河北省赤城縣正溝銀多金屬礦激電異常特征及找礦效果的初步研究

劉春平

(華北地質勘查局五一九大隊，保定 071051)

關鍵字：激電法；激電異常；鉛銀等金屬硫化物礦體

1 地質背景

1.1 地層特征

礦區內出露地層簡單，由中生界侏羅系上統張家口組二段（J3z）的火山巖系和第四系全新統沖洪積物（Q）組成。為單斜地層，總體傾向NE,傾角在10°～30°之間。

（1）侏羅系上統張家口組二段（J3z2）：以流紋巖、流紋質角礫凝灰巖、流紋質晶屑凝灰巖為主、是銀多金屬礦的成礦圍巖。

流紋巖（λ）：淺肉紅色，斑狀結構，流紋構造、塊狀構造。斑晶為石英和正長石，含量在15%左右，粒徑1mm～1.5mm。基質為隱晶質。分布在礦區的中南部，局部見高嶺土化、硅化，是石英正長斑巖體和礦體的直接圍巖。

流紋質角礫凝灰巖（λbtf）：淺肉紅色，火山碎屑結構，角礫狀構造、塊狀構造。角礫成分為流紋質巖屑，含量在20%～40%、礫徑在2mm～10mm之間、呈棱角狀，由流紋質火山灰膠結。呈層狀產出，產狀為50°∠10～20°，分布在礦區的中北部，局部見高嶺土化，是礦體的圍巖。

流紋質晶屑凝灰巖（λtf）：淺肉紅色，火山碎屑結構、凝灰結構，塊狀構造。晶屑成分為正長石和石英，含量25%、粒徑在1mm左右，由流紋質火山灰膠結。呈層狀產出，產狀為20°～55°∠10～30°，零星分布在礦區的北部。

（2）第四系全新統沖洪積物（Q）

分布于山間河谷、山坡及山梁的鞍部等地，厚度一般1m～5m，最厚可達40m。由沖積、洪積成因的黃色土狀亞砂土、亞粘土、砂、礫石組成。

1.2 構造

區內NW向斷裂構造發育，多以蝕變破碎帶形式出現，或被后期花崗斑巖和二長斑巖脈充填，是本區的主要控礦構造。

（1）小東溝斷層（F1）

分布于礦區西部，擠壓破碎帶長1.0km左右，寬0.4m～2m，產狀為40°∠65°～75°，斷層性質是在由南北向壓應力誘導出來的剪切應力作用下形成的低序次剪裂逆斷層。擠壓破碎帶中可見硅化、高嶺土化、褐鐵礦化等蝕變。

（2）正溝東斷層（F2）

分布于礦區中部，與F1斷層平行。延伸約3km，走向300°～320°，總體傾向NE，局部反傾，傾角45°～75°，亦屬逆斷層。擠壓破碎帶寬約1m～13m，有石英正長斑巖脈侵位。破碎帶內蝕變發育，主要蝕變有鐵錳碳酸鹽化、硅化、褐鐵礦化等，并可見鉛鉬銀礦化。是本區的主要容礦構造。

（3）二道溝東斷層（F3）

分布于礦區東北部邊界地段，長約1.0km，走向325°，傾向N E，傾角65°～70°。斷層性質屬正斷層。

（4）NNE向斷裂構造

NNE向斷裂構造不發育，以蝕變破碎帶形式出現。是本區的次要容礦構造。

（5）節理構造

礦區流紋巖、流紋質角礫凝灰巖中節理裂隙較發育，按其產狀不同，大致可分為兩組：

（1）NWW向節理：傾向200°～210°，傾角75°～80°。（2）NNE向節理：傾向280°～300°，傾角75°～80°。以上兩組節理裂隙中，都不同程度的見有硅化、褐鐵礦化蝕變現象，其中NWW向節理中蝕變強度較大，在物化探異常帶地段內最為發育，多被后期白色的硅質、黃鐵礦細脈充填。是本區的主要容礦構造。

1.3 巖漿巖特征

區內巖漿活動強烈，以晚侏羅世火山活動為主，侵入活動為輔。火山巖廣泛分布，侵入巖多呈巖株或脈巖出露，巖性包括石英正長斑巖（λξπ）、花崗斑巖（rπ）、二長斑巖（ηπ）、輝綠巖（βμ）等。

石英正長斑巖（λξπ）：呈巖株狀出露在區的西部和南部，巖石呈肉紅色、淺肉紅色，斑狀結構，塊狀構造。斑晶為正長石和石英，含量在20%左右，粒徑1mm，基質為隱晶質。局部巖石具似斑狀結構，風化強烈，具輕微高嶺土化，呈風化沙狀。

