视电阻率参数找矿方法在坦桑尼亚Nykisirbri金矿区的应用研究

2015-12-12崔小军李水平邵江波

地质找矿论丛 2015年2期

崔小军，李水平，彭俊，邵江波，冯攀，康健

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，郑州 450001）

0 引言

金在矿石中的含量和在地壳中的丰度极低，采用地球物理方法寻找金矿仍是目前物探方法中最困难的应用之一［1］。然而，金具有高密度（19.3g／cm3）、高导电率（5×107S／m）和无磁性的物理性质特征［2］，金矿床大多与硫化矿物伴生，且与控矿构造以及热液蚀变带等地质因素有关系，使得间接找金成为可能［3］。电阻率参数在反映地下地质构造如断裂带、接触带和构造破碎带等方面有其独特的效果，电阻率法的装置类型较多，因此电阻率法是目前国内外金矿普查中较常用的一种物探方法。

本次工作在坦桑尼亚Nykisirbri金矿区通过传统电阻率法不同装置类型的试验性探索，采用大功率电阻率剖面法和对称四极测深法，圈定了与金矿床在空间上有一定联系的构造破碎蚀变带，起到了平面上缩小找矿靶区、地下空间定位预测作用，达到了间接发现金矿床的目的。电阻率法在坦桑尼亚Nykisirbri金矿的应用效果为此类型金矿床的寻找及其外围找矿工作提供了借鉴。

1 地质及电性特征

1.1 地质概况

（1）地层。坦桑尼亚Nykisirbri金矿位于维多利亚湖东部，矿区内大面积为第四系残破积物和砂质黄土覆盖，其基岩地层岩性主要为中酸性变质凝灰岩、长英质凝灰质片岩，地层走向NW向，倾向NE，倾角陡，且变化较大。

（2）构造。经磁法测量推测，在矿区北部和南部各有2条NE向断裂构造，北部2条近乎平行，南部2条在矿区外相交，断裂构造内有辉绿岩脉。

（3）矿化。金矿矿（化）体为构造破碎带中的石英脉及其两侧的黄铁矿化、绢云母化破碎蚀变岩带，矿体围岩为中酸性变质凝灰岩。矿石矿物主要为石英、磁黄铁矿、黄铁矿，次要矿物为毒砂、绿泥石、绢云母、黄铜矿等，金主要呈自然金的形式赋存于矿石矿物裂隙中。矿化类型主要为硅化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、绢云母化；黄铁矿化是最主要的金属矿化，且以中－细粒状、细脉状在破碎带蚀变岩和石英脉中出现。围岩蚀变主要为绿泥石化、绢云母化、硅化等。

表1 岩（矿）石电性统计表Table 1 The statistics of electrical property parameters of rocks

1.2 岩（矿）石电性特征

野外使用对称小四极法对民采坑岩（矿）石标本的电性参数进行了测定，视电阻率、视极化率分别采用几何平均值和算术平均值来统计计算［4］。由表1中可知，构造破碎带（矿石、矿化岩石、蚀变岩）的视电阻率较低，围岩（变质凝灰岩）的视电阻率较高；构造破碎带和围岩的视电阻率相差近3倍，具有一定的差异，说明原岩经构造破碎、矿化后，电阻率大大降低［5］。构造破碎带（矿石、矿化岩石、蚀变岩）的视极化率均在2%以下，数值较低且差异不大，说明岩（矿）石中金属硫化物含量较少［6］。因此，矿区内的低阻异常应当是构造破碎蚀变带和矿化岩石的反映。

岩（矿）石电性特征表明：利用视极化率参数来划分构造蚀变带则有一定困难（野外多条实测激电测深剖面也证实了这点）；根据破碎带具低电阻的电性特征，以及构造破碎带与围岩视电阻率的相对差异可划分出构造蚀变带。也就是说，Nykisirbri地区具有用视电阻率参数在背景岩石中寻找构造蚀变破碎带（构造岩、矿化岩石）的良好地球物理基础，本区能够运用电阻率法寻找构造破碎蚀变带、进而达到发现金矿脉的目的。

2 激电剖面异常特征

为了得到电阻率法不同装置类型在该矿区对构造蚀变带和矿化体的有效探测，除中梯装置外，还进行了联剖装置、轴向双偶极装置的试验性工作。以下为矿区内24线视电阻率参数在不同装置上所反映的异常特征（图1）。

