常用物探方法在云南西部成礦地質(zhì)體識(shí)別與定位中的應(yīng)用

張宇鵬

(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，云南昆明 650051)

物探方法廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)勘查，在一定的條件下(礦產(chǎn)規(guī)模大、物性差異明顯)可取得較好的找礦效果，然而多數(shù)礦產(chǎn)規(guī)模較小，與圍巖物性差異不明顯，若直接探測(cè)礦體，很難形成明顯的異常，甚至無(wú)異常。其實(shí)物探異常是地下各種綜合地質(zhì)因素的綜合反映，合理利用綜合物探方法及成果，結(jié)合地質(zhì)、化探及遙感等資料進(jìn)行綜合研究，對(duì)成礦地質(zhì)體進(jìn)行有效識(shí)別和定位，可以發(fā)揮物探方法深部探測(cè)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到間接找礦目的。

1 斷裂的識(shí)別與定位

諸多礦床嚴(yán)格受斷裂控制，有效地探測(cè)區(qū)域斷裂及控礦斷裂是找礦的重要方向[2]。多年來(lái)，物探方法對(duì)識(shí)別與定位斷裂發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢(shì)，眾多地表不明顯或地質(zhì)上認(rèn)為深部存疑的區(qū)域斷裂均借助于物探資料得到了有效的推斷與解釋?zhuān)缭颇鲜”睎|向師宗-彌勒斷裂及木里-麗江斷裂，兩者地表均反映不明顯，但是根據(jù)區(qū)域重力資料顯示為重力梯級(jí)帶。又如云南近南北向?yàn)憸娼瓟嗔鸭氨蔽飨蚪鹕辰?紅河斷裂，區(qū)域重力資料顯示為條帶狀重力高、低異常轉(zhuǎn)換帶、變異帶。用于識(shí)別與定位斷裂梯級(jí)帶是指物探等值線平面圖上走向長(zhǎng)而穩(wěn)定、寬大極值帶旁側(cè)的條帶狀梯級(jí)帶、快速變化帶[1]，絕大多數(shù)可據(jù)此識(shí)別與定位斷裂，但是存在特殊情況，因?yàn)榉伯惓６荚跇O值點(diǎn)兩側(cè)存在梯級(jí)帶，顯然逢梯級(jí)帶就畫(huà)斷裂是不對(duì)的。如作者在云南保山隆陽(yáng)區(qū)某地施工的17線大地電磁測(cè)深(EH4)異常特征[3](圖1)，剖面616點(diǎn)以西橫向或縱向均出現(xiàn)低-中阻異常帶，卡尼亞電阻率為100Ω·m～1000Ω·m；616～716點(diǎn)250m～450m以下，出現(xiàn)明顯的高阻異常帶，卡尼亞電阻率1400Ω·m～上萬(wàn)Ω·m，高阻異常帶頂部梯度帶向東緩傾，西部梯度帶向東緩傾，深部逐漸變陡，東部梯度帶向西陡傾；716～732點(diǎn)橫向或縱向均出現(xiàn)低-中阻異常帶，卡尼亞電阻率100Ω·m～1000Ω·m；剖面732點(diǎn)以東300m以下，出現(xiàn)明顯的高阻異常帶，卡尼亞電阻率1400Ω·m～上萬(wàn)Ω·m，高阻異常東部未封閉，西梯度帶向西陡傾。剖面716～732號(hào)點(diǎn)低-中阻為東西兩側(cè)高阻之間的條帶狀梯級(jí)變化帶，異常帶向南西陡傾，未施工鉆孔前據(jù)一般規(guī)律認(rèn)為該梯級(jí)帶為構(gòu)造蝕變帶，是本區(qū)找礦的有利部位，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，該梯級(jí)帶實(shí)為東西兩側(cè)高阻體(花崗巖體)的分枝部位，并非構(gòu)造蝕變帶。從這個(gè)例子可看出有梯級(jí)帶就習(xí)慣推斷為斷裂是非常不嚴(yán)謹(jǐn)、不慎重的做法，因?yàn)橐罁?jù)梯級(jí)帶僅識(shí)別與定位兩側(cè)巖石具有明顯物性差異，并且垂向斷距明顯的正、逆斷裂。本例雖然物性差異明顯(巖性變化引起)，但垂向斷距不明顯，推測(cè)為構(gòu)造帶顯然依據(jù)不充分。要準(zhǔn)確推測(cè)斷裂帶，必須充分認(rèn)識(shí)地質(zhì)條件，排除因巖性變化引起的物探異常梯度帶、物探異常窄的高值或低值帶，否則推測(cè)的斷裂破碎帶就不可靠。

