张 威 ， 王文国 ， 陈 亮 ， 孟银生 ， 窦金河

(中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所，廊坊 065000)

0 前言

白音查干矿床处于大兴安岭成矿带中段，找矿勘查工作始于20 世纪50 年代，后经过多家单位勘查[1],确定该矿床为一处大型中温热液裂隙充填型银多金属矿床。因此，在该矿床开展方法技术有效性试验具有重要意义。2008年我们在白音查干矿区选择已知矿段开展电法试验，结合矿床地质特征，验证了综合电法在隐伏多金属矿产勘查中的定位预测作用[2]，并通过研究矿床的各种电性参数特征以及它们的对应关系，对该地区外围找矿以及今后深部找矿提供借鉴意义。

在工作中，首先采用中梯装置时间域激发极化(TDIP)面积性测量，圈定矿致异常范围，然后分别采用偶极-偶极装置相位激电测深(RPIP)和可控源音频大地电磁测深(CSAMT)，研究矿体的空间赋存情况。比较其他测深方法，CSAMT采用赤道偶极装置，具有横向分辨率高、勘探深度大等优点；RPIP(偶极-偶极装置)采用选频测量, 具有抗干扰能力相对较强,测量精度高等优点[3-4]。近年来，这两种测深方法在隐伏金属矿床勘查中得到了广泛地应用。

1 矿床概况

矿区大地构造位置处于华北陆块北缘，大兴安岭多金属成矿带最南段[1]，内蒙华力西晚期地槽褶皱带北部的西乌珠穆沁旗复向斜的东段。区内地层复杂，岩浆岩广布，褶皱、断裂构造发育，金属矿床分布广泛, 是内蒙古中东部重要的矿化集中区之一[1，5-6]。

试验区范围内出露的地层主要有下二叠系大石寨组、上侏罗系玛尼吐组、白音高老组、下白垩系大磨拐河组和第四系覆盖层(图1)。构造以褶皱构造和断裂构造为主，整个试验区地层分布构成一轴向北东向，轴面产状较陡，北西翼较平缓，南东翼较陡的倾斜背斜构造。控矿断裂构造主要以北东向为主，由多条矿化蚀变碎裂岩带构成，普遍经受了中低温热液蚀变作用和多金属矿化，走向55°～85°，倾向北西，倾角47°～68°。多金属矿化带大都赋存在下二叠系大石寨组变质粉砂岩和蚀变安山质凝灰岩内,空间分布严格收断裂构造控制。

图1 试验区地质及测线位置图Fig．1 Map of geologic and survey line location in the test area

该矿床是一个大型银多金属矿床，其中银矿石平均品位为412×10-6；锌矿石平均品位为3.30%；铅矿石平均品位为1.46%。

2 矿石特征

该矿区矿石矿物成分分为金属矿物和非金属矿物。金属矿物分为金属硫化物、金属氧化物，如表1所示。矿石中主要有用组分为锌、铅、银，铜、金、硫化物等，以矿物成分分析矿石化学成分，矿石化学成分主要为硅、氧、硫、铁 、锌、铅。矿体的围岩与矿体产状相同，但银锌铅含量较低，与矿体之间为渐变过渡关系。岩性主要以变质粉砂岩、凝灰岩、安山岩、硅质泥岩为主。

表1 矿石矿物成分表

野外没有收集到矿区内岩(矿)石电性资料，参考附近矿区矿石电性资料可知，区域内砂砾岩充电率一般为3 ms～10 ms；火山碎屑岩充电率一般为4 ms～9 ms；大理岩和矽卡岩充电率一般为3 ms～9 ms；花岗斑岩充电率一般为6 ms～10 ms；矿石和矿化岩石充电率一般为10 ms～100 ms。另外，单独银的矿物不可能产生低阻高极化效应，但其与较大量的其他金属硫化物共生时，由于金属硫化物导致矿石视极化率异常、视电阻率异常，所以多金属矿物能够产生中低电阻率高极化效应。而围岩以变质粉砂岩、凝灰岩、安山岩、硅质泥岩为主，均呈现高电阻率低极化率。因此在该区域开展电法勘查研究，具有一定的地球物理前提。对于热液裂隙充填型矿床，由于矿体多呈带状、脉状产出[7]，导致了矿石极化率升高，因此在该区域内成带状、不规则状分布的高充电率中低电阻率异常为重要的间接找矿标志。

