大功率激電法在鉛鋅礦勘探中的應用研究

劉昌寧

（湖南省核工業地質局304大隊地質勘查院，湖南 長沙 410003）

作為一種重要的礦產資源，鉛鋅礦的勘探的研究工作一直都沒有停止過。近些年，有大量的鉛鋅礦的勘探實例被發表。董國成在黔西北地區，采用大功率激電法，針對這一地區的地形復雜、高程落差大的山區特點，提出了鉛鋅礦的找礦模型[1]。張盛在黔西北的另一測區，利用大功率激電中梯的方法，找到了位于下石炭統擺佐組下段的鉛鋅礦體[2]。之后的幾年里，陳國軍等利用大功率中間梯度裝置做的鉛鋅礦產掃面工作，確定了礦區的異常體靶區[3]。

季節性的降雨變化對找礦工作一樣有相應的影響，吳文賢等研究了大功率激電法在找隱伏的鉛鋅礦體過程中受到的季節性的影響問題[4]。這種影響在西南三江源地區具有很明顯的效果。同樣是在云南省的鉛鋅礦區，王超和何敏芳[5]采用了大功率激電法和電磁法相結合的方式，找到了麻栗坡縣的鉛鋅礦的激電和電阻率異常特征，為這一地區的找礦工作提供了有效的地球物理模型。

本文主要研究新疆地區的鉛鋅礦的勘探方法，類似的，新疆地礦局在這里地區做了相關的研究工作，阿力木江[6]發表了大功率電測深法的勘探結果，得出了這一方法的有效性結論。本文以某地區測區為例，從地球物理解釋的角度，詳細分析了大功率激電法的優勢，以及提供的地質地球物理信息。

1 地質概況

某地區鉛鋅礦位于新疆哈密市東部，屬大陸性氣候，晝夜溫差大，雨量稀少，年平均降雨量為80mm～109mm，且多集中在7月～8月份。春、冬季為風季，以東北風、東風為主，風力一般3級～4級，常連續刮3天～4天，最大風速18m/s。夏季炎熱，最高氣溫達30℃；冬季嚴寒，最低可達-31℃。10月中旬至次年2月為冰凍期。降雪多集中在10月至次年3月。

礦區屬中-低山區，海拔高度1900m左右，相對高差20m～70m（圖1）。西南側為高山區，海拔高度約2000m～2375m，一般比高數十至數百米，最大比高300m左右，且多懸崖陡壁，攀登十分困難。

1.1 大地構造位置

按照板塊構造理論，本區處于塔里木北部活動陸緣，進一步的構造單元劃分為卡瓦布拉克—星星峽中間地塊（圖1）。區域地層以薊縣系和石炭系為主，第四系沿溝谷分布較廣。

圖1 新疆大地構造分區示意圖

1.2 區域構造

區域大構造卡瓦布拉克斷裂（韌性剪切帶）從某地區北部通過，在某地區部分命名為沙泉子大斷裂(圖2)。

表1 某地區礦區電性參數統計表

表2 激電測深極距表

圖2 新疆斷裂系統略圖

卡瓦布拉克斷裂沿卡瓦布拉克—星星峽一帶展布，長約500km。該斷裂（韌性剪切帶）經歷了早期水平右行剪切變形和晚期僅水平左行剪切，韌、脆性變形。它控制了斷裂兩側地質構造的發展和區域內生成礦作用，沿斷裂形成一系列次級羽毛狀斷裂，并有超基性巖和基性巖體分布，見鉻鐵礦化。其宏觀變形特征、次級構造發育程度與康古爾韌性剪切帶有許多相似之處。剪切帶變形最強地區具明顯的區域Cu-Au異常。它處于華力西期花崗侵入巖與前寒武紀變質地層碳酸鹽巖接觸帶，在變形強烈的石英絹云糜棱巖中見多條含硫化物的石英脈。

1.3 物性參數測量

以往的物探工作對測區內出露的地層、巖石、礦石等的進行了標本取樣測定和分析。選取了部分露頭較好的巖石進行測定。測區內礦化露頭較少，礦石測量采用鉆孔巖芯標本進行。

露頭測量與標本測量的所得的電性參數，用來定性分析不同巖（礦）石之間的物性差異。詳細電性參數統計分別見表1。

2 方法介紹

在勘探區布設了100×20m網度的激電中梯工作，并對重點異常區不舍了對稱四極測深工作。激電中梯剖面工作采用短導線方式，AB=1500m，MN=20m；觀測區段1000m，局部達1100m。線距50m；激電測深工作采用不等比對稱四極裝置，在已知礦體上進行。對稱四極的測深極距見表2。

