黄景孟， 徐江嬿， 周晓宁 ， 张 笑， 钟石玉， 朱镇全

(1.湖北省地质调查院，湖北 武汉 430034； 2.湖北省地质勘查基金管理中心，湖北 武汉 430071；3.湖北省地质局 地球物理勘探大队，湖北 武汉 430056)

双频激电法是中国矿产勘查中重要的一种物探方法，该方法具有测量精度高、仪器轻便、勘探深度较大的特点，广泛应用于地形复杂地区开展多金属矿产勘查，并取得了较为满意的成果[1-7]。

武当地区是武当—桐柏—大别成矿带的重要组成部分，具有较好的金银矿资源潜力，随着银洞沟银金矿、许家坡金矿等深部及外围找矿取得进展[8]，武当地区进一步开展大面积的找矿工作已迫在眉睫。然而，武当地区地形陡峻、植被茂密，在该区开展地质找矿工作难度大；同时，前人在此开展了不少地质找矿工作，均没有取得较好的进展，但为该区找矿工作积累了许多资料和经验，显示该区具有开展双频激电测量的可能。

通过对武当地区开展大面积的1∶5万双频激电法测量，圈出异常区，并进行解译和分析;结合区域地质特征和典型矿床，讨论异常区与构造热液银金矿之间的关系，并进行异常查证，结果表明双频激电法可有效应用于该区的银金矿产勘查工作。

1 地质概况

研究区位于秦岭—大别造山带中部，北西侧与竹山陆缘裂谷呈过渡关系，南东侧与武当陆内裂谷呈大方位角度交接，形成极为复杂的叠加构造布局。区域上出露地层为元古界武当群—古生界志留系，武当群是研究区主要的银金矿赋矿层位。岩浆活动以新元古代浅成—超浅成基性岩为主，次为古生代志留纪基性岩与中生代白垩纪酸性岩。区域变质岩广泛发育，变质程度普遍为低绿片岩相。区域上主体构造指向由北往南，主构造面倾向北；构造特点为以房县青峰断裂为主推覆面形成一系列向南的推覆构造，不同期次的面理、线理、褶皱叠加和构造置换十分明显；主期变形为以片理为形面的东西或北西西向短轴或线状同斜背斜，以及一系列自北向南的逆冲推覆韧性剪切带。

武当地区目前已发现的金、银矿有银洞沟银金矿床、许家坡金矿床等，其中以银洞沟银金矿床最为典型。竹山银洞沟银金矿床位于秦岭—大别造山带以南，武当复背斜西南缘，区内发育近东西向断裂和褶皱(图1)。主要出露南华纪武当群中上部浅色片岩系，为一套浅—滨海相的海底火山喷发—沉积的变质岩系。侵入岩多系顺层侵入的变辉绿岩脉，局部有穿切地层的现象。银金矿赋存于新元古代南华纪武当群双台组，岩石类型有变石英角斑质凝灰岩、凝灰质泥质粉砂岩、变钾长石英角斑质凝灰岩、砾岩、集块岩、绢云绿帘变粒岩；结构构造有不等粒鳞片花岗结构，变余晶屑、岩屑结构，片状构造。矿区内分布27个矿体，呈脉状或薄板状，厚度1.14～3.24 m；平均品位为Ag176.5 g/t，Au 1.80 g/t，埋深0～500 m。矿物组合有闪锌矿—方铅矿—黄铁矿—黄铜矿、辉铜银矿—螺状硫银矿—自然银—银金矿、自然银—银金矿—金银矿—辉铜矿、辉铜银矿—自然银—黄铁矿—闪锌矿—方铅矿。矿石结构：主要有结晶结构、分离结构、交代结构等；矿石构造主要有浸染状、条带状、脉状，次有块状构造和揉皱状构造。矿石类型有银金矿石、银铅锌矿石。围岩蚀变分内、中、外三带，内带为强硅化带，中带为绢(白)云母化铁白云石化硅化带，外带为绿泥石化铁白云石化弱硅化带。根据本矿床工业富集及最终定位的主要特征，确定其成因类型为与带状韧性剪切带中的脆性改造有关的变质—构造热液矿床[9]。

