cè)區(qū)巖礦石電阻率變化范圍47～215 Ω·m，極化率變化范圍1.12%～13.44%。礦化巖石極化率較高，平均值≥8.73%；圍巖中炭質(zhì)板巖極化率相對(duì)較高，但是區(qū)內(nèi)炭質(zhì)板巖出露較少，其他巖石極化率均較低，一般小于2.66%。綜上所述，礦化巖石與圍巖之間有明顯的極化率差異，電阻率差異不明顯。

表1 巖石物性統(tǒng)計(jì)表巖石名稱(chēng)Table 1 Statistical table of petrophysical properties

2 工作部署

本次激發(fā)極化法裝置類(lèi)型選擇激電中梯裝置。開(kāi)展激發(fā)極化法工作之前，為保證其有效性，先在深部見(jiàn)礦的I-2礦體設(shè)1條勘探線，I-4 礦體布設(shè)2條勘探線，確認(rèn)方法有效后，選擇2個(gè)區(qū)域開(kāi)展工作。

針對(duì)I-2與I-4礦體，I-9礦體布設(shè)激電中梯剖面，共布設(shè)7條測(cè)線。其目的是通過(guò)對(duì)剖面極化率和電阻率異常的解釋?zhuān)笾碌贸龅V體的分布規(guī)律及延伸情況，圈定激電異常范圍和礦體靶區(qū)，為探礦施工提供一定依據(jù)。

3 激電異常解釋

3.1 礦體I-4處激電異常

在已知礦體I-4處共布設(shè)4條等間距平行測(cè)線(如圖1)，方向北偏東30°，線距80 m。上述4條剖面均有明顯的高極化異常，異常中心分別為g線33號(hào)點(diǎn)、h線37號(hào)點(diǎn)、i線41號(hào)點(diǎn)、j線44號(hào)點(diǎn)，其中j線異常極大值最高達(dá)5.99%，j線到g線異常極大值依次減弱，g線異常極大值3.86%；4條剖面異常形態(tài)類(lèi)似，異常梯度北高南低，根據(jù)剖面異常形態(tài)推測(cè)異常體南傾。

圖1 g、h、i、j線激電異常特征Fig.1 Line g, h, i, j IP anomaly characteristics

剖面范圍內(nèi)出露地層為志留系中統(tǒng)丹曲組第三段中亞段，該地層以砂質(zhì)板巖，(泥質(zhì))粉砂質(zhì)板巖為主，4條剖面異常位置與控礦構(gòu)造F11有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中i線、j線激電異常極大值位置與已知I-4號(hào)礦體(礦石類(lèi)型為毒砂化、黃鐵礦化粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖)位置相對(duì)應(yīng)。

根據(jù)物性統(tǒng)計(jì)剖面范圍內(nèi)非礦化巖石與礦化巖石有明顯的激電差異，初步推測(cè)這4條剖面激電異常由F11中填充的毒砂化、黃鐵礦化粉砂巖和粉砂質(zhì)板巖引起，推測(cè)F11南傾，g線33號(hào)點(diǎn)到h線37號(hào)點(diǎn)之間礦化富集。

3.2 礦體I-2處激電異常

a、b、c和d四條剖面等間距平行布設(shè)(如圖2)，方向330°，線距80 m。上述4條剖面均有明顯的高極化異常，異常中心分別為a線34號(hào)點(diǎn)、b線35號(hào)點(diǎn)、c線36號(hào)點(diǎn)和d線37號(hào)點(diǎn)，4條剖面極化率極大值約4.50%，剖面形態(tài)類(lèi)似。

圖2 a、b、c、d線激電異常特征Fig.2 Line a, b, c, d IP anomaly characteristics

激電異常位置與已知構(gòu)造F4有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中b線35號(hào)點(diǎn)、c線36號(hào)點(diǎn)和d線37號(hào)點(diǎn)礦化富集成礦，礦石類(lèi)型為毒砂礦化、黃鐵礦化石英脈及粉砂巖，礦體編號(hào)I-2。a線到d線4條剖面布設(shè)于舟曲組中亞段、上亞段地層中，地層以砂質(zhì)板巖和粉砂質(zhì)板巖為主。根據(jù)物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，非礦化砂質(zhì)板巖和粉砂質(zhì)板巖極化率較小不能構(gòu)成明顯激電異常，礦體I-2足以引起明顯異常。初步推測(cè)礦體I-2向西有延伸，a線到d線的激電異常由礦體I-2引起。

3.3 礦體I-9處激電異常

e線和f線兩條剖面等間距平行布設(shè)(如圖3)，方向15°，線距80 m。兩條剖面均有明顯的高極化異常，異常中心分別為e線39號(hào)點(diǎn)、f線40號(hào)點(diǎn)，2條剖面極化率極大值約4.70%，剖面形態(tài)類(lèi)似。激電異常位置與已知礦體I-9對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，根據(jù)物性統(tǒng)計(jì)礦體I-9所在礦化帶毒砂化構(gòu)造角礫巖足以引起明顯激電異常，初步推測(cè)該異常由礦體I-9引起，礦體南傾。

圖3 e、f線激電異常特征Fig.3 Line e, f IP anomaly characteristics

4 結(jié)論

通過(guò)巖(礦)石的物性統(tǒng)計(jì)，得出測(cè)區(qū)礦化巖石極化率較高，圍巖中炭質(zhì)板巖極化率相對(duì)較高，但是區(qū)內(nèi)炭質(zhì)板巖出露較少，其他巖石極化率均較低。礦化巖石與圍巖之間有明顯的激電差異，電阻率差異不明顯。

通過(guò)本次工作初步圈定了激電異常范圍，對(duì)各異常的成因進(jìn)行了初步分析，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)資料可知，工作區(qū)內(nèi)激電異常多為礦石所致。通過(guò)激電中梯剖面異常形態(tài)，初步判斷出異常體的傾向。