激電法在硫鐵礦勘查中的應(yīng)用

馬健，劉雪元，程長(zhǎng)厚，劉華瑄，劉永龍

激電法在硫鐵礦勘查中的應(yīng)用

馬健，劉雪元，程長(zhǎng)厚，劉華瑄，劉永龍

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì)，安徽 六安 237000）

激電法作為硫鐵礦勘查的一種地球物理勘探方法，由于其對(duì)硫化物反映明顯而常被使用。為查明安徽寧國(guó)青龍鄉(xiāng)硫鐵礦分布情況，通過(guò)激電中梯面積性測(cè)量工作大體圈定激電異常體的范圍，并在異常區(qū)開展一定量的激電測(cè)深工作，研究區(qū)內(nèi)一定深度范圍內(nèi)的巖（礦）石在橫向上的電性特征及異常區(qū)垂向電性特征，大致查明了異常體的規(guī)模、產(chǎn)狀及空間分布特征；對(duì)異常進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，為下一步的勘探工作提供必要的物探依據(jù)。

激發(fā)極化法；激電中梯；激電測(cè)深；硫鐵礦；青龍鄉(xiāng)

硫鐵礦，又名黃鐵礦、磁黃鐵礦，分子式FeS2。硫鐵礦是地殼中最重要、分布最廣的硫化物礦物（梁建鋒，2012），是一種重要的化學(xué)礦物原料（張朋，2019），是提取硫和制造硫酸的主要原料。硫鐵礦屬于電子導(dǎo)體，具有較低的電阻率和較高的極化率（黃震等，2015）。激發(fā)極化法作為物探方法的一個(gè)分支，在金屬類礦床的勘查工作中發(fā)揮著重要的作用，特別是針對(duì)存在較為明顯的激發(fā)極化效應(yīng)差異的硫化礦床，激電工作具備良好的工作前提，存在巨大的應(yīng)用前景（陳寧等，2019）。安徽寧國(guó)青龍鄉(xiāng)地區(qū)構(gòu)造斷裂發(fā)育，侵入巖沿構(gòu)造斷裂侵入，在巖體接觸帶產(chǎn)生礦化蝕變，為多種有色金屬的成礦有利地帶（費(fèi)利東等，2020）。為查明該地區(qū)礦產(chǎn)情況，以硫鐵礦為主攻礦種，開展激電測(cè)量工作，圈定激電異常并推斷引起異常的地質(zhì)原因，為后續(xù)勘查工作提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

工區(qū)（圖1）出露地層主要有為志留系下統(tǒng)河瀝溪組（S1）、志留系中統(tǒng)康山組（S2）和志留系上統(tǒng)唐家塢組（S3）?？辈閰^(qū)位于績(jī)溪復(fù)背斜（孫立維，2022）的東延部分，褶皺構(gòu)造主要為志留系地層組成的向北西傾斜的單斜構(gòu)造；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北東向斷裂為主，局部見北西向斷裂，斷裂位于志留系地層中，其中巖石較破碎，角礫巖化、糜棱巖化、片理化、硅化和揉皺發(fā)育，顯示多期活動(dòng)特征，早期以擠壓—逆沖為主，伴有左行平移，晚期主要為拉張，發(fā)育張性角礫巖和巖脈。

圖1 勘查區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為燕山期酸性巖類，呈巖基或巖株產(chǎn)出，巖漿侵位受北東—北北東向構(gòu)造控制，巖體呈帶狀或橢圓狀分布，巖石鉀長(zhǎng)石化普遍，屬鈣性—鈣堿性巖系，巖石發(fā)育高嶺土化、絹云母化、綠泥石化，過(guò)渡相偶有鈉長(zhǎng)石化、云英巖化和白云母化等。蝕變有硅化、角巖化、高嶺土化、褐鐵礦礦化等，蝕變主要分布在二長(zhǎng)花崗巖體與圍巖的接觸帶部位。

