激發極化法在銅多金屬礦中的應用實例

殷保全

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地球物理探礦隊烏魯木齊830013）

激發極化法在銅多金屬礦中的應用實例

殷保全

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地球物理探礦隊烏魯木齊830013）

通過應用實例介紹了在金屬礦勘查中,綜合應用激發極化法中的中間梯度法和對稱四極測深等觀測裝置可以發揮激電法獨特的作用,發現與礦(化)體有著直接關系的礦致激電異常,取得較好的地質找礦效果。

激電法斑巖型銅礦勘查電法找礦應用

近年來隨著地質工作程度的不斷提高，尋找中深部隱伏礦體是當前地質工作者面臨的主要任務。激電法特有的找礦效果已經成為物探方法中發現金屬礦產的重要手段。一般情況下，金屬礦產生成環境與構造、巖漿巖侵入關系密切，常與硫化物共生，而金屬硫化物具有較強的極化效應，且金屬礦體與賦礦圍巖有明顯的電阻率和極化率差異，激電法主要是研究巖礦石的電阻率和極化率特性，對于與巖漿活動和熱液作用有關的銅、金、鉛鋅、鎢、錫、鉬多金屬、貴金屬礦床，激電都會有較清晰的異常顯示，因此利用該方法能夠較準確的預測深部礦體的存在，以及直接或間接尋找金屬礦產，能夠取得較好的地質找礦效果。

1 礦區地質特征

該銅金礦位于岡底斯東段銅多金屬成礦帶內，大地構造位于岡底斯－念青唐古拉板片次級構造單元內。是在前震旦系變質巖構成的結晶基底之上，發育了一套中新生代地層。

地層：礦區出露地層有白堊系比馬組、旦師庭組，次為第四系松散堆積層。主要巖性由老到新依次為灰綠、灰色安山巖質凝灰巖、變質中細粒石英砂巖、粉砂質泥巖、含石英砂質灰巖、大理巖及矽卡巖、斜長角閃片巖、板巖、火山角礫巖等。第四系沖洪積層主要分布于礦區河谷及兩側地帶，由河卵石、礫石、砂及亞砂土組成。礦區內銅金礦層就賦存在比馬組大理巖中。

構造：礦區位于謝通門－拉薩－沃卡韌脆性剪切帶南側，受擠壓作用形成一系列近東西向展布的復式褶皺和逆沖斷裂，次級的大致平行排列斷裂以及東西向、北東向壓扭性斷裂十分發育。此外，斷裂的縱橫交錯、多期疊加、性質復雜表現為局部構造特點。

區內構造類型為褶皺及斷裂，礦區內銅金礦化帶賦存于向斜南翼比馬祖矽卡巖中。近東西向的主斷裂和南北向的次級斷裂起到了控礦、導礦及容礦的作用，斷層內大理巖中矽卡巖化發育，銅金礦體就發育在矽卡巖中。

巖漿巖：測區內出露的主要巖體為呈巖基狀侵入旦師庭組地層中的古近紀古新世中粒－粗粒斑狀黑云母花崗巖和為巖基狀產出的燕山晚期中酸性巖體，主要為古近紀漸新世中細粒花崗閃長巖、中細粒輝石閃長巖、中細粒石英閃長巖（鉀長石化中細粒閃長巖）。

變質作用：區內主變質期為燕山晚期－早喜山期。主要為區域變質、接觸變質及動力變質。

蝕變特征：巖體普遍蝕變較強，主要為矽卡巖化、破裂巖化、千枚巖化、褐鐵礦化等。

2 地球物理與地球化學特征

工作地區大部分被植被和砂礫石及浮土覆蓋，但厚度僅2～3 m，電阻率＞100 Ω·m，可以認為不會產生屏蔽層。該區的礦床類型為矽卡巖型，礦石類型為硫化物型，礦石構造為條帶狀構造、浸染狀構造，氧化礦石具蜂窩狀構造，電性反應顯著。

該區電性參數表明：巖礦石電阻率變化較大，礦石與圍巖差異達10倍以上，該區內銅礦石和銅礦化體視電阻率rs一般為n×102Ω·m，巖石的視電阻率rs一般為n×103Ω·m；巖石極化率低，而且穩定，巖石的極化率平均值變化范圍為1.08%～2.04%，礦石的極化率一般都在3以上。各類黃鐵礦化巖石，如花崗巖、角礫巖、砂巖等極化率最高，h值達12%，極化率均高于不含黃鐵礦化的其它巖石的極化率；含礦化巖石或者礦石極化率平均值為3.76%～10.5%，礦石與圍巖具有明顯的極化率和電阻率差異，因此利用極化率和電阻率參數可以圈定銅（鉬）礦（化）體的范圍，該區具備開展激電工作的地球物理前提。

根據前人在礦區開展的原生暈測定，分析了Cu、Pb、Zn、Ag、Au、W、Mo、As、Sb、Bi等10種元素，經過統計計算，10種元素的地球化學特征見表1。

表1 礦區地球化學特征值表

結果表明，Zn、W元素呈均勻性分布，Cu元素呈不均勻性分布，其它元素呈基本均勻性分布，與地殼克拉克值相比，Ag、Pb、W、As元素呈強富集特征，Au元素呈貧乏特征，其它元素接近地殼克拉克值。

