物探電法在豫西盧氏北溝金礦中的應(yīng)用

王文慶 李 佳 袁 穎

（河南省地礦局第一地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

受探礦權(quán)方委托，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院承擔(dān)了豫西盧氏北溝金礦區(qū)的物探工作任務(wù)，以尋找金等多金屬礦床為目的，用物探方法圈定具有進(jìn)一步工作價(jià)值的靶區(qū)，為下步工作提供依據(jù)。

激電法在尋找金屬礦的電法勘探方法中是比較有效果的[1]。把工作區(qū)的地質(zhì)實(shí)際和成礦因素綜合起來(lái)加以分析，選擇激電法作為基本的勘探方法，勘探的主要目的是對(duì)1：10 000 中間梯度法掃面進(jìn)行分析，找到激電異常區(qū)，并在這個(gè)異常區(qū)域布設(shè)綜合剖面，分析和確定礦體的分布范圍和規(guī)模大小。

1 工區(qū)地質(zhì)概況

工作區(qū)位于秦嶺褶皺系北秦嶺褶皺區(qū)，區(qū)域上出露的是一套中深變質(zhì)巖系地層，斷裂構(gòu)造復(fù)雜巖漿熱液活動(dòng)頻繁，巖石變形變質(zhì)強(qiáng)烈。

1.1 構(gòu)造

這一地區(qū)具有復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，斷裂構(gòu)造發(fā)育，總體呈現(xiàn)北西西向展布，斷裂帶顯示多次變形的特征。

在朱陽(yáng)關(guān)—夏館斷裂與南部的獅子坪斷裂之間發(fā)育有背斜褶皺，由峽河巖群地層組成，軸向300°，傾角40°～70°，受斷裂影響，背斜褶皺發(fā)育不完整。

1.2 地層

該區(qū)成礦地層主要為中元古界峽河巖群、中元古界寬坪巖群、下古生界二郎坪群。

中元古界峽河巖群為一套中淺變質(zhì)的陸源碎屑巖、鈣硅酸鹽巖夾雜質(zhì)大理巖及中基性火山巖組合，分為寨根巖組（Pt2z.）和界牌巖組（Pt2j.）。巖性為石英巖、含云母長(zhǎng)石石英巖、云母石英片巖、云母片巖等。界牌巖組的銻元素含量是區(qū)域巖石平均含量十幾倍，是金、銻多金屬礦的成礦源巖。

中元古界寬坪巖群主要分布在瓦穴子——喬端斷裂以北，南側(cè)與二郎坪群斷層接觸，為一套變質(zhì)碎屑巖—基性火山巖—碳酸鹽巖組合，為層狀無(wú)序構(gòu)造巖石地層單位，是區(qū)內(nèi)貴金屬礦的成礦源巖。

下古生界二郎坪群主要分布于朱陽(yáng)關(guān)—夏館斷裂帶以北，為一套沉積—火山巖系，是區(qū)內(nèi)多金屬礦的成礦源巖。分為大廟組、火神廟組。火神廟組是區(qū)內(nèi)金多金屬礦主要含礦層位。

1.3 侵入巖

本地區(qū)巖漿很活躍，主要是中酸性侵入巖，分布于晉寧期至燕山晚期。巖漿巖規(guī)模不均，其主要特征是加里東期黑云母二長(zhǎng)花崗巖，并且分布面積較大。頻繁的巖漿活動(dòng)，促進(jìn)了本區(qū)礦產(chǎn)的形成。

晉寧期以二長(zhǎng)花崗巖體為主，加里東期大部分是二長(zhǎng)花崗巖體，其次還有石英閃長(zhǎng)巖體、輝長(zhǎng)巖體。

燕山期主要出露為黑云母二長(zhǎng)花崗巖體和花崗斑巖體，與成礦關(guān)系密切，為成礦提供了熱源與礦源。燕山期花崗巖類巖石經(jīng)微量元素分析表明，金、銻含量普遍比區(qū)域巖石平均含量高4～5 倍，說(shuō)明區(qū)內(nèi)金、銻礦化與燕山期花崗巖緊密相關(guān)。

2 礦產(chǎn)分布情況

區(qū)域上礦產(chǎn)比較豐富，屬北秦嶺金銅銀等成礦帶，伏牛山金銻多金屬成礦區(qū)。主要有銻、金、砷、銅、稀有金屬（鈮、鉭、鋰、鈹、銫）、鉛、鐵、花崗石等礦產(chǎn)，以銻、金等礦產(chǎn)的工業(yè)意義較大。

區(qū)內(nèi)主要礦（床）點(diǎn)有：澗北溝金礦、銀洞山、王莊、大紅溝、大河溝、掌耳溝、慶家溝等銻礦、正溝金礦點(diǎn)、栗樹坪金礦點(diǎn)、南陽(yáng)山鈮鉭礦、七里溝鈮鉭礦等。除銀洞山和王莊銻礦為中型礦床外，其他則規(guī)模較小。