图1 24线地质—物探综合剖面图Fig.1 Integrated geological－geophysical profile for line 24

（1）中梯剖面异常特征。图1a为24线激电中梯剖面图，对应于构造蚀变带位置，视电阻率曲线在600—650点处，以“下凹”（ρs约为550Ω·m）为表现形式，具明显的低阻特征；视电阻率的低阻范围较窄，反映了构造蚀变矿化带的位置，与图1f中构造蚀变矿化带和金矿体相吻合。

（2）联合剖面异常特征。图1b为联剖视电阻率ρsA和ρsB曲线，二者呈同步跳跃（为表层中局部电性不均匀体的影响所致）［7］，在构造蚀变带的倾斜方向上ρAs和ρBs出现明显的反交点。

图1c为比值参数F曲线，消除了表层中局部电性不均匀体的影响，曲线较规则，突出了地质体的异常反映，但交点与构造蚀变带和矿体浅部位置有位移，异常反映效果相对较差。

（3）轴向偶极—偶极剖面异常特征。轴向双偶极测量，采用供电极距AB＝20m，测量电极MN＝20m，且AB＝MN＝a＝20m，点距20m，间隔系数n＝1～6，短导线工作方式，供电周期8s，标准制式供电方式。

图1d为视电阻率ρs剖面曲线随极距的变化特征和规律［8］，可以看出，在560号点附近，随着极距增大，ρs逐渐降低，表明了此处中浅部构造蚀变带和金矿脉的异常反应特征。

图1e为偶极ρs断面等值线，中间（600—650点）有ρs极小量值的等值圈，呈明显的低阻特征，两侧为上宽下窄的“八”字形高阻异常。偶极ρs断面等值线图的低阻（600—650点）确切指示了构造蚀变带的基本位置及产状，与图1f中的构造蚀变矿化带对应良好。

3 激电平面异常特征

研究区天然露头少，覆盖较严重，但地形比较平坦，所测得的视电阻率数据基本不受地形因素影响，测量数据能客观真实地反映地下地质体的电性特征。本次工作选择效率高、最能反映构造蚀变带电性特征的中梯装置参数ρs进行面积性测量，以此来推测构造蚀变带和金矿脉的延伸方向和规模大小。测量网度80m×10m，测线方向SN向，AB＝1 500 m，MN＝40m。

研究区的视电阻率激电中梯平剖图如图2所示。

从图2中可以看出，在高阻异常带中间存在着相对较低的低阻异常带。依据视电阻率的这种异常特征，结合构造蚀变带和围岩的物性特征及矿区地质特征，圈定了3条与金矿化有关的构造蚀变带R1，R2，R3，其中R1和R3呈近EW向延伸，R2在西段呈近EW向，且平行展布，其东段呈NW向，这3条构造蚀变带与周围背景相比具明显的低阻特征。

除R1外，R2，R3构造蚀变带已在2013年的地表工程和钻探工程中证实为含金矿脉，下一步将继续布置工程进行详细勘查。

图2 激电中梯平剖图Fig.2 Plan－profile for inducecd polarization anomaly using central gradient array

4 激电断面异常特征

矿区内23线的激电测深拟断面图见图3。

从图3a中可以看出，断面图中存在着2个低阻“下凹”地段，分别在横向160～200m和240～280 m处，基本上沿深度垂直向下，视电阻率等值线圈的形态大致表明了构造破碎带在地下空间的赋存状况［9］，即构造破碎带的产状较陡。其中，160～200m处的构造破碎蚀变带已经为地表工程和钻探工程（钻孔以斜孔布置，倾角为70°）所验证，构造破碎矿化蚀变带宽度约为20m，金矿体厚度为2.40m，金矿石品位w（Au）＝3.46×10－6～11.87×10－6，现已被定为金矿脉（图3c）；240～280m处的构造破碎蚀变带与160～200m处具有相似的异常特征，已被R2构造蚀变带带上的其他钻孔（ZK012，ZK009，ZK001）验证，为含金矿脉，其延伸深度较160～200 m处更大，平均金品位为w（Au）＝5.67×10－6，平均厚度为1.80m。