图1 竹山银洞沟银金矿矿区平面地质图
Fig.1 Geological map of Yindonggou Ag-Au deposit in Zhushan county
1.第四系残积、冲积物；(2-12)武当群变火山岩组(双台组)第三岩段：2.变石英角斑质含碳凝灰岩；3.变泥质粉砂岩、含碳粉砂质页岩；4.变石英角斑质晶屑凝灰岩；5.变石英角斑质含砾凝灰岩；6.变白云质粉砂岩夹白云岩透镜体；7.变粉砂岩泥质粉砂岩；8.变白云质粉砂岩夹白云岩透镜体；9.变粉砂岩泥质粉砂岩；10.变石英角斑质凝灰岩、变凝灰质粉砂岩；11.变流纹质集块熔岩、变含砾凝灰岩；12.变石英角斑岩；13.辉绿岩；14.银金矿体及编号；15.断层；16.倒转背斜构造；17.硅化界线；18.地层产状。

2 地球物理工作特性及工作布置

2.1 岩矿石物性测定

在研究区选取具有代表性的新鲜岩石、矿石89块，进行了地球物理物性参数测量。参数测量采用小四极方式直接测定，AB的宽度D满足D≈(2～3)AB。AB布设在岩石和矿石中间部位，并小于其下延长度。供电电极A、B，接收电极M、N与岩石之间的介质采用面粉团作接触介质，面粉团贴于岩石，其中面粉团中加入适量硫酸铜溶液。结合前人资料，统计结果显示(表1)，研究区内银金矿石的电阻率最低，一般低于1 939 Ω·m，而极化率最高，表现为12.03%以上的最高极化率；白云钠长石英片岩电阻率次之，一般在3 206 Ω·m左右，极化率在0.74%～4.41%之间，为中等极化率；辉长辉绿岩为中低阻，一般在4 197 Ω·m，极化率在1.04%～5.91%之间，为次高极化率；二云钠长变粒岩为本区电阻率最高，表现为5 519 Ω·m以上的高阻，其极化率最低，一般低于1.91%。综合分析认为岩石与矿石之间、地层岩性与含矿层之间，皆存在有较大的电性差异，其主要原因在于矿石中含有较高的黄铁矿等硫化物，并且这些硫化物含量的多少与Au矿化紧密相关[7，9-10]，这为在本区开展电法找矿综合研究工作提供了良好的地球物理前提，同时为地球物理数据解释提供了重要的依据。矿区内含矿层、含矿岩石表现为低阻高极化，围岩为高阻低极化，可以通过岩矿石物性的差异特点，寻找金属硫化物引起的激电异常，达到间接找矿的目的。

2.2 电法仪器选择和性能测试

采用1∶5万面积性物探方法开展地质找矿是首次在武当地区应用，在开展工作前，分别在研究区(含银洞沟银金矿区)进行了两次激电工作试验，测试结果(图2)表明，所投入使用的湖南继善高科技有限公司——DQ-1000双频道大深度轻便型激电仪、DGN-16多功能发送机及整流电源[11-12]等仪器，其性能完全满足本次工作要求；同时确定了本次测量工作参数为：信号频率是2频点(对应4 Hz、4/134 Hz)，抗偶系数为16，同步方式为GPS+恒温晶体。测试过程利用感应耦合与激电在时间上的差别，通过双频激电的方式来将它们分开。武当地区地形陡峻、覆盖重，而视幅频率不受地形影响[1,11-12]，能较好地反应区内电场特征。经统计分析实验的视幅频率数据，确定异常的背景值为2.9%；研究区均方误差约为0.1%，代入公式Fa=F0+(1-2)ΔF(Fa表示异常下限；F0表示异常背景值;ΔF表示均方误差)，可得异常下限为3%～3.1%，最终将视幅频率异常下限确定为3.1%；高于2～3条等值线组成的规则封闭圈即可视为异常(激电异常分析中主要以视幅频率特征为主，视电阻率特征为辅)，根据这一原则，并考虑异常部位的地质特征，视幅频率高于3.1%的异常有可能为矿(化)体异常。

表1 研究区岩石和矿石电性参数测量统计表Table 1 Statistical of electrical parameters measurement ofrock and ore in the study area