3 工作區(qū)巖石電性特征

3.1 區(qū)域電性特征

由資料可知，第四、三系的電阻率和極化率很低。主要圍巖中含堇青石云母石英片巖、斜長(zhǎng)角閃巖為中低電阻、中低極化。石英巖電阻次高，中高極化；炭質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)板巖顯示低電阻、高極化。而區(qū)內(nèi)含金、銀硅化黃鐵礦化綠泥石片巖及石英脈為高電阻、高極化。分析可知，電阻率和極化率在本區(qū)內(nèi)的礦（化）體與圍巖之間存在一定的差別，這就是使用電法勘查的一個(gè)首要條件。

表1 巖（礦）石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)

3.2 工作區(qū)巖（礦）石電性特點(diǎn)

電性標(biāo)本取自重點(diǎn)工作區(qū)的地表露頭和采坑內(nèi)，一共采集測(cè)定標(biāo)本38塊，測(cè)定結(jié)果見表1：

從上表可以看出，工區(qū)黃鐵礦化綠泥石化石英片巖、硅化黃鐵礦化綠泥石片巖、硅化石英雜砂巖、黑色石英脈電性呈現(xiàn)高極化率、高電阻率特征，極化率大部分在4.0%～10.0%之間，最大值為18.11%，電阻率一般在2 500～7 000ΩM，炭質(zhì)頁(yè)巖電性呈現(xiàn)稍高極化率、低電阻率特征，極化率在4.0%～4.5%之間，最大值為4.57%，電阻率較低，一般在100～400ΩM，斜長(zhǎng)角閃巖、閃長(zhǎng)巖、變細(xì)碧巖、花崗閃長(zhǎng)巖極化率較低，一般在1.5%～2.5%之間，電阻率不太高，一般在500～2 000ΩM 之間，而含黃鐵礦變石英雜砂巖、變砂巖，具有高電阻率特征，一般在5 000ΩM以上。

4 野外激電數(shù)據(jù)的采集與處理

4.1 工作方法

激發(fā)極化法（簡(jiǎn)稱激電法），是指在人工電場(chǎng)控制下，分析地下巖石、礦石發(fā)生的物理和電化學(xué)效應(yīng)之間的差異，是電法勘查法之一。

激電法的常用裝置有以下幾種：中間梯度裝置、偶極裝置、近場(chǎng)源裝置和聯(lián)合剖面裝置。此次勘測(cè)中使用的方法是激電中梯和對(duì)稱四極測(cè)深。

這次野外勘探采用雙向短脈沖供電方式，以短導(dǎo)線方式測(cè)量，供電時(shí)間為8s，周期為32s，斷電延時(shí)為100ms，最小供電電流為1.5A，激電中梯測(cè)量點(diǎn)距為20m，供電極距AB 為1 400m（綜合剖面為2 000m），測(cè)量極距為40m。

4.2 測(cè)線布置

這個(gè)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造方向主要呈現(xiàn)北西西向，以垂直構(gòu)造方向來(lái)布置測(cè)線，為北偏東。測(cè)線間距100m，網(wǎng)格為100m×20m，后根據(jù)測(cè)量結(jié)果，在中部布置了綜合研究剖面。

因該區(qū)雨水較多，供電和接收條件都良好，用多根鋼質(zhì)電極組供電釆，接收用不極化電極。

4.3 數(shù)據(jù)處理與成圖

這些被采集來(lái)的激電數(shù)據(jù)，僅把電阻率經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地形改正，極化率不進(jìn)行地形改正，使用武漢中地信息工程有限公司開發(fā)的MAPGIS 軟件繪制圖形。

5 激電異常的識(shí)別和推斷

5.1 異常的判識(shí)

經(jīng)過(guò)對(duì)工區(qū)視極化率ηs 平面等值線圖的解析，根據(jù)（表1）所測(cè)的標(biāo)本極化率值，作者確定工作區(qū)極化率大于3.5%（經(jīng)驗(yàn)值）為異常，為此在工作區(qū)確定出2個(gè)激電異常，編號(hào)為Dη-1、Dη-2。

5.2 工作區(qū)異常分述;

Dη-1 異常出現(xiàn)在測(cè)區(qū)中部，其異常呈現(xiàn)條帶狀，走向約80°～90°，并且和構(gòu)造帶的走向大體相同，長(zhǎng)約200m，寬約100m，曲線南緩北陡，具體位置在測(cè)區(qū)14 線至18 線的232～244 號(hào)點(diǎn)之間，視極化率ηs 極大值為6.3%，大部分在4.5%～5.0%之間，和此位置相對(duì)應(yīng)的高阻很異常，視電阻率ρs 值在1 500～2 500ΩM 之間。出露地層巖性為小寨組（PzX2）黑云石英片巖變質(zhì)巖，激電異常和金銀化探異常吻合很好，經(jīng)過(guò)分析可得出，激電異常是含黃鐵礦化金銀礦化體引起的，建議進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

