激电勘探在矽卡岩型矿体的找矿效果

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【摘 要】利用DJF10-2大功率激电测量系统与WDJD-3多功能数字直流激电设备，采用时间域激发极化法在某金属矿区矽卡岩型矿体中进行激电中间梯度法（中梯装置）与激电测深（对称四极）勘查工作。并结合矿区内地层分布和成矿条件，圈定了6处激电异常。通过激电勘查在该金属矿区的工作，取得了较好的异常效果，对后续的资源详查起到了积极的指导作用。

【关键词】激电（中间梯度法）；激电测深（对称四极）；矽卡岩型矿体；异常效果；区域找矿

1 引言

随着我国的经济发展越来越快，对于能量资源的需求量也是逐进的增加。地质工作程度相应比较高，已知露头矿、浅部矿渐趋枯竭。找矿难度也越来越大。江西位于我国的华东地区，地处长江三角洲，珠江三角洲和闽南三角洲地区的腹地。地质构造介于华南区，构造相当复杂，地层发育比较好，是我国地学研究较早的重要地区之一。该地区矿产资源比较齐全，分布相对集中，优势矿产和特殊矿产明显，利用资源潜力大的特点。但是有近70%-80%都是第四系覆盖区，这也成为了地质工作者找盲矿重要任务之一，同时也是找矿难点之一[1]。

众所周知，岩石的种类、成分、结构、湿度和温度等因数的不同，而具有不同的电性差异。电法勘探是利用这种电性差异来解决某些工程地质问题的物探方法。同时电法是应用地球物理学中方法种类最多， 应用面最广、适应性最强的一门分支学科。实践证明，它在深部构造、固体矿产、能源和水文、工程、环境等各地质领域的勘测调查中，已经和正在发挥着重要作用。目前该方法已成为地质找矿技术方法之一，越来越受到广大地质工作者的青睐，并取得了良好的找矿效果[2]。

2 矿区地质概况

矿区出露地层有二叠系长兴组、三叠系大冶组和嘉陵江组及第四系。长兴组及大冶组出露于矿区北部，嘉陵江组广泛分布于矿区中南部，第四系分布于山间沟谷地带。岩性以灰岩、花岗闪长岩花岗闪长斑岩等。矿区主要断层多为东西方向，次为北西方向，分别为F1、F2、F3。矿区主要变质岩石有矽卡岩和大理岩。矿体均围绕主岩体接触带附近分布，主岩体――花岗闪长斑岩侵入于嘉陵江组所组成的向斜轴部，围绕侵入体接触带周围及其内侧，有小型矽卡岩体分布，北部以透辉石矽长岩为主，南部以石榴石矽长岩为主。所有矽卡岩矿物组分均较简单，矿化均较微弱。矿区内的东南侧有已知的武山金、铜、铅锌矿。区内主要岩（矿）石电性参数如下表1[3]。

表1 某矿区部分岩石电性参数

顺序号 岩石名称 视极化率（ηs）% 视电阻率（ρs）Ω.m

1 中厚层灰岩 1.28 562

2 矿化矽卡岩 2.88 502

3 褐铁矿化 6.18 66

3 工作技术方法[4]-[7]

3.1 激电（中间梯度法）

激发极化（激电） 法是50 年代末和60 年代初，在我国开始试验研究和推广的。实践证明，它是应用最广和效果最好的一类电法勘探方法，早期是以直流（ 时间域） 激电法为主，通过长期应用和研究取得了许多重要成果，如激电中梯装置短导线测量。

中间梯度（简称中梯）的供电电极AB是固定的，测量电极MN在中部1/3-2/3的范围内沿测线逐点移动，观测相邻两点电位差。此外，MN还可以在AB距离（AB/5）范围之内与之平行的旁测线进行观测。这种排列实用于观测地表一定深度的电阻率变化。

3.2 激电测深（对称四极法）

对称四极电测深法的工作原理不同岩层或同一岩层由于成分或者结构等因素的不同，而具有不同的电阻率，通过接地电极将直流电供入地下，建立稳定的人工电场在地表观测某个点在垂直方向的电阻率变化，从而了解岩层的分布特点。对称四极电测深法装置：AMNB四个电极分布在同一条直线上，测量电极分布在AB中间，测量时MN不动（当AB增加到一定值后，MN按照一定的要求增大），对称式增大AB，每移动一次AB时，可取到参数ρs（Ω.m）值和ηs（%）值。