花崗斑巖（rπ）、二長斑巖（ηπ）、輝綠巖（βμ）呈巖脈狀產出，零星分布在礦區內。其中輝綠巖（βμ）脈與鉛銀礦化密切。

2 方法概述

本次物探測量工作使用重慶奔騰數控技術研究所生產的WDFZ-10型大功率直流激電發送系統，配套的有進口17千瓦發電機、整流源、發送機和接收機等。供電方式采用周期為16秒、占空比1:1的雙向短脈沖制式。自動記錄供電電流和供電時間，每分鐘記錄一次，記錄精度為0.001A，當電流波動不大于2%時，可視為恒流。接收機工作參數設置為斷電延時100ms，取樣寬度40ms，測量疊加次數為2次，自動記錄觀測時間、存儲號、一次電位V1和四塊積分面積的極化率值ηs1-4。

激電中梯面積測量和剖面測量工作采用短導線、中間梯度裝置形式，供電極距AB=1500m，測量極距MN=40m，測量點距=20m。供電導線的鋪設位置距離觀測導線在20m以遠，絕緣電阻不低于3MΩ。觀測不極化電極瓶的開工極差小于2mv，收工極差小于5mv。不同供電環進行連續觀測時，供電環的接頭處均有2～3個重復觀測點。遇到觀測數值出現異常或不穩定時均進行了重復觀測和確認。

激電中梯面積測量范圍控制在AB中間的2/3區段內進行，實施一線供電多線測量的工作方式，旁測線距主供電線最大距離不大于1/5AB。

激電中梯剖面測量范圍控制在AB中間的1/2區段內進行，各條剖面線均為主供電線。

激電測深剖面測量采用對稱四極裝置形式，最小供電極距AB/2=2.5m，最大供電極距AB/2=1500m，最小觀測極距MN/2=0.5m，最大觀測極距MN/2=40m。具體排列情況詳見表1。

表1 激電測深供電極距與測量極距排列表

實際野外工作過程中嚴格按照中華人民共和國地質礦產行業標準DZ/T0070-2016《時間域激發極化法技術規定》規范要求執行。

3 勘探原理

通過表2可知區內電性特征為：鉛銀礦（化）石和破碎蝕變帶極化率最高，平均值分別達到了6.97%和3.27%，而其他巖漿巖和地層極化率均在2.0%左右，而蝕變破碎帶電阻率變化較大，電阻率值在2000Ω·m與區內地層電阻率基本相似。

激電測量是以巖（礦）石與圍巖的電性差異為基礎，結合該區電性參數，該區鉛銀礦（化）石高極化與圍巖低極化特征有明顯電性差異。綜上所訴，該區內的目標地質體與圍巖之間存在明顯的極化率差異，為在該區開展激電找礦工作提供了良好的地球物理前提。

表2 巖（礦）石標本電參數統計表

4 激電異常解釋

4.1 平面異常解釋

礦區內出露的地層除溝谷中為第四系覆蓋外，主要是上侏羅統張家口組二段地層，其巖性為流紋質沉凝灰巖、流紋質晶屑凝灰巖、流紋質角礫凝灰巖和流紋巖等，巖漿巖脈出露較廣泛，主要有石英正長斑巖脈、正長斑巖脈和石英正長巖脈等。巖漿巖脈和凝灰巖類的接觸帶部位有礦化蝕變顯示。區內共發現SP1、SP2、SP3、……SP7等7條主要礦化蝕變帶，它們是本區成礦的有利地段，也是本次物探找礦的重點靶區

綜合分析研究河北省赤城縣正溝銀多金屬礦預查地質、物探綜合平面圖看出，在區內發現7處較明顯的物探平面激電異常。為便于推斷解釋，把這些平面激電異常分別編號為IP1、IP2、IP3、IP4、IP5、IP6和IP7號異常，異常位置大都與SP1、SP2、SP3、SP4、SP5、SP6和SP7號礦化蝕變帶位置相對應，初步推斷激電異常是這些化蝕變帶所引起（詳見圖1）。

圖1 地質、物探綜合平面圖

（1）IP1號異常位于礦區的西北邊部，視極化率異常平面形態不太規則，呈近似長條狀,北西方向展布，北西向長度800m左右，寬度200m左右。異常區內出現2個視極化率異常中心。異常中心視極化率值將近2.5%，屬于弱激電異常。在SP1號視極化率異常區內，與其相對應的視電阻率異常呈明顯的條帶狀高阻異常，異常中心視電阻率值超過3500Ω·m，高阻低極化特征非常明顯。

地質上已查明IP1號異常右側中南段有SP1號礦化蝕變帶存在，礦化蝕變帶的走向與IP1號物探激電異常走向相一致，由此推斷IP1號異常是SP1號礦化蝕變帶引起的，可作為進一步找礦的靶區。

（2）IP2號異常位于Ⅰ號異常的右邊，相距600m左右。視極化率異常平面形態呈長條狀，北西方向展布，北西方向長度斷斷續續橫穿整個測區，異常寬度300m左右，呈多個視極化率異常中心，異常中心視極化率值在2.5%左右，屬于弱激電異常。與其相對應的視電阻率異常呈明顯的條帶狀高阻異常，北段的異常中心視電阻率值超過3000Ω·m，南段的異常中心視電阻率值將近8000Ω·m，超高阻弱極化特征非常明顯。

靠近IP2號異常帶北端部位有SP3號礦化蝕變帶出露，由此推斷IP2號異常與SP3號礦化蝕變帶關系密切，不排除該部位有隱伏硫化物礦(化)體存在，可作為進一步找礦勘查的對象。