图2DQ-1000双频道激电仪Fs对比图
Fig.2 Contrast figure of DQ-1000 two-channel IP meterFs
A.在矿区外围开展的实验；B.在矿区内开展的实验(140点-160点为含矿层地段，地下矿硐内有一些电器设备会有影响)。

2.3 物探工作方法及布置

本次电法测量布置在银洞沟银金矿床外围至许家坡金矿床南西一带(鄂西北武当地区银洞沟—许家坡金银成矿带)，总面积100 km2，测量方法为双频激电测量，比例尺1∶50 000，测线方向330°，测网500 m×100 m。采用的电极装置为纵向中间梯度装置，供电极距AB=1 400 m，测量极距MN=20 m，在AB中间900 m的范围内进行观测，相邻观测段重复的两个观测点的值一般取两次观测值中极化率较大的，每个测点采用打桩进行实地标识，并在桩上标明点线号；因研究区内近9 km2悬崖峭壁无法通行，实际完工面积为91 km2。整个物探工作共完成物理点1 820个，高频视ρs的总均方相对误差为3.76%，视幅频率Fs(在异常场用相对均方差衡量，在背景场用均方误差衡量)的总均方相对误差为3.44%(ηs>3%)，总均方误差为0.09%(ηs≤3%)。

2.4 地球物理特征与解释

2.4.1地球物理特征

激电测量结果显示研究区视幅频率异常明显(图3、图4)，按照3.1%的视幅频率为异常下限圈定异常体，共圈有12处激电异常体，编号为J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9、J10、J11、J12-1、J12-2、J12-3。其中J4、J6、J9、J11、J12-1、J12-2、J12-3经后期查证均与研究区内基性岩相关，其意义不大，故本文不作重点介绍。J1异常东西长约500 m，南北宽约400 m，在研究区内向北西开口、未封闭，等值线虽不规则，但可看出自高向低梯度变化平缓，显示极化体有一定埋深，表现为视幅频率高、异常规模大的特点；J2异常呈东西向长条状，长约500 m，宽约200 m，中心最大视幅频率Fs(%)为4.62%，整体上强度不高，规模不大； J3异常呈近东西向椭圆状，东西长约1 500 m，南北宽约500 m，在研究区内不完整，向北西开口，未封闭，等值线虽不规则，但可看出自高向低梯度变化平缓，显示极化体有一定埋深，并且强度高、规模较大；J5、J7、J8、J10等异常体面积较小，具有一定的规模，但强度不高，视幅频率Fs(%)值较小。

研究区视电阻率异常明显，从视电阻率平面等值线图上显示，视电阻率等值线多呈条带状北东向展布，和主构造方向一致，根据其展布特点可以将研究区视电阻率依次分成3个电性区(图5)，即视电阻率相对高值区(红色区域)、视电阻率中值区(黄色区域)、视电阻率低值区(蓝色区域)。视电阻率高值区视电阻率值>3 200 Ω·m；视电阻率中值区视电阻率值<3 200 Ω·m、>2 540 Ω·m；视电阻率低值区视电阻率值<2 540 Ω·m。研究区西部主要为视电阻率中低值区，相对应激电异常有J1、J2、J3；中东部北边主要为电阻率中高值区，有J4-J10；中部南边主要为视电阻率低值区，相对应激电异常有J12-1、J12-2、J12-3、J11。

图3 研究区1∶5万电法测量视幅频率等值线图
Fig.3 Abnormal view frequeney of the 1∶50 000 electrical survey in the study area
1.1∶50 000电法工作范围；2.省界；3.县界。

图4 1∶5万电法测量激电中梯视幅频率异常图
Fig.4 Abnormal view frequeney of middle ladder of the 1∶50 000 electrical survey in the study area
1.挡鱼河组:含榴绢云钠长石英片岩夹中—薄层细粒变砂岩；2.双台组：绢云钠长石英片岩、绢云钠长浅粒岩、含黑云钠长浅粒岩； 3. 杨坪组：含榴钠长二云石英片岩、含砾二云二长浅粒岩夹中厚—块状粗粒变砂岩及粘土岩；4. 辉长辉绿岩；5.整合界线；6.侵入接触界线；7.1∶50 000电法工作区范围；8.省界；9.县界；10.推断激电异常及编号；11.电阻率高值区；12.电阻率低值区。