激电中梯装置的时间域激发极化方法与激电测深具有经济、快速、方便等优点，是快速评价成矿靶区内是否存在金属硫化矿体的有效手段。可以根据需要开展面积普查或剖面测量，快速查明极化率异常，确定其在平面上的位置，依据视极化率和视电阻率异常形态，分析勘查区是否存在矿体的可能性，确定下一步找矿工作的开展。

4 成果解释

矿区视极化率（ηs）在0.39%～8.72%之间，其平均值为2.36%。视电阻率（ρs）在74～3322欧姆米之间，平均值为775.82欧姆米。从矿区视极化率（ηs）、视电阻率（ρs）等值线图上看，矿区不同区域视极化率（ηs）、视电阻率（ρs）的强弱分布上差异较大。总的趋势表现为视极化率（ηs）在矿区南部和西部强度大，而东北和南西部强度弱；视电阻率（ρs）则在矿区南部和东部主要为低阻分布区，而在西部则主要为高阻分布区。

以极化率（ηs）异常为主进行异常的划分与编号，以视极化率值3%作为异常下限，矿区内共圈定出6个激电异常区（图1）。

依据从北往南、由西至东的顺序，依次将其编为D1、D2、D3、D4、D5和D6激电异常。

下面结合它们与视电阻率（ρs）间的组合关系和已知的地质资料对它们的地质意义作出解释。

D1：位于矿区西端，视极化率极大值为4.68%，视电阻率从260Ω.m到1063Ω.m间变化，异常的走向近东西向，长约300米，宽约140米左右。异常的连续性较差。从视极化率与视电阻率二者组合关系看，可视为低阻高极化异常区。异常所处地质部位在三叠系上统嘉陵江组下段（T2j1）中层―巨厚层状灰岩，含白云质灰岩、白云质灰岩中，灰岩均已成大理岩，异常区外之西侧与东侧有花岗闪长斑岩以及花岗闪长岩岩脉出露。该异常通过地质钻孔验证为隐伏的铜矿体引起。

图1 激电异常位置及编号图

D2：位于D1异常之南、D3异常之北。视极化率的极大值为4.49%，视电阻率从368Ω.m到2341Ω.m间变化。异常的走向近似东西方向。已控制长约300米，宽120米左右。异常区低阻高极化特征不是很明显，有个别点的视电阻率偏高。异常位于三叠系上统嘉陵江组下段（T2j1）中层―巨厚层状灰岩，含白云质灰岩、白云质灰岩中，灰岩均已成大理岩，异常区西端有煌斑岩脉穿插。此异常为以往深部地质勘查程度较低的一个未知异常，经地质资料、异常特征以及通过此异常区的14线14个激电测深点资料的分析，推测此异常可能是由黄铜矿化引起的，从14线测深断面等值线图可见，剖面北端深部异常较好（图2）：其一，异常并没有尖灭的趋势，其二，异常值在3%-5.5%之间，比地表异常值4.49%略高。此特征我们认为可能反映了此处矿化的增强或富集。

D3：位于D2异常之南。视极化率的极大值为4.45%，视电阻率从278Ω.m到1061Ω.m间变化。异常似呈北西西向走向。此处异常分布比较零散，最长的控制在300米左右，宽约60米。此异常呈低阻高极化的特征。异常位于三叠系上统嘉陵江组下段（T2j1）中层―巨厚层状灰岩，含白云质灰岩、白云质灰岩中，灰岩均已成大理岩。此异常区北东端有石榴子石矽卡岩出露，西南端紧邻FA5构造破碎带，构造破碎带及大理岩中有石英闪长斑岩、花岗闪长斑岩岩脉穿插。推测此异常是大理岩中硫化物矿化引起。