2 勘查技術(shù)方法

為查明安徽寧國(guó)青龍鄉(xiāng)地區(qū)礦產(chǎn)情況，以硫鐵礦為主攻礦種。由于硫鐵礦激電效應(yīng)明顯，各種類型的硫鐵礦、赤鐵礦床均有明顯的激電差異（吳明安等，2007），因此開展激電測(cè)量工作。測(cè)區(qū)分為南、北區(qū)域，激電中梯共有測(cè)線31條。根據(jù)激電中梯測(cè)量成果圈定的異常位置布設(shè)了3條激電測(cè)學(xué)剖面（圖2）。

2.1 激電中梯測(cè)量

2.2 激電測(cè)深

測(cè)深工作使用DZD-6A型多功能直流電法儀進(jìn)行，在激電異常較好段的60線326～354點(diǎn)，62線370～414號(hào)點(diǎn)，64線378～414，以40m點(diǎn)距總共布置了30個(gè)測(cè)深點(diǎn)進(jìn)行激電測(cè)深工作。測(cè)深工作采用長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)稱四極裝置（夏輝等，2013）。

圖2 激電中梯視極化率ηs（a）、視電阻率ρs（b）平面等值線圖

2.3 數(shù)據(jù)處理

匯總整理全區(qū)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的K值及視電阻率值，對(duì)相鄰排列接頭段的重復(fù)觀測(cè)點(diǎn)取其平均值，對(duì)明顯的干擾點(diǎn)、畸變點(diǎn)和無(wú)數(shù)據(jù)點(diǎn)做了相應(yīng)的插值處理。采用surfer8繪圖軟件分別對(duì)南、北區(qū)的視極化率和視電阻率數(shù)據(jù)進(jìn)行了網(wǎng)格化處理，并對(duì)網(wǎng)格數(shù)據(jù)做了平滑處理繪制成果圖件。資料處理解釋時(shí)，以視極化率及其變化規(guī)律分析為主，視電阻率及其變化規(guī)律為輔（林壽海等，2021）。

3 異常特征與解釋推斷

激電中梯掃面工作成果顯示，區(qū)內(nèi)激電異常以北區(qū)為主，南區(qū)異常范圍及強(qiáng)度都相對(duì)較小。全區(qū)s等值線以6%圈閉（或半圈閉）的激電異常有4個(gè)，從南至北對(duì)其分別編號(hào)JD-1、JD-2、JD-3、JD-4（圖2）。

3.1 北區(qū)異常特征及解釋推斷

該區(qū)激電異常規(guī)模較大，異常較強(qiáng)，形態(tài)呈不規(guī)則狀，區(qū)內(nèi)激電異常主要有兩個(gè)，分別為JD-3、JD-4號(hào)激電異常。區(qū)內(nèi)南西部、北東部激電異常較弱，s值多為3%左右，表現(xiàn)為明顯的背景場(chǎng)特征。中部JD-3、JD-4異常之間區(qū)域，s值亦分布為背景場(chǎng)特征。

區(qū)內(nèi)JD-3異常分布在中南部區(qū)域，主要位于58～64線320～350號(hào)點(diǎn)之間，異常中心在60線中部附近，異常呈不規(guī)則狀，s等值線以6%圈閉，等值線排列較寬緩，中心極值圈8%，總體走向北東向，異常最寬約500m左右，長(zhǎng)約750m，向東伸向區(qū)外（圖2a）；s等值線圖顯示該激電異常區(qū)視電阻率整體呈相對(duì)低阻，視電阻率在1000Ω·m以內(nèi)，非異常區(qū)視電阻率相對(duì)較高，多在1500Ω·m以上，最高達(dá)3500Ω·m以上（圖2b）。異常為較明顯的低阻高極化特征。

JD-4異常分布在北部區(qū)域，為全區(qū)最強(qiáng)異常，在東西向橫貫58～67線，在工區(qū)東、西邊界未封閉，異常中心位于62～64線380～390號(hào)點(diǎn)之間，異常呈不規(guī)則狀，s等值線以6%圈閉，等值線排列較密，s中心極值達(dá)11%以上，總體走向北東向，異常寬約300m左右，長(zhǎng)約1000m（圖2a）；s等值線圖顯示該激電異常區(qū)的視電阻率整體呈相對(duì)低阻，視電阻率在1000Ω·m以內(nèi)，非異常區(qū)視電阻率相對(duì)較高，多在1500Ω·m以上，最高達(dá)8000Ω·m以上（圖2b）。JD-4異常區(qū)域部分地區(qū)有高壓線經(jīng)過(guò)，可能存在小范圍干擾。該異常為明顯的低阻高極化特征。