圖1 保山隆陽(yáng)區(qū)某地17線大地電磁測(cè)深(EH4)異常圖

(1)重力異常一般表現(xiàn)為條帶狀重力高、低異常轉(zhuǎn)換帶、變異帶；異常沿走向方向幅值、寬度發(fā)生變化，如消失、中斷、錯(cuò)動(dòng)等，斷裂走向與條帶狀異常中心連線基本一致。

(2)電阻率異常區(qū)若在同一地層或巖性?xún)?nèi)形成窄的電阻率高、低異常帶，這大多是斷裂的反映；若不是在同一地層或巖性?xún)?nèi)所形成的高、低異常帶兩側(cè)差異明顯，且呈條帶狀沿走向發(fā)生突變時(shí)，大多為斷裂的反映，斷裂位置、走向與電阻率高、低異常帶中心連線基本一致。要注意的是若異常走向上未發(fā)生突變，大多是不同地層或巖性界線的反映。

(3)極化率異常區(qū)與電阻率識(shí)別與定位標(biāo)志基本一致，要注意的是極化率梯級(jí)帶大多為極化體傾向變化的反映，若根據(jù)地質(zhì)特征能夠確認(rèn)斷裂帶內(nèi)礦化蝕變發(fā)育，如黃鐵礦化、褐鐵礦化等，則會(huì)形成條帶狀窄的極化率高值帶，可據(jù)此推測(cè)為斷裂帶的反映。

(4)高磁異常區(qū)梯級(jí)帶大多是磁性體傾向變化的反映，若確認(rèn)斷裂帶蝕變礦化明顯，如褐鐵礦化、黃鐵礦化、矽卡巖化等，會(huì)引起磁性下降，形成窄的低磁異常條帶狀異常，可據(jù)此推測(cè)斷裂破碎帶。

2 巖漿巖體的識(shí)別與定位

巖漿巖體的識(shí)別與定位是找探矽卡巖型礦床、巖漿巖型礦床最重要的找礦方向[2]。從物性特征分析，巖漿巖體的物性有一定的規(guī)律和個(gè)性，一般規(guī)律是巖漿巖體密度、磁性由酸性到超基性逐漸增大，電阻率均高，極化率均低(若含一定量的黃鐵礦則極化率高，電阻率低，這種情況較為少見(jiàn))[1]。根據(jù)所述的物性特征，可以得出識(shí)別與定位巖漿巖體的規(guī)律：

(1)對(duì)于重力法而言，酸性巖體在圍巖為老地層(如古生界或更老地層)或高密度巖石(如碳酸鹽巖)的情況下可引起明顯重力低異常?；?、超基性巖圍巖為中新生界地層時(shí)，可引起重力高。

(2)以磁異常圈定巖體較為復(fù)雜，特別是酸性巖體更難以圈定，酸性巖體的磁性變化較大。作者就云南西部地區(qū)巖漿巖體的磁異常特征普遍規(guī)律作一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)：基性、超基性巖體一般含較多的磁性礦物，埋深較淺時(shí)可產(chǎn)生數(shù)千或上萬(wàn)納特的強(qiáng)磁異常，致使巖體異常與磁性礦物異常往往很難區(qū)分。中性巖漿巖一般具中等強(qiáng)度磁性，磁異常曲線跳躍較小，大多數(shù)情況下難以分辨。酸性巖漿巖一般磁性較弱，多數(shù)酸性巖漿巖體區(qū)，很難據(jù)單純的磁異常分辨出巖體異常。中、基性火山巖磁異常變化很大，以上千至數(shù)千納特異常較常見(jiàn)，異常曲線形態(tài)具鋸齒狀跳躍、正負(fù)相間特點(diǎn)，與其它巖體異常有明顯區(qū)別，可據(jù)此大致推測(cè)巖體分布范圍(圖3)。