IP2號異常位于測區的南下邊，異常平面形態呈長條狀，北西方向展布，北西方向長1000m左右，異常寬度100m左右，有幾個較弱異常中心，異常中心視極化率值在2.5%左右，屬于弱激電異常。與其相對應的視電阻率異常呈明顯的條帶狀高阻異常，高阻弱極化特征非常明顯。異常區內未見明顯的礦化蝕變現象，因此初步推測激電異常與出露的正長斑巖關系密切。

（4）IP4號異常位于礦區的中南邊，異常呈長條狀，北西向展布，長1200m左右，寬200m左右。異常區內出現兩個較強異常中心，最高異常中心視極化率值為4%，比其它異常值均高。與其相對應的視電阻率異常呈明顯的超高阻異常，異常中心視電阻率值超過6000Ω·m，相對高阻高極化特征明顯。

IP4號異常南部異常位置有SP7礦化蝕變帶出露，由此分析推斷，IP4號異常應是SP7礦化蝕變帶引起的,異常幅值較高，具有很好的找礦指示前景，可作為本區進一步尋找隱伏金屬硫化物礦（化）體的首要靶區。

（5）IP5號異常位于測區的南下邊、IP4異常的東北側，異常平面形態呈長條狀，北西方向展布，北西方向長800m左右，異常寬度100m左右，有幾個較弱異常中心，異常中心視極化率值在2.5%左右，屬于弱激電異常。與其相對應的視電阻率異常呈明顯的條帶狀高阻異常，高阻弱極化特征非常明顯。IP5異常區域內地層巖性為凝灰巖，伴有微弱礦化蝕變顯示，因此該異常主要是由礦化蝕變和凝灰巖引起的，可以作為找礦的參考。

（6）IP6號異常位于IP5號異常的東邊，異常平面展布呈長條狀，北西走向，沿走向長度3000m左右,異常平均寬度200m左右。異常區內有多個異常中心，異常中心最高視極化率值超過3%。與其相對應的視電阻率異常呈明顯的超高阻異常，異常中心視電阻率值將近6000Ω·m，為明顯的超高阻中極化特征。

該異常部位中部有SP5礦化蝕變帶出露，SP5礦化蝕變帶的兩端分別靠近IP7號異常和IP6號異常，由此分析推斷，IP6號異常應與SP5礦化蝕變帶關系密切,具有一定的找礦指示前景。

（7）IP7號異常位于IP6號異常的東側，異常平面展布呈近似長條形，北西向展布，長2000m左右，寬200m左右，有多個異常中心，異常中心最高視極化率值將近3%，屬于弱異常。與其相對應的視電阻率異常呈明顯的超高阻異常，異常中心視電阻率值超過6000Ω·m，呈高阻中極化特征。

該異常部位的西側有SP5礦化蝕變帶出露，由此推斷IP7號異常與SP5號礦化蝕變帶有一定的關聯度，對進一步找礦有較好的指示作用。

4.2 典型測深剖面解釋及鉆孔驗證結果

本次激電工作對圈定所有局部異常進行了激電測深測量，共合計8條激電中梯剖面。本次對IP6號異常P5勘探線激電測深剖面進行重點解剖。

由圖2可知在剖面的174號點附近出現較明顯的激電異常，異常寬度100m左右,異常幅值超過3%，所處的地質環境均為流紋巖，剖面的視電阻率ρs值上下跳躍明顯，在127號點、170號點和221號點附近視電阻率ρs幅值將近達到6000Ω·m。

圖2 地質、物探綜合剖面圖

分析研究P5剖面測深擬斷面圖看出，在172號和186號點地表下面出現較明顯的激電異常，異常位置與剖面異常位置相對應。視電阻率異常部位與視極化率異常部位相對應，呈明顯的高阻中極化特征。根據剖面和測深擬電斷面圖分析，極化體的中心埋深在100m左右。和SP5號礦化蝕變帶對應較好，可進行深部驗證。

經鉆孔ZK5-1鉆探驗證，在67.54m～87.7m深度范圍內發現以鉛銀為主的金屬硫化物礦體，鉆孔穿礦厚度20.16m。礦體賦存位置與極化體的中心埋深對應較好，該高阻中極化的激電異常應是礦致異常。該區找礦前景較大。

5 結論

通過激電中梯面積測量工作，圈定出了IP1-IP77個激電異常，其中有5個激電異常與蝕變帶基本對應了，它們對本區找礦具有較好的指導意義。

通過激電剖面測深工作，一方面對平面異常進行了查證，另一方面對礦（化）體的深部賦存狀態、規模、產狀和中心埋藏深度等情況有了大致的了解，為下一步的鉆探驗證找礦工作提供了依據。經鉆孔驗證在67.54m～87.7m深度范圍內發現以鉛銀為主的金屬硫化物礦體，鉆孔穿礦厚度20.16m。礦體賦存位置與極化體位置吻合較好，應為礦致異常。由此可知激電法在本區取得了較好的找礦效果。