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综合物化探方法在东天山某铅锌矿区中的应用

2022-12-18陈祯祥文继祖颜伟裕王倪山李篡峰

中国金属通报 2022年9期
关键词:大理岩铅锌矿电阻率

陈祯祥,文继祖,2,颜伟裕,杨 磊,王倪山,李篡峰

东天山地区那拉提-乌瓦门蛇绿混杂岩带已发现的铅锌矿有彩霞山铅锌矿(大型)、宏源铅锌矿(中型)、玉西银(铅锌)矿(小型)、红星山铅锌矿(小型)以及矿区西侧狼牙泉铅锌(银金)矿(中型潜力)等矿床(点),显示该混杂岩带有着巨大铅锌(银)找矿潜力;同时该混杂岩带也是一条重要的金成矿带,已发现有马庄山金矿(大型)、双井子金矿(小型)和泉东山金矿(大型)等。

矿区西侧狼牙泉铅锌矿段已开展详查工作,划定低电阻中极化异常体为矿致异常,铅锌矿体上对应极化率为6.4%~7.6%,电阻率为1500Ω·m~2400Ω·m。经见矿钻孔验证,综合异常为构造带内的铅锌矿(化)体引起的矿致异常,见矿标高位于+1500m~+1800m,该异常与岩石地球化学圈定的Pb、Zn、Ag等元素的异常基本吻合。

矿区中西部大面积被第四纪洪积物所覆盖,通过岩石地球化学剖面和大功率激电剖面测量工作,提取异常信息,经与“狼牙泉铅锌矿”矿致异常对比,进一步缩小找矿靶区,再进行大功率激电测深工作,了解深部异常规模、形态、产状等特征。通过充分收集的地质资料,建立地球物理地球化学找矿模型,指导铅锌银深部找矿工作。

1 地质概况

1.1 区域地质特征

矿区位于沙泉子深大断裂以南黄羊泉隆起,泉东山南向斜南翼;该构造单元下元古界刘家泉岩组为火山-碎屑岩类复理石建造,吕梁旋回末变质为低角闪岩相。区内出露两条大断裂呈近东西向产出,斜贯而过,向东延伸,后期北东向张扭性断裂较为发育。矿区内出露的地层主要为天湖岩群刘家泉岩组、星星峡岩群约飞井组、卡瓦布拉克岩群泉东山组和沙子井组,中西部大面积被第四纪洪积物所覆盖,其中泉东山组是矿区铅锌、银、金的主要含矿层位。侵入岩以华力西期的岩浆活动表现得极其频繁而剧烈,分布也最为广泛,主要有沙子井序列第一次侵入花岗闪长岩和第二次侵入正长岩,在区域上呈岩基、岩株状产出。矿区岩脉不发育,出露面积较小。矿区变质作用类型主要为区域变质作用、动力变质作用和接触变质作用。围岩蚀变主要有硅化、白云岩化、大理岩化、碳酸盐化、石墨化、绢云母化、绿泥石化、局部见有孔雀石化、褐铁矿化等,横向水平分带不明显,垂向具有一定分带性。

1.2 地球物理特征

区域地球物理场与区域矿产分布的关系表现为同时具有低重力场和低磁场或低重力场和正磁场区的局部弱磁场,且在断裂构造发育地区是寻找金矿和银铅锌多金属矿的远景区,已发现有彩霞山铅锌矿、镜儿泉铜镍矿等。矿区具有已知铅锌矿床低重力场和低磁场的特征,且断裂构造发育,具有铅锌、银、金等金属矿成矿的有利地质背景。大功率激电剖面在矿区外围西侧寻找铅锌银矿床取得良好的找矿效果,钻孔验证深部存在中电阻率-中极化率的铅锌矿矿致异常和高电阻率-高极化率的含金矿化强碎裂蚀变花岗闪长斑岩。