(3)巖漿巖體一般顯示電阻率高異常，可據(jù)此識(shí)別與定位侵入于泥巖、頁(yè)巖、砂巖等低電阻率巖石中的巖體，但是在高電阻率巖石(如碳酸鹽巖)中的巖體一般難以識(shí)別。要注意的是影響電阻率的因素較多，只依據(jù)電阻率識(shí)別巖體的多解性更強(qiáng)，故不能單獨(dú)依據(jù)電法資料識(shí)別與圈定巖體。如作者在大理云龍縣某地施工0線大地電磁法(EH4)異常特征[4](圖2)，剖面南西部105～125號(hào)點(diǎn)標(biāo)高2000m～2200m，出現(xiàn)明顯的中阻異常帶，卡尼亞電阻率600Ω·m～1000Ω·m，異常呈近橢圓狀展布；125～145號(hào)點(diǎn)標(biāo)高1750m～2050m，出現(xiàn)明顯的中-高阻異常帶，卡尼亞電阻率600Ω·m～4000Ω·m，異常呈近橢圓狀展布；剖面中部155～185號(hào)點(diǎn)標(biāo)高1800m～2000m，出現(xiàn)明顯的中-高阻異常帶，卡尼亞電阻率600Ω·m～4000Ω·m，異常帶近似呈“U”字形狀；剖面東部185～215號(hào)點(diǎn)標(biāo)高2200m以下，出現(xiàn)復(fù)雜的中-高阻異常帶，異常帶深部未封閉，整體呈倒“L”字形狀展布，卡尼亞電阻率600Ω·m～4000Ω·m；210～220號(hào)點(diǎn)深部出現(xiàn)近似直立的低阻變化帶；215號(hào)點(diǎn)以東標(biāo)高1750m～2000m出現(xiàn)明顯的中阻異常帶，卡尼亞電阻率600Ω·m～1000Ω·m，中阻異常呈近橢圓狀展布。根據(jù)工作區(qū)巖石電性特征，結(jié)合地質(zhì)特征，綜合分析認(rèn)為：125～145號(hào)點(diǎn)之間近橢圓狀高阻異常、155～185號(hào)點(diǎn)之間的“U”字形中-高阻異常均由侵入碎屑巖(低阻)中的花崗巖體引起；東部185～210號(hào)點(diǎn)標(biāo)高1950m以上向北東緩傾的中-高阻異常，經(jīng)異常查證，地表可見(jiàn)厚大的大理巖，局部見(jiàn)花崗巖脈出露，推測(cè)該異常主要由大理巖引起，異常頂、底部向北東緩傾的梯度變化帶大致對(duì)應(yīng)大理巖的邊界；深部標(biāo)高1950m以下近似直立的中-高阻異常分布于大理巖底部，從異常的產(chǎn)狀(大理巖產(chǎn)狀向北東緩傾，該異常為近似直立)來(lái)看，不可能為大理巖引起，似為隱伏的花崗巖體引起，但是顯得依據(jù)不充分。從這個(gè)例子可以看出，在高電阻率巖石分布區(qū)識(shí)別與定位花崗巖體較為困難，必須結(jié)合其他方法(如化探等)進(jìn)行綜合分析才能對(duì)物探異常進(jìn)行定性解釋推斷。

圖2 大理云龍縣某地0線綜合剖面圖

3 地層的識(shí)別與定位

依據(jù)物探資料對(duì)地層進(jìn)行識(shí)別與定位有利于隱伏地質(zhì)界線的劃分，也是物探在地質(zhì)填圖中的應(yīng)用。但是地層的物性情況比較復(fù)雜，一般規(guī)律是地層年代越老密度越大，正常沉積巖磁性均低，火山巖多數(shù)磁性較高，變質(zhì)巖、灰?guī)r電阻率高，泥巖、頁(yè)巖電阻率低，炭質(zhì)巖石一般極化率高，其他巖石極化率低。根據(jù)上述物性特點(diǎn)，一般利用物探資料可識(shí)別的地層有：

(1)利用重力資料可以圈定以中新生界地層為圍巖的地層(古生界或更老的地層)，顯示為重力高異常。對(duì)于深部的穹隆構(gòu)造重力資料有較好的效果，顯示為環(huán)狀的重力高異常。

(2)利用磁測(cè)資料可以進(jìn)行火山巖分布區(qū)識(shí)別與定位，如騰沖某地高精度磁測(cè)異常特征[5](圖3)，區(qū)內(nèi)基性火山熔巖磁性最強(qiáng)，磁化率κ平均值6071×10-64π·SI～6157×10-64π·SI，可引起-3454nT～3100nT的磁異常值，與地面磁異?；疚呛稀?jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，地表火山熔巖磁異常與沖洪積層掩蓋下同一火山熔巖磁異常值相差不大，△T等值線銜接很好。因此，利用磁測(cè)資料可以較準(zhǔn)確地勾繪出掩蓋層下伏火山熔巖的界線。