图5 研究区1∶5万电法测量视电阻率等值线图
Fig.5 Apparent resistivity contour map of the 1∶50 000 electrical survey in the study area
1.1∶50 000电法工作范围；2.省界；3.县界。

2.4.2激电异常解释

此次激电中梯测量由于测网点距、线距较大，对于线性构造解译效果不明显，结合区内电场特征，比照研究区内构造纲要图，发现研究区东南部J11、J12一带高视幅频率区内等值线展布与变基性岩分布特征较一致，为变基性侵入岩在电场方面的体现；研究区西南部J1、J2、J3高视幅频率区往北东向延伸可与J8中高视幅频率区相连接，其南北两侧分别为J7低视幅频率区与J9、J10低视幅频率区，整个J1-J9与银洞沟—许家坡褶皱束存在一定的对应关系，其中J1、J2、J3高视幅频率区与J8中高视幅频率可能反应区域大背斜核部构造，同时，异常体与武当岩群地层对应关系明显，综合分析推测很可能在这些异常中发现银金矿(化)体。

3 异常查证结果

本次选取了J3和J8异常进行查证，结果如下：

J3异常查证发现了一处金矿化点，出露新元古代南华纪武当群双台组石英角斑质凝灰岩、石英角斑岩，并见多条黄铁矿化石英细脉顺层充填产出，脉体产状325°∠40°，脉体细小，宽约5 cm，长约30 cm，具有尖灭再现特点。该蚀变带宽约10 m，地表延伸100 m。剥土工程SSBT1刻槽样化学分析结果显示较高Au(0.14～0.15 g/t)含量，脉体两侧见有明显绿泥石化蚀变。主要矿石矿物有黄铁矿；脉石矿物有绢云母、绿泥石、石英等。金矿化类型初具变质—构造热液银金矿床的特点。

J8异常查证发现了一处铜金矿化点，出露新元古代南华纪武当群双台组长英质片岩、变粒岩及绿片岩，发现一条矿化蚀变带，蚀变带受一韧性剪切带控制，主剪切断裂面产状325°∠72°，宽约2 m，地表延伸近30 m，断裂面内见有乳白色石英脉体充填。脉体两侧围岩主要为白云母石英钠长变粒岩，见有明显硅化蚀变，围岩剪切变形面理内见有零星黄铜矿化，此外与底盘石英脉接触部位见有脉状黄铜矿充填。探槽工程GTC1刻槽样分析结果显示较好的Cu(0.11%、0.14%)、Au(0.16 g/t、0.13 g/t)、Ag(4.4 g/t、7.0 g/t)矿化。矿化蚀变主要为黄铜矿化、铜蓝、硅化及褐铁矿化等。矿石矿物主要有黄铜矿、铜蓝，少量黄铁矿；脉石矿物有绢云母、绿泥石、石英等。银金矿化类型具变质—构造热液银金矿床的特点。

J3和J8两处异常经查证，均发现有金矿化点，并且发现大量的金属硫化物，如黄铁矿、黄铜矿等，认为金矿化、金属硫化物与异常关系密切，为矿致异常，显示出较好的找矿效果。

4 结论

在武当地区运用双频激电测量寻找构造热液型金矿床，充分显示了在地形复杂的环境下，轻便激电工作方法的有效性。主要结论有以下四个方面:

(1) 本次研究显示了该方法手段能快速有效地圈定出矿化蚀变带在地表的展布情况，对于覆盖层较厚、地形条件极差的工作地区具有较好的找矿效果，可以在整个武当地区未来的勘查找矿工作中进行大规模应用。

(2) 对武当地区构造热液型金矿进行双频激电方法应用结果表明，该区激电异常明显，非矿岩石和矿石之间存在明显的电性差异，武当地区具有开展电法勘查工作的地球物理前提。

(3) 研究区含金银矿化层位普遍发育有金属硫化物，利用金属硫化物具有高极化、低电阻率的物性特征，可以达到间接寻找金矿化的目的。

(4) 综合分析认为，研究圈定的J3和J8激电异常，对寻找与韧性剪切带中的脆性改造有关的变质—构造热液银金矿床有较好的指示意义。