大功率激电法在铅锌矿勘探中的应用研究

2019-08-30刘昌宁

世界有色金属 2019年13期

刘昌宁

（湖南省核工业地质局304大队地质勘查院，湖南长沙 410003）

作为一种重要的矿产资源，铅锌矿的勘探的研究工作一直都没有停止过。近些年，有大量的铅锌矿的勘探实例被发表。董国成在黔西北地区，采用大功率激电法，针对这一地区的地形复杂、高程落差大的山区特点，提出了铅锌矿的找矿模型[1]。张盛在黔西北的另一测区，利用大功率激电中梯的方法，找到了位于下石炭统摆佐组下段的铅锌矿体[2]。之后的几年里，陈国军等利用大功率中间梯度装置做的铅锌矿产扫面工作，确定了矿区的异常体靶区[3]。

季节性的降雨变化对找矿工作一样有相应的影响，吴文贤等研究了大功率激电法在找隐伏的铅锌矿体过程中受到的季节性的影响问题[4]。这种影响在西南三江源地区具有很明显的效果。同样是在云南省的铅锌矿区，王超和何敏芳[5]采用了大功率激电法和电磁法相结合的方式，找到了麻栗坡县的铅锌矿的激电和电阻率异常特征，为这一地区的找矿工作提供了有效的地球物理模型。

本文主要研究新疆地区的铅锌矿的勘探方法，类似的，新疆地矿局在这里地区做了相关的研究工作，阿力木江[6]发表了大功率电测深法的勘探结果，得出了这一方法的有效性结论。本文以某地区测区为例，从地球物理解释的角度，详细分析了大功率激电法的优势，以及提供的地质地球物理信息。

1 地质概况

某地区铅锌矿位于新疆哈密市东部，属大陆性气候，昼夜温差大，雨量稀少，年平均降雨量为80mm～109mm，且多集中在7月～8月份。春、冬季为风季，以东北风、东风为主，风力一般3级～4级，常连续刮3天～4天，最大风速18m/s。夏季炎热，最高气温达30℃；冬季严寒，最低可达-31℃。10月中旬至次年2月为冰冻期。降雪多集中在10月至次年3月。

矿区属中-低山区，海拔高度1900m左右，相对高差20m～70m（图1）。西南侧为高山区，海拔高度约2000m～2375m，一般比高数十至数百米，最大比高300m左右，且多悬崖陡壁，攀登十分困难。

1.1 大地构造位置

按照板块构造理论，本区处于塔里木北部活动陆缘，进一步的构造单元划分为卡瓦布拉克—星星峡中间地块（图1）。区域地层以蓟县系和石炭系为主，第四系沿沟谷分布较广。

图1 新疆大地构造分区示意图

1.2 区域构造

区域大构造卡瓦布拉克断裂（韧性剪切带）从某地区北部通过，在某地区部分命名为沙泉子大断裂(图2)。

表1 某地区矿区电性参数统计表

表2 激电测深极距表

图2 新疆断裂系统略图

卡瓦布拉克断裂沿卡瓦布拉克—星星峡一带展布，长约500km。该断裂（韧性剪切带）经历了早期水平右行剪切变形和晚期仅水平左行剪切，韧、脆性变形。它控制了断裂两侧地质构造的发展和区域内生成矿作用，沿断裂形成一系列次级羽毛状断裂，并有超基性岩和基性岩体分布，见铬铁矿化。其宏观变形特征、次级构造发育程度与康古尔韧性剪切带有许多相似之处。剪切带变形最强地区具明显的区域Cu-Au异常。它处于华力西期花岗侵入岩与前寒武纪变质地层碳酸盐岩接触带，在变形强烈的石英绢云糜棱岩中见多条含硫化物的石英脉。

1.3 物性参数测量

以往的物探工作对测区内出露的地层、岩石、矿石等的进行了标本取样测定和分析。选取了部分露头较好的岩石进行测定。测区内矿化露头较少，矿石测量采用钻孔岩芯标本进行。

露头测量与标本测量的所得的电性参数，用来定性分析不同岩（矿）石之间的物性差异。详细电性参数统计分别见表1。

2 方法介绍

在勘探区布设了100×20m网度的激电中梯工作，并对重点异常区不舍了对称四极测深工作。激电中梯剖面工作采用短导线方式，AB=1500m，MN=20m；观测区段1000m，局部达1100m。线距50m；激电测深工作采用不等比对称四极装置，在已知矿体上进行。对称四极的测深极距见表2。