測(cè)區(qū)主要的異常是Dη-2，處于勘測(cè)區(qū)的中南部，是似矩形的帶狀異常，走向約100°，和構(gòu)造帶的方向大體相同，長(zhǎng)約600m，寬約200m，曲線呈現(xiàn)南緩北陡形態(tài)，具體位于測(cè)區(qū)14線至26線的202-224號(hào)點(diǎn)之間，這個(gè)異常面積較大，是高值視極化率異常，視極化率ηs 極大值為10.4%，大部分在6.0-8.0%之間，這個(gè)異常的中心區(qū)在14線至18 線的206-220 號(hào)點(diǎn)之間，視極化率ηs 值大部分在6.5%以上。和這個(gè)位置相對(duì)的是高阻異常表現(xiàn)，視電阻率ρs 值在1 500～3 000ΩM 之間。出露地層為小寨組（PzX2）黑云石英片巖，激電異常和金銀化探異常呈現(xiàn)良好的對(duì)應(yīng)狀態(tài)，可以初步得出激電異常是因?yàn)榻疸y礦化體的原因，為礦致異常，建議進(jìn)一步鉆探加以驗(yàn)證。

5.3 為更深入地了解工作區(qū)電性地質(zhì)體的產(chǎn)狀和埋深，在基本控制主要異常Dη-1、Dη-2位置上布置了14線激電中梯和測(cè)深工作，繪制了綜合剖面圖。

圖1 綜合剖面圖

分析綜合剖面圖（見圖1）能夠得出，激電中梯ηs 背景在3.5%左右，在206-226 號(hào)點(diǎn)中間有高視極化率異常情況，對(duì)應(yīng)位置為Dη-2 激電異常，在232-238 號(hào)點(diǎn)中間有次高視極化率異常情況，對(duì)應(yīng)位置為Dη-1 激電異常，激電異常ηs 值一般在5.0%以上，對(duì)應(yīng)的視電阻率為高阻，ρs在1 000～2 000ΩM左右。

由激電測(cè)深等值線斷面圖（見圖2、3）可以看出，198-216號(hào)點(diǎn)中間深部有高極化情況呈現(xiàn)，234號(hào)點(diǎn)附近有高極化情況呈現(xiàn)，190-216號(hào)點(diǎn)之間和230-236號(hào)點(diǎn)之間有高阻地質(zhì)體的呈現(xiàn)。

圖2 激電測(cè)深ηs等值線斷面圖

圖3 激電測(cè)深ρs等值線斷面圖

把測(cè)深的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)反演（帶地形高密度電法二維反演軟件）得出極化率模型（見圖4）、電阻率模型（見圖5），通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析可知，極化率模型在196-206號(hào)點(diǎn)之間120～250m 深處有極化體存在，在216-226 號(hào)點(diǎn)之間80～150m深處有極化體存在，極化體呈現(xiàn)南傾狀態(tài)，北部頂板埋深大約100 米，南部約250m，238 號(hào)點(diǎn)附近深50～70m 左右有極化體。電阻率模型可以分析看出，在198-208號(hào)點(diǎn)之間80～250m深度有高阻體，在230-236號(hào)點(diǎn)之間50～80m深度有高阻體，這也相互印證了這個(gè)區(qū)域有高極化高阻地質(zhì)體。

圖4 極化率ηs模型解釋結(jié)果

圖5 電阻率模型解釋結(jié)果

6 結(jié)論與建議

這次應(yīng)用物探電法在勘測(cè)區(qū)域里發(fā)現(xiàn)了較有價(jià)值激電異常2個(gè)，分別為Dη-1、Dη-2，提供了新的找礦信息。部分地區(qū)及剖面上出現(xiàn)的性質(zhì)不明異常，需要進(jìn)一步查證；激電Dη-1、Dη-2、異常，與構(gòu)造帶的走向基本一致，位于區(qū)內(nèi)成礦有利部位，推斷為礦致異常，建議在14線對(duì)激電Dη-1、Dη-2主異常進(jìn)行鉆探工程驗(yàn)證，工程布置位置考慮在14線220號(hào)點(diǎn)和199號(hào)點(diǎn)。2014年1月，根據(jù)此次物探成果，對(duì)地質(zhì)、物探、化探進(jìn)行綜合研究，在該線220 號(hào)點(diǎn)施工鉆孔一個(gè)，在130m 見礦，和物探結(jié)果吻合較好。

［1］武漢地質(zhì)學(xué)院金屬物探教研室.電法勘探教程［M］.北京：地質(zhì)出版社，1980.