綜合物化探方法在東天山某鉛鋅礦區(qū)中的應(yīng)用

陳禎祥，文繼祖，2，顏偉裕，楊 磊，王倪山，李篡峰

東天山地區(qū)那拉提-烏瓦門蛇綠混雜巖帶已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦有彩霞山鉛鋅礦（大型）、宏源鉛鋅礦（中型）、玉西銀（鉛鋅）礦（小型）、紅星山鉛鋅礦（小型）以及礦區(qū)西側(cè)狼牙泉鉛鋅（銀金）礦（中型潛力）等礦床（點(diǎn)），顯示該混雜巖帶有著巨大鉛鋅（銀）找礦潛力；同時(shí)該混雜巖帶也是一條重要的金成礦帶，已發(fā)現(xiàn)有馬莊山金礦（大型）、雙井子金礦（小型）和泉東山金礦（大型）等。

礦區(qū)西側(cè)狼牙泉鉛鋅礦段已開展詳查工作，劃定低電阻中極化異常體為礦致異常，鉛鋅礦體上對(duì)應(yīng)極化率為6.4%～7.6%，電阻率為1500Ω·m～2400Ω·m。經(jīng)見礦鉆孔驗(yàn)證，綜合異常為構(gòu)造帶內(nèi)的鉛鋅礦（化）體引起的礦致異常，見礦標(biāo)高位于+1500m～+1800m，該異常與巖石地球化學(xué)圈定的Pb、Zn、Ag等元素的異?；疚呛稀?/p>

礦區(qū)中西部大面積被第四紀(jì)洪積物所覆蓋，通過(guò)巖石地球化學(xué)剖面和大功率激電剖面測(cè)量工作，提取異常信息，經(jīng)與“狼牙泉鉛鋅礦”礦致異常對(duì)比，進(jìn)一步縮小找礦靶區(qū)，再進(jìn)行大功率激電測(cè)深工作，了解深部異常規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀等特征。通過(guò)充分收集的地質(zhì)資料，建立地球物理地球化學(xué)找礦模型，指導(dǎo)鉛鋅銀深部找礦工作。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

礦區(qū)位于沙泉子深大斷裂以南黃羊泉隆起，泉東山南向斜南翼；該構(gòu)造單元下元古界劉家泉巖組為火山-碎屑巖類復(fù)理石建造，呂梁旋回末變質(zhì)為低角閃巖相。區(qū)內(nèi)出露兩條大斷裂呈近東西向產(chǎn)出，斜貫而過(guò)，向東延伸，后期北東向張扭性斷裂較為發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為天湖巖群劉家泉巖組、星星峽巖群約飛井組、卡瓦布拉克巖群泉東山組和沙子井組，中西部大面積被第四紀(jì)洪積物所覆蓋，其中泉東山組是礦區(qū)鉛鋅、銀、金的主要含礦層位。侵入巖以華力西期的巖漿活動(dòng)表現(xiàn)得極其頻繁而劇烈，分布也最為廣泛，主要有沙子井序列第一次侵入花崗閃長(zhǎng)巖和第二次侵入正長(zhǎng)巖，在區(qū)域上呈巖基、巖株?duì)町a(chǎn)出。礦區(qū)巖脈不發(fā)育，出露面積較小。礦區(qū)變質(zhì)作用類型主要為區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用。圍巖蝕變主要有硅化、白云巖化、大理巖化、碳酸鹽化、石墨化、絹云母化、綠泥石化、局部見有孔雀石化、褐鐵礦化等，橫向水平分帶不明顯，垂向具有一定分帶性。