综合钻孔物性测量、地表出露岩石物性测量以及全区内电法扫面成果,结合已知区域内黄铁矿化带和西侧邻区已知矿体分布区域电性特征,对本区域电性特征总结如下:①黄铁矿化区域电性特征综合表现为电阻率200Ω·m~2200Ω·m,极化率为10%~15%,即高极化率、中低电阻率;②已知矿体区域内电性特征综合表现为电阻率150Ω·m~1300Ω·m,极化率为7%~9%,即中等极化率、低-中电阻率;③一般区域内电性特征综合表现为电阻率150Ω·m~15500Ω·m,极化率为0.5%~6%,即低极化率,电阻率由小到大均有分布。

1.3 地球化学特征

从前人工作可知,矿区位于Au-Ag-As-Sb-Hg综合异常、W-Sn综合异常和Cu-Pb-Zn综合异常的叠加区域,前人已在矿区周边发现多处矿床(点),显示矿区具有较好的寻找Pb、Zn、Au、Ag等金属找矿前景。

矿区位于岩体鞍部、泉东山南向斜核部,从区域单元素异常的分析表明,矿区Pb、Zn、Au、W等元素异常明显,近东西向狼牙泉韧性断裂带组和约飞井韧性断裂从异常区内穿过,多期次的岩浆活动,有利于Pb、Au、Ag等元素在其有利地段富集成矿,深部也有具有的W矿找矿前景。

2 综合物化探勘查

2.1 岩石地球化学分析

矿区Pb、Zn、Au、W等元素异常明显,有开展岩石地球化学剖面测量的前提。本次工作剖面线测量方位170°,线距400m,点距40m;在基岩连续出露地段线距加密至200m,点距加密至40m。

2.1.1 元素分布情况

矿区元素最大值方面: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,表明元素极值数值较高,异常点多;元素标准差方面:As(27.1)、Zn(45.8)、Pb(30.4)和Cu(26.5)较高。可以看出Pb、Au、Sb、Mo和As元素富集系数、变异系数均较大,相对比其他元素成矿的可能性更大。综合可知:Pb、Zn、Cu均值高,标准差大,变异系数大,说明在工作区Pb、Zn、Cu等多元素吻合性好,存在成矿可能。

2.1.2 综合异常特征

工作区共圈定综合异常7处,出露位置与采样位置所在的构造作用具有较强的相关性。

HS-1综合异常区位于矿区北部,地表主要为泉东山组大理岩化结晶灰岩夹大理岩。综合异常区内具有外中内浓度分带,显示为一处较好的Pb-Sb-Ag等多金属富集区。综合异常位于二长岩岩体与F1狼牙泉韧性剪切带组之间,经地表工程查证,近东西向破碎蚀变带、岩脉等地质体较为发育,具有一定找矿前景。

HS-2综合异常区位于矿区东北部,地表主要为上更新统洪积层、泉东山组大理岩化结晶灰岩夹大理岩和侵入二长岩。异常区主要有F1-1和F1-2破碎蚀变带、正长岩和流纹岩出露。F1狼牙泉韧性剪切带组沿该异常南侧穿过,经地表工程查证,近东西向破碎蚀变带、岩脉等地质体较为发育,显示为一处较好的Mo-Cu-Zn等多金属富集区。

HS-3、HS-5、HS-6综合异常区相邻,位于矿区西南部,分布区域由于采样间断的影响而不连续。异常区主要有花岗闪长岩脉出露,指示该地层为矿区较好的找矿层位。

HS-4、HS-7综合异常区相邻,在矿区南部较大面积出露。异常区主要有F2破碎蚀变带、正长岩出露。异常分带显示为一处较好的Zn-Au-Cu-W等多金属富集区,整体呈似长带状北东向出露,与F2破碎蚀变带的出露方向一致。

