復(fù)電阻率法在云南西邑鉛鋅礦區(qū)找礦中的應(yīng)用

許振寧

(安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230031)

0 引言

云南西邑鉛鋅礦區(qū)位于西藏—三江造山系(Ⅶ)的保山微陸塊(Ⅶ-8)，Ⅲ級(jí)大地構(gòu)造單元屬保山—永德地塊(Ⅶ-8-3)的保山地塊[1](Ⅶ-8-3-1)(圖1)。該區(qū)域斷裂發(fā)育，分布廣泛，主要包括瀾滄江斷裂、怒江斷裂、勐波羅河斷裂、柯街?jǐn)嗔鸭巴吒G—云縣斷裂，控制了保山地塊的地層沉積演化及巖漿、熱流體活動(dòng)，同時(shí)控制了局部原始沉積環(huán)境(沉積、剝蝕)，還提供了廣泛的熱源活動(dòng)和礦液運(yùn)移通道，也控制了巖漿巖的侵位空間[2]。區(qū)域性主干斷裂構(gòu)造交匯地帶是成巖后成礦最為有利的部位和空間場(chǎng)所[3]，該區(qū)域成礦帶內(nèi)礦產(chǎn)資源極為豐富[4]。西邑鉛鋅礦北有核桃坪鐵銅鉛鋅金多金屬礦，南有勐興鉛鋅礦、蘆子園鉛鋅礦，本區(qū)處于與已知的大型礦床有相似的構(gòu)造背景地段；區(qū)內(nèi)具備有利成礦的地質(zhì)條件(地層、構(gòu)造、巖漿巖)，同時(shí)具有地質(zhì)、物探、化探及遙感等多元的有利找礦信息，并有已知礦床點(diǎn)分布，發(fā)現(xiàn)有硫化礦體。西邑鉛鋅礦有與已知大中型礦床相似的成礦條件，具備尋找同類礦床或擴(kuò)大資源量的巨大潛力。文章采用CR法(Complex Resistivity Method，復(fù)電阻率法)，并結(jié)合物探異常對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行研究，對(duì)該區(qū)域的進(jìn)一步找礦工作具有積極意義。

圖1 施甸縣西邑鉛鋅礦區(qū)所在構(gòu)造分區(qū)位置圖

1 礦區(qū)地質(zhì)及礦床地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露泥盆系中上統(tǒng)何元寨組(Dh)、石炭系下統(tǒng)香山組(C1x)、第四系殘坡積層。香山組(C1x)是礦區(qū)容礦地層，與鉛鋅礦化關(guān)系密切，總體表現(xiàn)為向北西傾斜的單斜構(gòu)造，局部為軸向北東的次級(jí)向斜構(gòu)造[5]。

礦區(qū)位于東山背斜北東部，總體為向NNE傾斜的單斜構(gòu)造，局部為軸向北東的次級(jí)向斜構(gòu)造[6]。斷裂主要有北東和北西向兩組。沿北東向斷裂寬30～100 m的破碎帶，為礦區(qū)主要控礦、容礦構(gòu)造。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主。主要發(fā)育兩組：一組為近南北向斷裂；另一組為北東向斷裂，為控礦、容礦斷層，沿?cái)嗔延袑?0～100 m的破碎帶，鉆孔揭露在斷裂破碎帶中或斷層附近常見劈理。在破碎的粉晶灰?guī)r、構(gòu)造巖石或構(gòu)造透鏡體中劈理發(fā)育。目前礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦體就賦存于斷裂構(gòu)造破碎帶中。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要發(fā)育華力西期上石炭統(tǒng)臥牛寺組玄武巖及少量輝綠巖脈，鉆孔揭露脈巖厚一般小于1 m，侵入位置不定，侵入時(shí)期推斷為燕山期。圍巖蝕變較弱，與成礦關(guān)系不大，但對(duì)Pb、Zn礦化可能提供了熱源。

近礦圍巖蝕變主要有黃(褐)鐵礦化、硅化、大理巖化、方解石化、重晶石化等，與鉛鋅礦化關(guān)系密切。

1.2 礦床地質(zhì)特征

根據(jù)對(duì)礦體的控制程度及已有成果可知，近地表氧化礦為他形、半自形、自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，土狀、膠狀構(gòu)造，少量為浸染狀、塊狀、星點(diǎn)狀構(gòu)造，中深部為硫化礦。金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦、白鉛礦、鉛礬、菱鋅礦、異極礦和水鋅礦，少量硫銻鉛礦、黃鐵礦和黃銅礦等；非金屬礦物為方解石、石英、重晶石和黏土礦物等。

礦床內(nèi)礦石金屬礦物組分為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦及少量黃銅礦等?？稍谝巴獬醪脚袛嗟V石的氧化程度，觀察上述礦物氧化成白鉛礦、異極礦、褐鐵礦的狀況，結(jié)合鏡下鑒定是重要的最終判斷依據(jù)。氧化礦直觀為黃褐色，較為疏松、破碎，呈蜂巢狀、土狀，黃鐵礦已氧化成褐鐵礦，主要分布在地表1 660 m標(biāo)高以上。初步認(rèn)為礦床屬沉積巖容礦的海底噴氣型鉛鋅礦床。