1.2 地球物理特征

區(qū)域地球物理場(chǎng)與區(qū)域礦產(chǎn)分布的關(guān)系表現(xiàn)為同時(shí)具有低重力場(chǎng)和低磁場(chǎng)或低重力場(chǎng)和正磁場(chǎng)區(qū)的局部弱磁場(chǎng)，且在斷裂構(gòu)造發(fā)育地區(qū)是尋找金礦和銀鉛鋅多金屬礦的遠(yuǎn)景區(qū)，已發(fā)現(xiàn)有彩霞山鉛鋅礦、鏡兒泉銅鎳礦等。礦區(qū)具有已知鉛鋅礦床低重力場(chǎng)和低磁場(chǎng)的特征，且斷裂構(gòu)造發(fā)育，具有鉛鋅、銀、金等金屬礦成礦的有利地質(zhì)背景。大功率激電剖面在礦區(qū)外圍西側(cè)尋找鉛鋅銀礦床取得良好的找礦效果，鉆孔驗(yàn)證深部存在中電阻率-中極化率的鉛鋅礦礦致異常和高電阻率-高極化率的含金礦化強(qiáng)碎裂蝕變花崗閃長(zhǎng)斑巖。

綜合鉆孔物性測(cè)量、地表出露巖石物性測(cè)量以及全區(qū)內(nèi)電法掃面成果，結(jié)合已知區(qū)域內(nèi)黃鐵礦化帶和西側(cè)鄰區(qū)已知礦體分布區(qū)域電性特征，對(duì)本區(qū)域電性特征總結(jié)如下：①黃鐵礦化區(qū)域電性特征綜合表現(xiàn)為電阻率200Ω·m～2200Ω·m，極化率為10%～15%，即高極化率、中低電阻率；②已知礦體區(qū)域內(nèi)電性特征綜合表現(xiàn)為電阻率150Ω·m～1300Ω·m，極化率為7%～9%，即中等極化率、低-中電阻率；③一般區(qū)域內(nèi)電性特征綜合表現(xiàn)為電阻率150Ω·m～15500Ω·m，極化率為0.5%～6%，即低極化率，電阻率由小到大均有分布。

1.3 地球化學(xué)特征

從前人工作可知，礦區(qū)位于Au-Ag-As-Sb-Hg綜合異常、W-Sn綜合異常和Cu-Pb-Zn綜合異常的疊加區(qū)域，前人已在礦區(qū)周邊發(fā)現(xiàn)多處礦床（點(diǎn)），顯示礦區(qū)具有較好的尋找Pb、Zn、Au、Ag等金屬找礦前景。

礦區(qū)位于巖體鞍部、泉東山南向斜核部，從區(qū)域單元素異常的分析表明，礦區(qū)Pb、Zn、Au、W等元素異常明顯，近東西向狼牙泉韌性斷裂帶組和約飛井韌性斷裂從異常區(qū)內(nèi)穿過(guò)，多期次的巖漿活動(dòng)，有利于Pb、Au、Ag等元素在其有利地段富集成礦，深部也有具有的W礦找礦前景。

2 綜合物化探勘查

2.1 巖石地球化學(xué)分析

礦區(qū)Pb、Zn、Au、W等元素異常明顯，有開展巖石地球化學(xué)剖面測(cè)量的前提。本次工作剖面線測(cè)量方位170°，線距400m，點(diǎn)距40m；在基巖連續(xù)出露地段線距加密至200m，點(diǎn)距加密至40m。

2.1.1 元素分布情況

礦區(qū)元素最大值方面：Pb元素574.56×10-6、Zn元素732.81×10-6、As元素521.11×10-6、Mo元素12.13×10-6，表明元素極值數(shù)值較高，異常點(diǎn)多；元素標(biāo)準(zhǔn)差方面：As（27.1）、Zn（45.8）、Pb（30.4）和Cu（26.5）較高?？梢钥闯鯬b、Au、Sb、Mo和As元素富集系數(shù)、變異系數(shù)均較大，相對(duì)比其他元素成礦的可能性更大。綜合可知：Pb、Zn、Cu均值高，標(biāo)準(zhǔn)差大，變異系數(shù)大，說(shuō)明在工作區(qū)Pb、Zn、Cu等多元素吻合性好，存在成礦可能。

2.1.2 綜合異常特征

工作區(qū)共圈定綜合異常7處，出露位置與采樣位置所在的構(gòu)造作用具有較強(qiáng)的相關(guān)性。

HS-1綜合異常區(qū)位于礦區(qū)北部，地表主要為泉東山組大理巖化結(jié)晶灰?guī)r夾大理巖。綜合異常區(qū)內(nèi)具有外中內(nèi)濃度分帶，顯示為一處較好的Pb-Sb-Ag等多金屬富集區(qū)。綜合異常位于二長(zhǎng)巖巖體與F1狼牙泉韌性剪切帶組之間，經(jīng)地表工程查證，近東西向破碎蝕變帶、巖脈等地質(zhì)體較為發(fā)育，具有一定找礦前景。