3 异常特征分析

根据试验需要，共布置了1.12 km2的TDIP面积测量(图1)，测网密度80 m×20 m, 根据矿脉走向(55°～85°)，测线按345°方向垂直矿脉走向布设,即纵向中梯装置[8]， 长度为1 000 m。供电极距AB=2 000 m，测量极距MN=20 m，点距=20 m，线距=80 m，供电周期=8 s。在TDIP测量所圈定异常的基础上,布设了多条RPIP测深和CSAMT测深，其中CSAMT收发距R=5 640 m，供电极距AB=1 000 m，MN=20 m，点距=20 m，工作频率范围=8 Hz～8 192 Hz；RPIP电极距MN=a=40 m，点距=20 m，供电极距AB=40 m，隔离系数n=2～8，工作频率为0.25 Hz。工作中使用的仪器为美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ多功能电法仪，反演软件使用的是Zonge公司自带商用软件。

3.1 平面异常特征分析

图2和图3分别是试验区TDIP视充电率(Ms)和视电阻率(ρs)等值线平面图。由图2可见，区内Ms最小在4 ms左右，最大可达32 ms。以Ms=28 ms为界，可圈定区内五组呈带状展布、近东西(75°～80°)走向的Ms异常(分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ号异常)。

图2 试验区Ms等值线平面图Fig．2 The contour map of Ms in the test area

图3 试验区ρs等值线平面图Fig．3 The contour map of ρs in the test area

其中Ⅰ号异常位于试验区中东部70号～130号测线50号～70号测点间。该异常由三个子异常组成。其中西部两个子异常已由多个钻孔控制，有多条矿体被验证，为已知矿致异常。东部异常尚未有钻孔控制，根据异常空间分布情况及异常组合，推断该异常亦为矿致异常。Ⅱ号异常位于试验区东部110号～130号测线50号测点附近，是由多条已探明的铅锌银矿致异常；Ⅲ号异常位于试验区中西部40号～80号测线50号～60号测点间，由两个子异常组成，经钻孔验证是矿致异常，由两组独立矿体引起。Ⅳ号异常位于试验区东北部110号～140号线之间，40号点附近。经钻孔验证该异常是矿致异常；Ⅴ号异常位于试验区中北部80号测线的40号点位附近，局部位于第四系覆盖区，该异常东部已经见矿，为矿致异常。

由图3可见，对应Ms异常的ρs区域基本为中低阻区，也呈带状展布、近东西走向。由地质资料可知，矿区内控矿构造岩带普遍经受了中低温热液蚀变作用和多金属矿化，蚀变构造岩呈带状沿断裂构造分部，矿体多赋存于断裂破碎带或岩性接触带上。反映在ρs等值线平面图上为低阻或高低阻过渡带上。对比矿体走向(图1)，ρs等值线与矿体走向大体一致，但仅凭ρs特征无法清晰地圈定矿体范围。