儀器設備采用重慶地質儀器廠生產的DJF10-2B大功率激電發送機、DJZ-10整流電源、假負載和加拿大Scintrex公司研制的IPR-12時域激電接收儀。

儀器參數為經試驗剖面后確定并應用至全區：供電時間8s，疊加4次，延時200ms，取樣寬度20ms。

大功率激電剖面測量其電流均大于5A，激電測深在大極距時其電流也大于5A。全區內所測得的數據其一次電位Vp均大于50mv，平均為303mv。

3 地球物理解釋

3.1 激電中梯剖面測量推斷解釋

本次激電中梯剖面綜合反映了接收電極MN之間20m范圍了所有巖石的電性強弱，當MN之間巖石巖性較單一時，亦可一定程度上代表MN中點巖性電性。

測區視極化率波動范圍為1.1%～13.7%，均值為7.9%，極化率從高到低依次為白云質凝灰巖、含黑色條帶硅質凝灰巖、硅化凝灰巖及輝綠巖脈、長石石英巖、鉛鋅礦化凝灰巖及石英脈、凝灰巖最低。

圖3是測區的視充電率等值線圖。測區視電阻率波動范圍為155Ωm～11459Ωm，均值為2324Ωm，各巖性視電阻率從高到低依次為：含黑色條帶的硅質凝灰巖最高，硅化凝灰巖及輝綠巖脈次之，長石石英巖、鉛鋅礦化凝灰巖及石英脈、凝灰巖等巖石電阻率均相差不大。

本次激電中梯剖面測量在礦體上對應極化率為6.4%～7.6%，電阻率為1500Ω.m～2400Ω.m，而且由ZK02、ZK101、ZK301等地質資料所知礦化較好地段均有石英脈發育，我們認為礦體與后期的熱液改造關系密切。結合該特征，我們進行激電中梯剖面工作后，在全區圈出了四個綜合異常JDⅠ-1～4。

圖3 某地區鉛鋅礦

圖4 某地區鉛鋅礦區0號剖面激電測深（AB/2）擬斷面圖

JDⅠ-1號綜合異常,位于測區中北部，長約240m，寬約63m，該區極化率為6.4%～7.6%，電阻率約為1500Ω.m～2700Ω.m。頂板埋深約220m。JDⅠ-2號綜合異常，位于測區中部，長約100m，寬約50m,該綜合異常段地表石英脈發育，與1號綜合異常類似，該區極化率7.0%～7.6%，電阻率1500Ω.m～2700Ω.m。JDⅠ-3號綜合異常，位于測區西南部，長約200m，寬約70m。極化率6.2%～7.7%，電阻率為1500Ω.m～3000Ω.m，在該綜合異常上發現石英脈及由巖脈蝕變的長石石英巖，與成礦密切相關。JDⅠ-4號綜合異常，位于測區北部，長約220m，寬約70m。極化率6.7%～7.4%，電阻率1400Ω.m～2500Ω.m，該異常與隱伏硅質巖脈伴生。

3.2 激電測深的推斷解釋

測深工作在已知礦體上進行，由測深擬斷面圖，見圖4（以AB/2為縱坐標）：①由視充電率斷面圖上可見異常呈中部視充電率值高，上下部視充電率值低的特征；見礦化及見礦部位極化率值為8.5%～9.0%。由視電阻率擬斷面圖可見礦化部位為中阻異常（電阻率1600Ω.m～2200Ω.m），測深成果與已知礦體較吻合。②礦體部位兩側各有一充電率值達9.5%～10.9%的高值異常；但結合電阻率圖來看，左側高充電率異常對應高阻異常（電阻率＞3000Ω.m），推斷為隱伏硅質巖脈；右側高充電率異常對應中阻異常（電阻率1600Ω.m～2200Ω.m），結合鉆孔編錄資料，推斷為白云質硅化凝灰巖；③由視電阻率擬斷面圖及地表130號測深點上的礦化石英脈推斷：該礦化石英脈上部為北傾，至下部深約250m處脈體轉為南傾,而礦體則富集在轉折部位，與鉆孔見礦部位吻合。④礦體賦存深度220m～380m不等。

4 結論

根據已有的地質物探資料，我們認為礦脈與后期的熱液改造密切相關，礦體極有可能為一隱伏礦體。地表130號測深點上的礦化石英脈上部為北傾，至下部深250m處脈體轉為南傾,而礦體則富集在轉折部位，與鉆孔見礦部位吻合。

JDⅠ-1、JDⅠ-2號異常都圍繞著后期發育的石英脈上，具有較好的找礦前景。JDⅠ-4號異常位于一隱伏的硅質脈體邊上，找礦前景一般，可作為一驗證異常。JDⅠ-3號異常位于工作區處，但在該礦致異常上發現石英脈及由巖脈蝕變的長石石英巖，推斷為一構造破碎帶，具有一定的成礦可能性，可作為待驗證異常。