3 工作方法

礦區內地球物理測量研究工作，是在地質、地球化學研究的基礎上進行的。工作區的選擇及測線的布置，主要是勘查前期地質與地球物理、地球化學測量工作所發現的異常地段。

激電中梯：在該區域布置激電中梯測量面積0.4 km2，極距采用AB=1 200 m，MN=40 m，點距20 m。

激電測深：根據激電中梯測量工作成果，在IP-2激電異常區布置了一條激電測深剖面，測深裝置選用對稱四極，ABmax=2 400 m，ABmin=6 m，以了解極化體的產狀及深部變化特征。

4 成果解釋

激電面積測量：通過激電掃面，發現了兩個較好的激電異常IP-1、IP-2，視極化率異常曲線平滑，異常幅值大，變化緩；對應視電阻率為低阻異常。對全區視極化率hs異常值剔除奇異值后進行背景值及離差的統計，確定異常下限確定為4.0%，而ρS異常的確定根據測深曲線的性質來判斷其相對高低。

IP-1激電異常：位于測區西部的5 200～5 800線，總體形態為由東向西增大的長帶狀，其外圍背景值hs基本為1%～3%。異常區長軸呈近東西走向，與地層走向基本一致，對應的視電阻率整體表現為低阻特征。異常梯度變化南陡北緩，且主異常南北兩端各有高阻低極化異常出現，測區西北方向的激電異常沒有閉合，有向西北外延趨勢。該異常范圍較大，異常強度也較高，主異常中心視極化率最高值為10.76%，對應視電阻率一般為30～500 Ω·m，異常向北側視極化率等值線有稀疏、變緩的現象，推測極化體向北埋深有增大的趨勢。視極化率異常出現在視電阻率的低值帶區，電性特征是“低阻高極化”（圖1）。

對比激電異常、化探異常和地質填圖信息，視極化異常和Cu、Au化探異常范圍基本對應，化探異常區不一定有激電異常，但是激電異常區都對應著化探異常。工作中發現在礦區西北部的花崗巖與砂巖角巖接觸帶中發育有較多浸染狀的黃鐵礦化，局部見有孔雀石，異常區有斷裂穿過，黃鐵礦化呈浸染狀分布使得整個西北部的視極化率值升高，異常呈面狀展布特征，綜合分析該異常為受斷裂構造控制產出在花崗巖與砂巖、角礫巖接觸帶中的熱液型銅金多金屬硫化物體引起。

圖1 矽卡巖型銅金礦激電綜合平面

IP-2激電異常：位于測區西部的5 800～6 100線，主異常呈窄條帶狀，近東西走向，與地層走向基本一致。異常梯度變化南陡北緩，測區向東異常基本閉合。主異常中心視極化率最高值為4.73%，對應視電阻率一般為300～800 Ω·m，也表現為“低阻高極化”的電性特征。異常向北側視極化率等值線有稀疏、變緩的現象，推測極化體向北埋深有增大的趨勢。

區內花崗閃長巖是規模最大的巖漿巖體，矽卡巖型含金銅多金屬礦床就賦存于該巖體與大理巖接觸帶上，呈不連續的近東西向串珠狀、脈狀排列。礦區東部低阻高極化特性對應著已經出露的富銅礦體，該激電異常主要由銅金等細脈浸染狀和塊狀金屬硫化物形成的礦（化）體引起。由于地表及淺部銅礦（化）體已經被采空，造成視極化率值整體不高。

激電測深：對具有較好的找礦前景的IP-1異常進行對稱四極激電測深勘查評價。激電測深剖面AA’布置在IP-1主異常上，測深斷面（圖2）顯示，在整個斷面下存在一個范圍較大的視極化率異常，下部異常未封閉，異常中心位于5～13號點下方，異常向下已經收縮，主峰異常顯示極化體向北傾斜，處在視電阻率低值帶上，呈現明顯的低阻高極化特征，且該組合特征向下未封閉。根據上述分析，推測在破碎帶里局部富集的礦體引起了該異常，該極化體的埋深估算在15～30 m。含礦巖體hs值的大小取決于其中金屬硫化物的含量，利用hs值的變化可進一步推斷銅金元素的富集地段及礦體的最厚部位。

圖2 AA’剖面激電測深斷面圖

5 工程驗證結果

在激電測深剖面異常中心布置了1個鉆孔進行驗證，結果在鉆孔見到了以Cu、Au為主的金屬硫化物礦（化）體。表層主要為黃鐵礦化的大理巖，從20 m以下斷續見到了多層脈狀或串珠狀銅金礦體。

6 結論

在本區礦石與圍巖存在有明顯電性差異的特定條件下，通過該區進行的激電工作，發現了激電異常，充分利用已有資料，將異常解釋推斷和地質工作緊密結合，對異常極化體進行了地質解釋，大致了解了極化體的產狀及埋深。經工程驗證，證實了物探的推斷解釋，激電異常由銅金多金屬礦引起，獲得了較好的找礦效果。該方法在礦體上有明顯的異常反映，在本區取得了良好的找礦效果，發揮了激電中梯在尋找隱伏金屬硫化物礦床方面優于其他物化探方法的特長。

[1]中南礦冶學院物探教研室.金屬礦電法勘探,北京:冶金工業出版社,1980.

收稿：2014-05-21