HS-2綜合異常區(qū)位于礦區(qū)東北部，地表主要為上更新統(tǒng)洪積層、泉東山組大理巖化結(jié)晶灰?guī)r夾大理巖和侵入二長(zhǎng)巖。異常區(qū)主要有F1-1和F1-2破碎蝕變帶、正長(zhǎng)巖和流紋巖出露。F1狼牙泉韌性剪切帶組沿該異常南側(cè)穿過(guò)，經(jīng)地表工程查證，近東西向破碎蝕變帶、巖脈等地質(zhì)體較為發(fā)育，顯示為一處較好的Mo-Cu-Zn等多金屬富集區(qū)。

HS-3、HS-5、HS-6綜合異常區(qū)相鄰，位于礦區(qū)西南部，分布區(qū)域由于采樣間斷的影響而不連續(xù)。異常區(qū)主要有花崗閃長(zhǎng)巖脈出露，指示該地層為礦區(qū)較好的找礦層位。

HS-4、HS-7綜合異常區(qū)相鄰，在礦區(qū)南部較大面積出露。異常區(qū)主要有F2破碎蝕變帶、正長(zhǎng)巖出露。異常分帶顯示為一處較好的Zn-Au-Cu-W等多金屬富集區(qū)，整體呈似長(zhǎng)帶狀北東向出露，與F2破碎蝕變帶的出露方向一致。

2.2 大功率激電剖面解釋

西側(cè)狼牙泉礦區(qū)激電異常往礦區(qū)內(nèi)延伸，并未封邊，可在礦區(qū)內(nèi)開展大功率激電剖面測(cè)量，對(duì)異常進(jìn)行追索。激電剖面測(cè)量方位170°，線距400m，點(diǎn)距40m。儀器設(shè)備采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DJF10-2B大功率激電發(fā)送機(jī)、DJZ-10整流電源、假負(fù)載和加拿大Scintrex公司研制的IPR-12時(shí)域激電接收儀。先在礦區(qū)進(jìn)行了儀器性能試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，儀器性能良好，觀測(cè)結(jié)果無(wú)明顯系統(tǒng)誤差，滿足測(cè)量要求。試驗(yàn)確定工作裝置為中間梯度法，參數(shù)為：AB=1800m，MN=40m，斷電延時(shí)200ms，供電周期8s，疊加4次，取樣寬度20ms。本次大功率激電剖面測(cè)量范圍為AB距的中間至2/3處，旁剖面與主剖面間距為100m、200m，小于AB距的五分之一（即小于360m）。

2.2.1 斷層解釋

礦區(qū)內(nèi)兩條高極化體從中間橫向穿過(guò)，其極化率大致在9%～17%之間；而電阻率呈現(xiàn)中間低、南北兩側(cè)變高特征，低電阻率區(qū)電阻率值在n×10Ω·m～2000Ω·m之間。F2斷層的展布情況與F-TD4吻合性好，極化率在斷層北側(cè)表現(xiàn)為較高極化率，南側(cè)表現(xiàn)為明顯的低極化率，處于變化梯度帶上，而電阻率表現(xiàn)為低電阻率特性。按照上述原則，本次共推測(cè)地質(zhì)斷裂4條，呈北東向或近東西向，長(zhǎng)度約5km，貫穿整個(gè)勘查區(qū)。

2.2.2 巖體解釋

礦區(qū)東北部出露的大理巖體（YT-1），電阻率表現(xiàn)為極高電阻特性，電阻率值在5000Ω·m～20000Ω·m之間，極化率表現(xiàn)為低極化率特性。巖體與圍巖接觸蝕變，硫化物富集，引起外圍高極化率中低電阻率環(huán)狀分布特征。結(jié)合已有巖體或隱伏巖體表現(xiàn)的電性特征，推斷礦區(qū)共存在4個(gè)隱伏巖體。