為對(duì)異常進(jìn)行全面研究，分析其縱向分布特征，在激電異常較好地段選取了60線326～354號(hào)點(diǎn)（圖3a）、62線370～414號(hào)點(diǎn)（圖3b）、64線378～414 號(hào)點(diǎn)（圖3c），以40m點(diǎn)距共布置30個(gè)點(diǎn)進(jìn)行激電測(cè)深測(cè)量。

圖3 60線(a)、62線(b)、64線(c)激電異常擬斷面圖

60線測(cè)深剖面垂直穿過(guò)JD-3異常中心，由測(cè)深斷面圖（圖3a）可以看出，以AB/4為解釋深度（下同），從標(biāo)高350m以下區(qū)域，有非常明顯的激電異常分布，s等值線以18%呈半封閉狀伸向深部，中心極值圈達(dá)26%，異常中心位于338/60點(diǎn)，因勘探深度所限，激電異常在深部未能完整封閉；視電阻率s在該區(qū)為明顯低阻區(qū)，視電阻率在400～700Ω·m，s等值線中心極值圈僅400Ω·m。s異常范圍及形態(tài)與s基本吻合，電性特征為明顯的低阻高極化，具礦致異常特征。根據(jù)以上異常特征并結(jié)合地質(zhì)資料推測(cè)，剖面338～354號(hào)點(diǎn)淺部的高阻低極化區(qū)為二長(zhǎng)花崗斑巖所致；標(biāo)高350m以下低阻高極化異常區(qū)，為志留系中統(tǒng)康山組（S2）灰白、灰綠色厚-巨厚層細(xì)粒巖屑石英砂巖、細(xì)砂巖為及粉砂巖與粉砂質(zhì)頁(yè)巖互層產(chǎn)生。因康山組各類巖性不能產(chǎn)生激電異常，且該處異常位于巖漿巖侵入通道的巖體接觸帶一帶，為礦化蝕變有利部位，推測(cè)該激電異常體與硫鐵礦或其它多金屬礦（化）有關(guān)。

62線測(cè)深剖面垂直穿過(guò)JD-4異常中，由測(cè)深斷面圖（圖3b）可知，在剖面378～396號(hào)點(diǎn)間，從標(biāo)高400～100m以下區(qū)域，有一明顯的激電異常分布，s等值線以10%呈半封閉狀伸向深部，中心極值圈達(dá)26%，產(chǎn)狀近于直立，異常中心位于388/62點(diǎn)，異常體從上到下逐步變寬，深部異常較強(qiáng)；從s測(cè)深斷面圖（圖2b）看，視電阻率s在該激電異常區(qū)為明顯低阻區(qū)，從398/62點(diǎn)右側(cè)開始，在標(biāo)高150m以下區(qū)域，s逐步增加，為一明顯巖性分界面特征，推測(cè)其上部低阻體為志留系中統(tǒng)康山組（S2）產(chǎn)生，其下部高阻體為二長(zhǎng)花崗斑巖產(chǎn)生，右側(cè)尾端花崗斑巖體埋深明顯抬高。此處激電異常位于巖漿巖侵入的構(gòu)造斷裂帶附近，其深部可能存在一定規(guī)模的硫鐵礦或其他多金屬礦化蝕變，據(jù)此推斷該激電異常為巖體接觸帶的礦化蝕變產(chǎn)生。