圖3 騰沖市某地高精度磁測(cè)異常特征

(3)利用電阻率可以識(shí)別與定位某些差異明顯的地層，如在保山昌寧縣某地進(jìn)行的激電工作[6](圖4)，根據(jù)工作區(qū)所測(cè)巖(礦)石電性特征，灰?guī)r電阻率1523Ω·m，為相對(duì)高阻體；泥質(zhì)粉砂巖電阻率125Ω·m，為相對(duì)低阻體，電阻率差異明顯。從地面激電異常特征看，西側(cè)視電阻率100Ω·m～250Ω·m，具明顯低阻異常特征，中部視電阻率400Ω·m～1200Ω·m，為明顯的高阻異常特征，東部視電阻率100Ω·m～250Ω·m，為明顯的低阻異常特征。根據(jù)視電阻率(ρs)異常特征及巖石電性特征，結(jié)合地質(zhì)特征綜合分析：中部高阻異常由碳酸鹽巖(灰?guī)r)形成，兩側(cè)低阻異常由碎屑巖(泥質(zhì)粉砂巖)形成，可以看出視電阻率與地層(巖性)存在較為密切的關(guān)系，可大致推斷工作區(qū)地層(巖性)的分布，該區(qū)礦床類(lèi)型為碳酸鹽巖建造中受構(gòu)造控制的熱液脈型鉛鋅礦床，物探成果對(duì)厚覆蓋層下掩蓋的碳酸鹽巖分布及含礦地層隱伏界線分布具一定的指導(dǎo)作用。從視電阻率分布特征來(lái)看，向陽(yáng)寺組與栗柴壩組地層界線應(yīng)在工作區(qū)東側(cè)。

(4)炭質(zhì)層在激電工作中的影響巨大，一般顯示為低阻高極化異常特征，如大理市永平縣某地所測(cè)巖芯電性特征[7]，含黃鐵礦重晶石石英黃銅礦礦脈極化率6.25%～17.17%，平均值11.2%，電阻率156Ω·m～466Ω·m，平均值310 Ω·m；含炭質(zhì)砂質(zhì)板巖極化率5.04%～18.58%，平均值9.55%，電阻率188Ω·m～596Ω·m，平均值為268Ω·m，可以看出找礦目標(biāo)體與炭質(zhì)層電性特征相近，實(shí)際工作中很難區(qū)分。在其他一些礦區(qū)可以利用低阻高極化特征識(shí)別與定位炭質(zhì)地層。

圖4 保山昌寧縣某地視電阻率異常特征

4 蝕變礦化帶的識(shí)別與定位[1]

蝕變礦化帶的識(shí)別與定位是物探近年來(lái)找礦的一個(gè)方向，礦化蝕變帶規(guī)模一般較礦體大，物性差異明顯，如果直接探測(cè)礦體，物探異常很弱，甚至無(wú)異常，但是如果探測(cè)蝕變礦化帶，就能夠更好的發(fā)揮物探方法間接找礦的作用。

(1)在深部找礦中，利用激電測(cè)深視電阻率參數(shù)及視極化率參數(shù)一般難以直接反映深部中小礦體，但可以反映深部厚大的蝕變礦化帶，如方解石化、硅化等，顯示為高阻低極化異常特征，如黃鐵礦化、褐鐵礦化，顯示為低阻高極化異常特征，若直接探測(cè)礦體可能無(wú)異常，但是間接找礦效果良好。

(2)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，如1∶5萬(wàn)高精度磁測(cè)工作，可以利用磁測(cè)成果有效的圈定找礦靶區(qū)，如矽卡巖化帶分布區(qū)，若直接找礦，可能沒(méi)有異常。

5 結(jié)論

本文以云南西部多個(gè)礦區(qū)實(shí)際工作實(shí)例，大致總結(jié)常用物探方法(重力、磁測(cè)、激電、大地電磁測(cè)深(EH4))在云南西部斷裂、巖漿巖體、地層及礦化蝕變帶的識(shí)別與定位方法，對(duì)云南西部物探成果的應(yīng)用有一定的指示作用，也對(duì)云南西部地區(qū)找礦實(shí)踐中物探方法的應(yīng)用與選擇方面有一定的參考價(jià)值。特別說(shuō)明的是，探測(cè)目標(biāo)體是否能引起物探異常，最重要的是與圍巖有無(wú)物性差異，且差異要足夠明顯，這就要求物探工作設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行實(shí)地踏勘，對(duì)巖(礦)石進(jìn)行物性測(cè)定，并以此作為物探工作方法設(shè)計(jì)的依據(jù)。同時(shí)具體實(shí)際工作中必須充分利用已有地質(zhì)、化探、遙感等資料進(jìn)行綜合研究分析，可大大減少物探異常多解性，使物探成果與實(shí)際地質(zhì)情況吻合，一定程度上更能體現(xiàn)物探工作的價(jià)值。