2.2.3 激電異常解釋

結(jié)合實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造情況，高激發(fā)極化附近均有大小不一的巖體出露，說(shuō)明巖體埋深較淺，圍巖發(fā)生接觸變質(zhì)及礦化，由于近地表氧化條件好，給礦化氧化提供了條件，所以產(chǎn)生了面積廣、幅值大的激電異常。這些激電異常與礦體有著密切的聯(lián)系，礦體賦存在巖體與圍巖之間，可間接找到賦礦的空間；而地表黃鐵礦化帶正好間接的指示了巖體可能賦存的位置。按照異常提取公式經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算極化率異常下限為7.93%，局部區(qū)域根據(jù)相對(duì)高極化閉合圈來(lái)圈定；視電阻率作為參考值輔助劃分激電異常，表現(xiàn)為低電阻率或中低電阻率，變化范圍在50Ω·m～3500Ω·m之間。按照上述標(biāo)準(zhǔn)，本次共圈定4個(gè)激電異常體，推測(cè)主要為斷裂構(gòu)造交匯處多金屬硫化物礦體引起。

2.2.4 綜合異常解釋

礦區(qū)與其西側(cè)狼牙泉鉛鋅礦床屬同一成礦體系，具地層-構(gòu)造-巖漿巖“三位一體”找礦特征。狼牙泉鉛鋅礦床地質(zhì)特征表現(xiàn)為近東西向斷裂從異常體附近穿過(guò)，礦體主要產(chǎn)在卡瓦布拉克巖群淺海相陸棚相碳酸鹽巖，巖性以灰-灰白色厚層-塊狀大理巖、白云質(zhì)大理巖、大理巖化結(jié)晶灰?guī)r為主。鉛鋅礦體電性特征總體表現(xiàn)為中等極化率-低電阻率，礦體周圍被高極化率、低-中電阻率所包圍。根據(jù)狼牙泉鉛鋅礦床的成礦模式，結(jié)合本礦區(qū)地質(zhì)、物探工作成果，在礦區(qū)內(nèi)圈定了4個(gè)綜合異常。

ZH1位于礦區(qū)西北部，中極化率、中-低電阻率電性特征，外圍有明顯的高極化率、中-低電阻率黃鐵礦化體JD-1；異常體賦存在大理巖化結(jié)晶灰?guī)r中，地表出露閃長(zhǎng)巖脈。推測(cè)斷層F-TD1從南側(cè)穿過(guò)。

ZH2位于礦區(qū)東北部，中極化率、中低電阻率特征，外圍有黃鐵礦化體JD-2；異常體賦存在大理巖化結(jié)晶灰?guī)r中，周邊有隱伏巖體YT-1發(fā)育。推測(cè)斷層F-TD1從南側(cè)穿過(guò)，地表發(fā)育多條巖脈和破碎帶。

ZH3、ZH4位于礦區(qū)中部，中極化率、中-低電阻率特征，外圍有多條黃鐵礦化體JD-2、JD-4；異常體賦存在大理巖化結(jié)晶灰?guī)r中，地表偶見閃長(zhǎng)玢巖。推測(cè)斷層F-TD3從南側(cè)穿過(guò)，周圍發(fā)育有次級(jí)斷裂。

2.3 異常查證成果解釋

激電測(cè)深測(cè)量裝置為不等比對(duì)稱四極裝置，最大AB距為2000m，最大MN距為100m。綜合礦區(qū)地質(zhì)物化探成果，為了解ZH1異常區(qū)內(nèi)異常體空間展布情況，進(jìn)行3線激電測(cè)深工作。為了解ZH-2、ZH-4異常區(qū)內(nèi)異常體空間展布情況和F1構(gòu)造在北部向下延伸展布，進(jìn)行48線激電測(cè)深工作。