仪器设备采用重庆地质仪器厂生产的DJF10-2B大功率激电发送机、DJZ-10整流电源、假负载和加拿大Scintrex公司研制的IPR-12时域激电接收仪。

仪器参数为经试验剖面后确定并应用至全区：供电时间8s，叠加4次，延时200ms，取样宽度20ms。

大功率激电剖面测量其电流均大于5A，激电测深在大极距时其电流也大于5A。全区内所测得的数据其一次电位Vp均大于50mv，平均为303mv。

3 地球物理解释

3.1 激电中梯剖面测量推断解释

本次激电中梯剖面综合反映了接收电极MN之间20m范围了所有岩石的电性强弱，当MN之间岩石岩性较单一时，亦可一定程度上代表MN中点岩性电性。

测区视极化率波动范围为1.1%～13.7%，均值为7.9%，极化率从高到低依次为白云质凝灰岩、含黑色条带硅质凝灰岩、硅化凝灰岩及辉绿岩脉、长石石英岩、铅锌矿化凝灰岩及石英脉、凝灰岩最低。

图3是测区的视充电率等值线图。测区视电阻率波动范围为155Ωm～11459Ωm，均值为2324Ωm，各岩性视电阻率从高到低依次为：含黑色条带的硅质凝灰岩最高，硅化凝灰岩及辉绿岩脉次之，长石石英岩、铅锌矿化凝灰岩及石英脉、凝灰岩等岩石电阻率均相差不大。

本次激电中梯剖面测量在矿体上对应极化率为6.4%～7.6%，电阻率为1500Ω.m～2400Ω.m，而且由ZK02、ZK101、ZK301等地质资料所知矿化较好地段均有石英脉发育，我们认为矿体与后期的热液改造关系密切。结合该特征，我们进行激电中梯剖面工作后，在全区圈出了四个综合异常JDⅠ-1～4。

图3 某地区铅锌矿

图4 某地区铅锌矿区0号剖面激电测深（AB/2）拟断面图

JDⅠ-1号综合异常,位于测区中北部，长约240m，宽约63m，该区极化率为6.4%～7.6%，电阻率约为1500Ω.m～2700Ω.m。顶板埋深约220m。JDⅠ-2号综合异常，位于测区中部，长约100m，宽约50m,该综合异常段地表石英脉发育，与1号综合异常类似，该区极化率7.0%～7.6%，电阻率1500Ω.m～2700Ω.m。JDⅠ-3号综合异常，位于测区西南部，长约200m，宽约70m。极化率6.2%～7.7%，电阻率为1500Ω.m～3000Ω.m，在该综合异常上发现石英脉及由岩脉蚀变的长石石英岩，与成矿密切相关。JDⅠ-4号综合异常，位于测区北部，长约220m，宽约70m。极化率6.7%～7.4%，电阻率1400Ω.m～2500Ω.m，该异常与隐伏硅质岩脉伴生。

3.2 激电测深的推断解释

测深工作在已知矿体上进行，由测深拟断面图，见图4（以AB/2为纵坐标）：①由视充电率断面图上可见异常呈中部视充电率值高，上下部视充电率值低的特征；见矿化及见矿部位极化率值为8.5%～9.0%。由视电阻率拟断面图可见矿化部位为中阻异常（电阻率1600Ω.m～2200Ω.m），测深成果与已知矿体较吻合。②矿体部位两侧各有一充电率值达9.5%～10.9%的高值异常；但结合电阻率图来看，左侧高充电率异常对应高阻异常（电阻率＞3000Ω.m），推断为隐伏硅质岩脉；右侧高充电率异常对应中阻异常（电阻率1600Ω.m～2200Ω.m），结合钻孔编录资料，推断为白云质硅化凝灰岩；③由视电阻率拟断面图及地表130号测深点上的矿化石英脉推断：该矿化石英脉上部为北倾，至下部深约250m处脉体转为南倾,而矿体则富集在转折部位，与钻孔见矿部位吻合。④矿体赋存深度220m～380m不等。