64線測(cè)深剖面垂直穿過(guò)JD-4異常中心，由測(cè)深斷面圖（圖3c）可以看出，在剖面382-394號(hào)點(diǎn)間，有一明顯的激電異常分布，從地表沿垂向伸到深部，從上到下s異常體范圍逐步變寬，s等值線以11%呈半封閉狀伸向深部，中心極值圈達(dá)24%；以386/64點(diǎn)為中心，分別在標(biāo)高450m、400m有兩個(gè)獨(dú)立封閉的異常體，寬約100m，該處視電阻率s為一垂向高阻異常帶與之對(duì)應(yīng)；以406/64點(diǎn)為中心，在標(biāo)高約100m附近有明顯的s異常體分布，為前者異常體在深部的延伸部分，該處視電阻率s為一明顯的巖性分界面與之對(duì)應(yīng)。同62線異常一樣，此處激電異常同樣位于巖漿巖侵入的構(gòu)造斷裂帶附近，推測(cè)上部的兩個(gè)激電異常為二長(zhǎng)花崗巖體與志留系中統(tǒng)康山組接觸帶處的硫鐵礦或其它多金屬礦（化）產(chǎn)生，深部激電異常為其上康山組與右側(cè)二長(zhǎng)花崗巖體接觸帶處的硫鐵礦或其它多金屬礦（化）產(chǎn)生。

3.2 南區(qū)異常特征及解釋推斷

從s異常平面等值線圖（圖2a）看，該區(qū)激電異常規(guī)模較小，異常較弱，形態(tài)呈不規(guī)則狀，區(qū)內(nèi)激電異常主要有兩個(gè)，為分布在東南角的JD-1和中東部邊界的JD-2號(hào)激電異常，其s異常等值線均以5%呈半封閉狀伸向區(qū)外。JD-1號(hào)異常相對(duì)較弱，走向不太明顯，JD-2號(hào)異常走向北東向。兩個(gè)異常體在s平面等值線圖（圖2b）上均為高阻異常帶與之對(duì)應(yīng)。根據(jù)面上異常特征并結(jié)合地質(zhì)資料推測(cè)，s異常體可能為二長(zhǎng)花崗巖體接觸帶處的硫鐵礦或其它多金屬礦（化）產(chǎn)生。

4 結(jié)論

通過(guò)激電面積性與測(cè)深剖面測(cè)量，圈定激電異常4個(gè)，以北區(qū)JD-3、JD-4號(hào)激電異常較佳，平面異常體在垂向有明顯延伸，工作方法有效?；静槊髁藚^(qū)內(nèi)激電異常體在一定深度內(nèi)分布范圍及強(qiáng)度，對(duì)主要異常體在垂向的空間展布情況進(jìn)行了分析研究，結(jié)合地質(zhì)資料對(duì)激電異常體進(jìn)行了解釋推斷。根據(jù)物性特征，該區(qū)廣泛分布的志留系中統(tǒng)康山組各類巖性及出露的二長(zhǎng)花崗巖體等，均不能產(chǎn)生明顯激電異常，且激電異常均位于巖體侵入、礦化蝕變的成礦有利位置，故認(rèn)為激電異常與硫鐵礦或其它多金屬礦（化）有關(guān)，為礦（化）致異常的可能性大。

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Application of IP Method in Pyrite Exploration

MA Jian LIU Xue-yuan CHENG Chang-hou LIU Hua-xuan LIU Yong-long

(No. 313 Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Exploration, Liu 'an 237000)

As a geophysical prospecting method for pyrite, IP method is often used because of its obvious response to sulfide. In order to find out the distribution of pyrite in Qinglong Village, Ningguo, Anhui Province, the scope of abnormal IP bodies was delineated through the area measurement of IP steps, and a certain amount of IP sounding work was carried out in abnormal areas to study the transverse electrical characteristics of rocks (ore) in a certain depth range and the vertical electrical characteristics of abnormal areas. The scale, occurrence and spatial distribution characteristics of the anomalous body were roughly identified. The comprehensive analysis and evaluation of the anomaly provide necessary geophysical basis for the next exploration work.

excitation polarization method; IP central ladder; IP sounding; pyrite; Qinglong village

P319.3

A

1006-0995（2022）04-0682-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.027

2022-02-23

馬?。?988—），男，江西贛州人，工程師，研究方向：礦產(chǎn)地球物理勘查、地下水、管線探測(cè)等