综上所述，由于白音查干矿区多金属矿体与其他金属硫化物相关性较好，即为高极化体。因此，面积性测量激电异常明显，是矿区及外围找矿标志之一。

3.2 断面异常特征分析

为了进一步了解该区异常源空间分布状态，我们选择主矿体区段，在图2所示的Ms异常区内布设了多条RPIP剖面和CSAMT剖面，图4为80线电法测量综合结果。

由图4(a)可见，TDIP剖面通过Ⅰ号异常西侧和Ⅴ号异常东侧。Ms曲线从Ⅴ号异常中心向小号点方向梯度变化小，从Ⅰ号异常中心向大号点方向梯度变化较大。结合图5，矿体倾向北西(小号点方向)，而且延伸较深。Ms剖面曲线形态较好的反映了矿体的大致赋存形态Ms异常范围内，CSAMT反演电阻率断面(图4(b))从36号点至64号点范围内出现由深至浅分布，而且延深很大的低阻带。结合图5，低阻带较清楚的反应了北西倾向容矿断裂构造的延伸情况，30号点至60号以下高阻体以及断裂构造两侧的高阻体应该是二叠系大石寨组变质粉砂岩、蚀变粉砂岩等矿体围岩的电性反应。RPIP反演电阻率断面(图4(c))40号点至70号点存在低电阻异常，分布形态与CSAMT反演电阻率结果一致，同样是往大号点方向由深至浅分布。反演相位断面(图4(d))32号点至50号点，58号点至70号点出现两处高相位(φs)异常，这与TDIP剖面Ⅰ号和Ⅴ号两个矿致异常完全对应。而且更能清楚地揭示矿体的空间分布位置，但由于装置限制，RPIP反演深度有限[2,9]，对矿体埋深情况指示有限。

图4 80线电法测量综合结果Fig．4 The comprehensive results of electrical method measurement from line 80 (a)TDIP剖面;(b)CSAMT反演电阻率断面；(c)RPIP反演电阻率断面；(d)RPIP反演相位断面

图5 80线(局部)地质剖面Fig．5 Geologic section of line 80(partly)

对比80线局部地质剖面(图5)，矿体对应位置出现中低阻、高相位、高充电率异常，而且矿体形态和走向与异常组合基本对应。钻孔揭露矿体呈脉状分布，矿脉向下延深很大，倾向北西，倾角55°～65°。Ag平均厚度为4.6 m，平均品位 为220×10-6；Pb平均厚度为4.3 m，平均品位为2.1%；Zn平均厚度为9 m，平均品位为3.6%。

4 结语

白音查干银多金属矿床与其他金属硫化物相关性较好，通过分析该矿床与视充电率异常、视电阻率异常的关系,结合已知矿床资料,实测的视充电率能够勾画出与金属硫化物共生矿体的平面位置。由于矿体围岩与矿体为渐变过渡关系，加之体积效应，视电阻率异常不明显，仅凭视电阻率异常难以对矿体经行平面定位，但两者的对应关系还是较清楚地反应出多金属矿体的平面电性特征，而且视充电率剖面曲线梯度变化特征对于矿体的大致形态也有指示意义。测深方面，由于容矿构造受热液蚀变作用和多金属矿化，断面电性特征为低阻高相位异常组合，而且严格按构造走向分布。所不同的是，相位激电法能够更精确地圈定矿体位置，但对矿体延伸指示有限。而可控源音频大地电磁法更能清楚显示延深情况。

综合以上异常因素及作者对矿区地质特征和控矿因素的认识, 可以认为视充电率异常对本区的找矿有很好的指示作用, 反演电阻率和反演相位异常特征能够基本预测控矿构造或矿体的空间分布和埋深情况。所以在白音查干矿区，电性异常与地质构造对应部位是深部以及外围找矿突破的有利位置。

参考文献：

[1] 聂凤君,温银维,赵元艺,等.内蒙古白音查干银多金属矿化区地质特征及找矿方向[J],矿床地质,2007,26(2)：213-220.

[2] 黄力军,刘瑞德,陆桂福,等.电法在寻找隐伏金属矿方面的定位预测作用[J],物探与化探,2004,28(1):49-52.

[3] 刘瑞德,黄力军,陆桂福.相位激发极化法应用研究[J],物探化探计算技术,2006,28(3):197-200.

[4] 张前进,杨进.综合电法在深部隐伏矿体勘查中的应用实例[J],物探与化探,2010，34(1):40-43.

[5] 邵济安.中朝板块北缘中段地壳演化[M].北京:北京大学出版社,1991.

[6] 李述靖,张维杰,耿明山,等.蒙古弧形地质构造特征及形成演化概论[M].北京:地质出版社,1998.

[7] 赵一鸣，无良士，白 鸽，等.中国主要金属矿床成矿规律[M].北京:地质出版社,2004.

[8] 李金铭.地电场与电法勘探[M].北京:地质出版社,2005.

[9] 张威,王文国,张强,等.内蒙古乌尼克吐铅锌矿电法异常特征及试验[J].物探与化探, 2011,35(3):333-336.