D4：位于矿区中心部位，D3异常之东。视极化率的极大值为6.88%，视电阻率从285Ω.m到985Ω.m间变化。异常呈近东西向的椭圆状，长、宽约300米、140米。视极化率与视电阻率之间呈低阻高极化的特征。异常主要位于矿区主岩体花岗闪长斑岩中，异常北端有三叠系上统嘉陵江组中段（T2j2）灰岩捕虏体，灰岩均已大理岩化，已成大理岩，异常区内有赤铁矿、透辉石矽卡岩或矽卡岩脉穿插，通过露头观察有明显的褐铁矿化现象，矿井资料显示已开采出铁矿，推测该异常与此密切相关。

D5：位于D4异常之南，D6异常之北。视极化率极大值为5.63%，视电阻率从374Ω.m到942Ω.m间变化。异常呈近等轴状，长宽均为130米左右。此异常低阻高极化特征不明显。异常位于矿区主岩体花岗闪长斑岩之中。此异常也是以往深部地质勘查程度较低的一个未知异常，结合地质资料综合分析，此异常可能是花岗闪长斑岩体内局部的硫化物金属矿化引起。经通过异常区的24线10个激电测深资料分析，虽然从断面视极化率等值线图看（图3），深部异常并没有尖灭的趋势，但是其视极化率值仅2.5%-3.13%，异常值比地表还偏低，说明深部硫化物金属矿化并没有加强的趋势。

图2 14线ρs、ηs等值线断面图

图3 24线ρs、ηs等值线断面图

D6：位于矿区的南边，异常的视极化率极大值为8.72%，视电阻率从117Ω.m到1449Ω.m间变化。此激电异常以3.5%的等值线圈定之，异常形态呈近东西走向的条带状。已控制长度约500米，宽度约160米，但南端由于受到探矿权范围的限制，明显没有追索完毕。从视极化率与视电阻率组合特征看，此异常有较明显的低阻高极化特征。异常主要位于矿区东南端花岗闪长斑岩、花岗闪长岩与三叠系上统嘉陵江组上至下段（T2j1-3）灰岩接触带上，灰岩都已成大理岩，异常区石榴子石矽卡岩、构造破碎带非常发育，此异常区是矿区采矿的最主要地段之一。根据地质提供的钻孔资料以及矿井的资料分析，此异常是黄铜矿、黄铁矿、钼等金属矿综合引起。异常区北端出现的高值孤点异常，推测是由堆积的富含硫化物矿化的废矿石、尾砂或尾砂塘引起的。

5 结论

（1）通过本次激电中梯剖面和激电测深工作，取得了较好的地质成果。发现并圈定了区内6处激电异常，并结合地质资料以及前人的工作成果对异常进行了推断解释，其中D3、D4、D6异常区基本上穿插在矽卡岩型中，而矽卡岩（体）成矿条件较好，从而为下一步地质勘查工作的开展提供了物探资料依据。

（2）根据本次激电资料，对矿区D2和D1号激电异常，建议在今后的找矿工作中引起重视，因为它们所处地质部位较好，地质勘查程度也没有像D6号等激电异常区那样高。特别是通过D2号激电异常区的14线激电测深剖面北端深部还发现一个向北仍有延伸趋势的高极化率异常。鉴于受本次激电方法技术条件的限制，本次所能达到的最大勘探深度估计为400米左右，如果对400米以下的地质与矿产分布情况有兴趣的话，则建议选择矿区最有利的地段投入一些可控源音频大地电磁测深（CSAMT）或频谱激电测量（CR）工作，以利查明深部的地质与矿产分布情况[3]。

参考文献：

[1]周晓明.朱亚军.江卫宁.综合物化探方法在江苏某多金属矿勘查中的应用[J].2010.

[2]李金铭.电法勘探方法发展概况[J].中国地质大学.北京.1996

[3]江西省某矿区激电与地面高精度磁测工作报告.2011

[4]付良魁.电法勘探与应用 [M] .北京：地质出版社，1991.

[5]李金铭，罗延钟主编. 电法勘探新进展[M]. 地质出版社. 1996 .

[6]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].2010.

[7]关键.大功率激电在吉林某铜矿新一轮找矿中的应用[J].2002.

作者简介：

钟永鑫（1987-），助理工程师，主要从事物探及地质找矿工作。