2.2 大功率激电剖面解释

西侧狼牙泉矿区激电异常往矿区内延伸,并未封边,可在矿区内开展大功率激电剖面测量,对异常进行追索。激电剖面测量方位170°,线距400m,点距40m。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。先在矿区进行了仪器性能试验,实验数据显示,仪器性能良好,观测结果无明显系统误差,满足测量要求。试验确定工作装置为中间梯度法,参数为:AB=1800m,MN=40m,断电延时200ms,供电周期8s,叠加4次,取样宽度20ms。本次大功率激电剖面测量范围为AB距的中间至2/3处,旁剖面与主剖面间距为100m、200m,小于AB距的五分之一(即小于360m)。

2.2.1 断层解释

矿区内两条高极化体从中间横向穿过,其极化率大致在9%~17%之间;而电阻率呈现中间低、南北两侧变高特征,低电阻率区电阻率值在n×10Ω·m~2000Ω·m之间。F2断层的展布情况与F-TD4吻合性好,极化率在断层北侧表现为较高极化率,南侧表现为明显的低极化率,处于变化梯度带上,而电阻率表现为低电阻率特性。按照上述原则,本次共推测地质断裂4条,呈北东向或近东西向,长度约5km,贯穿整个勘查区。

2.2.2 岩体解释

矿区东北部出露的大理岩体(YT-1),电阻率表现为极高电阻特性,电阻率值在5000Ω·m~20000Ω·m之间,极化率表现为低极化率特性。岩体与围岩接触蚀变,硫化物富集,引起外围高极化率中低电阻率环状分布特征。结合已有岩体或隐伏岩体表现的电性特征,推断矿区共存在4个隐伏岩体。

2.2.3 激电异常解释

结合实际地质构造情况,高激发极化附近均有大小不一的岩体出露,说明岩体埋深较浅,围岩发生接触变质及矿化,由于近地表氧化条件好,给矿化氧化提供了条件,所以产生了面积广、幅值大的激电异常。这些激电异常与矿体有着密切的联系,矿体赋存在岩体与围岩之间,可间接找到赋矿的空间;而地表黄铁矿化带正好间接的指示了岩体可能赋存的位置。按照异常提取公式经统计计算极化率异常下限为7.93%,局部区域根据相对高极化闭合圈来圈定;视电阻率作为参考值辅助划分激电异常,表现为低电阻率或中低电阻率,变化范围在50Ω·m~3500Ω·m之间。按照上述标准,本次共圈定4个激电异常体,推测主要为断裂构造交汇处多金属硫化物矿体引起。

2.2.4 综合异常解释

矿区与其西侧狼牙泉铅锌矿床属同一成矿体系,具地层-构造-岩浆岩“三位一体”找矿特征。狼牙泉铅锌矿床地质特征表现为近东西向断裂从异常体附近穿过,矿体主要产在卡瓦布拉克岩群浅海相陆棚相碳酸盐岩,岩性以灰-灰白色厚层-块状大理岩、白云质大理岩、大理岩化结晶灰岩为主。铅锌矿体电性特征总体表现为中等极化率-低电阻率,矿体周围被高极化率、低-中电阻率所包围。根据狼牙泉铅锌矿床的成矿模式,结合本矿区地质、物探工作成果,在矿区内圈定了4个综合异常。

ZH1位于矿区西北部,中极化率、中-低电阻率电性特征,外围有明显的高极化率、中-低电阻率黄铁矿化体JD-1;异常体赋存在大理岩化结晶灰岩中,地表出露闪长岩脉。推测断层F-TD1从南侧穿过。

ZH2位于矿区东北部,中极化率、中低电阻率特征,外围有黄铁矿化体JD-2;异常体赋存在大理岩化结晶灰岩中,周边有隐伏岩体YT-1发育。推测断层F-TD1从南侧穿过,地表发育多条岩脉和破碎带。

ZH3、ZH4位于矿区中部,中极化率、中-低电阻率特征,外围有多条黄铁矿化体JD-2、JD-4;异常体赋存在大理岩化结晶灰岩中,地表偶见闪长玢岩。推测断层F-TD3从南侧穿过,周围发育有次级断裂。