3線為170°方向，全長(zhǎng)320m，點(diǎn)距40m～80m，共6個(gè)測(cè)深點(diǎn)。淺地表極化率值在0.1%～5%，電阻率值約80m～800Ω·m，表現(xiàn)為低極化率低電阻率。隨著深度的增加極化率開始增加，電阻率也增加。電阻率測(cè)深斷面可劃定出地下隱伏斷層產(chǎn)狀和延伸情況。從標(biāo)高2000m以下，極化率陡增，增加到7.5%以上，最大值為11.5%；標(biāo)高1900m～1500m之間，中部極化率先降低再增加，呈現(xiàn)中間低兩邊高的極化率特征。根據(jù)已知礦體激電測(cè)深反應(yīng)礦體和蝕變特征，推測(cè)標(biāo)高1900m以下，極化率值在6%～8%之間地質(zhì)體推測(cè)可能為礦致異常，電阻率在80Ω·m～1300Ω·m之間；往兩側(cè)高極化率值在8%～11%之間，推測(cè)可能為黃鐵礦化帶。該異常向北陡傾，呈透鏡體形態(tài)。

ZK0301全孔巖層總厚度411m，礦（化）層總厚度44m，反映深部為大理巖化結(jié)晶灰?guī)r，劈理構(gòu)造發(fā)育，見多條石英細(xì)脈、閃長(zhǎng)巖脈沿裂隙產(chǎn)出。破碎蝕變帶F1-1、F1-2從中間穿過(guò)，蝕變明顯，見有硅化、白云巖化、大理巖化等，金屬硫化物較多。

48線為170°方向，全長(zhǎng)880m，點(diǎn)距80m～120m，共9個(gè)測(cè)深點(diǎn)。地表表現(xiàn)為低極化率低電阻率，隨著深度的增加而逐漸增大。電阻率測(cè)深斷面圖可劃定出地下隱伏斷層產(chǎn)狀和延伸情況。從標(biāo)高2000m以下，極化率陡增，最大值為18%；極化率整體呈現(xiàn)中間高兩邊低特征。推測(cè)標(biāo)高1950m以下，中部極化率值在8%～18%之間地質(zhì)體可能為黃鐵礦化帶；標(biāo)高1700m～1900m，北部極化率值在6%～8%之間地質(zhì)體體現(xiàn)為中間高兩邊低的極化率特征，電阻率1400Ω·m～2600Ω·m，與鄰區(qū)狼牙泉已知礦體特征一致，推測(cè)可能為礦致異常，產(chǎn)狀向北陡傾。南部極化率值在8%～10%之間地質(zhì)體可能為礦致異常，電阻率400Ω·m～2000Ω·m，異常體并往南未封閉。

ZK4801全孔巖層總厚度300m，礦（化）層總厚度47m，反映深部與ZK0301相似，為大理巖化結(jié)晶灰?guī)r。金屬礦物明顯增多，主要為黃鐵礦，呈浸染狀、星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀、薄膜狀沿裂隙面產(chǎn)出，局部聚集成小團(tuán)塊狀。

3 結(jié)論

（1）本次圈定7處化探綜合異常均與采樣區(qū)域出露的構(gòu)造有關(guān)，其中HS-7等異常的異常面積較大，顯示礦區(qū)較好的找礦前景。但礦區(qū)采樣工作受覆蓋物的影響，導(dǎo)致采樣率不夠，未能對(duì)礦區(qū)進(jìn)行整體評(píng)價(jià)，對(duì)化探效果造成了一定影響。

（2）大功率激電剖面測(cè)量圈出隱伏斷裂4條，隱伏巖體4個(gè)，激電異常4個(gè)，綜合異常4個(gè)；中高極化率、中低電阻率異常較好的反映了斷裂破碎帶的空間位置及產(chǎn)狀。

（3）F1-2破碎蝕變帶為狼牙泉鉛鋅礦含礦破碎帶東延地段，激電異常表現(xiàn)為中低電阻率、中極化率，電阻率異常值400Ω·m～2200Ω·m，極化率異常值6%～9%，與狼牙泉鉛鋅礦床鉛鋅礦對(duì)應(yīng)的激電異常一致，深部鉆探驗(yàn)證顯示破碎帶延伸較好，局部硫化物相對(duì)較為發(fā)育，是成礦最有利地段。

（4）綜合物化探工作方法可對(duì)異常相互驗(yàn)證，結(jié)合地質(zhì)工程驗(yàn)證，表明在第四系覆蓋區(qū)開展綜合物化探工作是有效的。