2 巖礦石物性特征

物性研究是開展地球物理勘查的前提和基礎(chǔ)。礦區(qū)內(nèi)的含黃鐵礦碳質(zhì)灰?guī)r的電阻率統(tǒng)計(jì)值為125.92 Ω·m，其極化率統(tǒng)計(jì)值為18.44%，具最低阻、高極化特征，西邑鉛鋅礦區(qū)內(nèi)的鉆孔中有少量零星分布，通常很難發(fā)現(xiàn)；鉛鋅礦石的電阻率屬中低阻，其極化率統(tǒng)計(jì)值為15.44%，為高極化特征。玄武巖、含碳泥質(zhì)灰?guī)r、泥巖、碳質(zhì)灰?guī)r等巖性的極化率值均不超過3%，和鉛鋅礦石存在明顯的差異。

3 復(fù)電阻率法

復(fù)電阻率法是以偶極距為點(diǎn)距，在0.0001～1 000 Hz頻率范圍采用多極距偶極—偶極裝置測(cè)量激電效應(yīng)，通過正演地下極化體與視復(fù)電阻率和相位曲線的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過分析反演出油氣藏異常的大小、埋深等參數(shù)，從而達(dá)到尋找目標(biāo)體的目的[7]。地質(zhì)勘探中通過在頻率域觀測(cè)復(fù)電阻率頻譜來研究復(fù)電阻率的頻譜特性，解決一些地質(zhì)問題。

3.1 參數(shù)選擇

為有效探測(cè)目標(biāo)體，需選擇合適的極距，極距r主要與隔離系數(shù)N、供電電極系數(shù)k和偶極矩a有關(guān)，極距r=[N+(k+1)/2]×a。

一般情況下，為獲得較好的地質(zhì)效果，還應(yīng)控制合適的探測(cè)深度和窗口深度，應(yīng)把探測(cè)目標(biāo)放在探測(cè)窗口的中部或中偏下部位。在同一條剖面上，如果目標(biāo)體深度變化不大，可以用一種窗口深度來控制；若目標(biāo)體埋深變化較大，則需要用多種窗口深度來控制。

探測(cè)深度H和窗口深度范圍ΔH分別為：

(1)

ΔH=Hmax-Hmin

(2)

式中：Hn表示第n道的探測(cè)深度；Nn表示第n道的隔離系數(shù)；Hmax、Hmin分別為Nn取最大值、最小值時(shí)的探測(cè)深度[7]。

3.2 數(shù)據(jù)采集、資料處理及異常解釋

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

CR法數(shù)據(jù)采集嚴(yán)格按《復(fù)電阻率(CR)法技術(shù)規(guī)定》執(zhí)行，觀測(cè)頻帶為28～2-5Hz。對(duì)離差大的點(diǎn)、畸變點(diǎn)需進(jìn)行重復(fù)檢查觀測(cè)；對(duì)干擾大的道密切監(jiān)視。觀測(cè)完畢后，及時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，交室內(nèi)檢查驗(yàn)收、處理。

3.2.2 資料處理

CR法數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，即轉(zhuǎn)入室內(nèi)數(shù)據(jù)處理階段。按數(shù)據(jù)處理流程將數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到L文件，譜曲線反演使用Cole-Cole模型和Cole-Brown模型，根據(jù)譜曲線特征點(diǎn)近似計(jì)算模型初值，并逐步逼近實(shí)測(cè)曲線，使用的數(shù)學(xué)計(jì)算方法是高斯-牛頓最小二乘法；曲線反演結(jié)果要求SIP譜和SEM譜分離，彼此相互影響小，SEM譜曲線擬合正確，SEM極值點(diǎn)擬合差不超過2%，目標(biāo)函數(shù)值較小或曲線為最佳擬合狀態(tài)，各參數(shù)反演標(biāo)準(zhǔn)差最?。贿x取求解出的譜參數(shù)編繪各參數(shù)斷面圖，作圖的譜參數(shù)有電磁相位比Φm/Φm0、視電阻率ρs、視充電率ms、視時(shí)間常數(shù)τs和視頻率相關(guān)系數(shù)Cs，根據(jù)綜合解釋結(jié)果繪制CR法地質(zhì)解釋成果斷面圖；采用高密度電法反演軟件進(jìn)行二維反演，求取電阻率和極化率參數(shù)。

3.2.3 異常解釋

從西邑董家寨鉛鋅礦段0勘探線CR法資料反演處理結(jié)果看，對(duì)應(yīng)礦體部位，0線位于100.5～108號(hào)點(diǎn)礦體處于低阻與高阻間的過渡帶；視充電率呈條帶狀分布，為低背景上的相對(duì)高值，中部較強(qiáng)，異常中心的形態(tài)、空間位置與礦體一致，但異常向深部未封閉，推測(cè)礦體向深部還有一定的延深(圖2)。

圖2 云南保山西邑鉛鋅礦區(qū)0線復(fù)電阻率法綜合圖

根據(jù)地質(zhì)資料，該異常段位于石炭系下統(tǒng)香山組二段(C1x2)，異常為沿破碎帶充填的硫化物引起。

4 結(jié)論

(1)對(duì)CR法測(cè)量成果解譯使用的參數(shù)主要為視充電率ms和電阻率ρs，以此來判斷構(gòu)造中硫化礦物富集程度。

(2)進(jìn)行CR法測(cè)量成果解譯時(shí)，應(yīng)注重剖面附近的地質(zhì)資料研究，弄清工區(qū)內(nèi)的地層層序巖性及主要的成礦規(guī)律，有助于異常的識(shí)別和判斷。

(3)根據(jù)已知礦化體上的CR法各參數(shù)異常組合特征可以指導(dǎo)同一區(qū)域盲礦體的勘查，具有重要找礦意義。