2.3 异常查证成果解释

激电测深测量装置为不等比对称四极装置,最大AB距为2000m,最大MN距为100m。综合矿区地质物化探成果,为了解ZH1异常区内异常体空间展布情况,进行3线激电测深工作。为了解ZH-2、ZH-4异常区内异常体空间展布情况和F1构造在北部向下延伸展布,进行48线激电测深工作。

3线为170°方向,全长320m,点距40m~80m,共6个测深点。浅地表极化率值在0.1%~5%,电阻率值约80m~800Ω·m,表现为低极化率低电阻率。随着深度的增加极化率开始增加,电阻率也增加。电阻率测深断面可划定出地下隐伏断层产状和延伸情况。从标高2000m以下,极化率陡增,增加到7.5%以上,最大值为11.5%;标高1900m~1500m之间,中部极化率先降低再增加,呈现中间低两边高的极化率特征。根据已知矿体激电测深反应矿体和蚀变特征,推测标高1900m以下,极化率值在6%~8%之间地质体推测可能为矿致异常,电阻率在80Ω·m~1300Ω·m之间;往两侧高极化率值在8%~11%之间,推测可能为黄铁矿化带。该异常向北陡倾,呈透镜体形态。

ZK0301全孔岩层总厚度411m,矿(化)层总厚度44m,反映深部为大理岩化结晶灰岩,劈理构造发育,见多条石英细脉、闪长岩脉沿裂隙产出。破碎蚀变带F1-1、F1-2从中间穿过,蚀变明显,见有硅化、白云岩化、大理岩化等,金属硫化物较多。

48线为170°方向,全长880m,点距80m~120m,共9个测深点。地表表现为低极化率低电阻率,随着深度的增加而逐渐增大。电阻率测深断面图可划定出地下隐伏断层产状和延伸情况。从标高2000m以下,极化率陡增,最大值为18%;极化率整体呈现中间高两边低特征。推测标高1950m以下,中部极化率值在8%~18%之间地质体可能为黄铁矿化带;标高1700m~1900m,北部极化率值在6%~8%之间地质体体现为中间高两边低的极化率特征,电阻率1400Ω·m~2600Ω·m,与邻区狼牙泉已知矿体特征一致,推测可能为矿致异常,产状向北陡倾。南部极化率值在8%~10%之间地质体可能为矿致异常,电阻率400Ω·m~2000Ω·m,异常体并往南未封闭。

ZK4801全孔岩层总厚度300m,矿(化)层总厚度47m,反映深部与ZK0301相似,为大理岩化结晶灰岩。金属矿物明显增多,主要为黄铁矿,呈浸染状、星点状、细脉状、薄膜状沿裂隙面产出,局部聚集成小团块状。

3 结论

(1)本次圈定7处化探综合异常均与采样区域出露的构造有关,其中HS-7等异常的异常面积较大,显示矿区较好的找矿前景。但矿区采样工作受覆盖物的影响,导致采样率不够,未能对矿区进行整体评价,对化探效果造成了一定影响。

(2)大功率激电剖面测量圈出隐伏断裂4条,隐伏岩体4个,激电异常4个,综合异常4个;中高极化率、中低电阻率异常较好的反映了断裂破碎带的空间位置及产状。

(3)F1-2破碎蚀变带为狼牙泉铅锌矿含矿破碎带东延地段,激电异常表现为中低电阻率、中极化率,电阻率异常值400Ω·m~2200Ω·m,极化率异常值6%~9%,与狼牙泉铅锌矿床铅锌矿对应的激电异常一致,深部钻探验证显示破碎带延伸较好,局部硫化物相对较为发育,是成矿最有利地段。

(4)综合物化探工作方法可对异常相互验证,结合地质工程验证,表明在第四系覆盖区开展综合物化探工作是有效的。

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