EH4在黔西北洗線溝-蔣家灣子鉛鋅礦區(qū)找礦勘查中的應(yīng)用

盧 卯，楊朝貴，農(nóng)觀海，蒲慶隆，蔡國(guó)盛

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550005)

0 引言

洗線溝—蔣家灣子鉛鋅礦區(qū)，屬埡都—蟒洞斷裂成礦帶，位于揚(yáng)子地臺(tái)西沿、川—滇—黔鉛鋅成礦域東側(cè)，西與小江斷裂，南與師宗—彌勒斷裂構(gòu)成了川、滇、黔鉛鋅成礦域，又屬峨眉山火成巖省的東區(qū)東緣部分，具有形成大型礦床的構(gòu)造“邊緣”成礦特征，該斷裂帶是區(qū)域上重要的鉛鋅成礦帶和導(dǎo)控礦構(gòu)造[1]。帶上礦床礦點(diǎn)60余處，各礦床探獲的鉛鋅資源總量超過(guò)700萬(wàn)噸，其中豬拱塘鉛鋅礦探明鉛鋅金屬資源量達(dá)大型礦床，單個(gè)礦體儲(chǔ)量達(dá)275萬(wàn)噸[2]。帶上鉛鋅礦受構(gòu)造控制明顯，礦體賦存于次級(jí)構(gòu)造和層間破碎帶中，串珠狀、透鏡狀和條帶狀分布，判斷構(gòu)造的分布及深部空間形態(tài)是找礦的重要標(biāo)志之一。EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)是金屬礦找礦的一種行之有效的方法，在成礦預(yù)測(cè)及控礦構(gòu)造解譯方面有不少應(yīng)用[3-7]。

本文就黔西北洗線溝—蔣家灣子鉛鋅礦勘查過(guò)程中EH4電導(dǎo)率成像系統(tǒng)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常特征分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)EH4電導(dǎo)率成像對(duì)斷裂及低阻地質(zhì)體有明顯的異常反應(yīng)，在碳酸鹽巖地區(qū)，能夠很好地反映深部構(gòu)造延伸情況，綜合地質(zhì)特征推斷可能的成礦位置，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，找礦的地質(zhì)效果良好，可為區(qū)內(nèi)同類(lèi)型深部鉛鋅礦勘查提供直接或間接找礦的物探依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)內(nèi)地層以石炭系、二疊系、三疊系分布最廣，發(fā)育最完全，厚度最大，出露的各年代地層巖性以碳酸鹽巖為主(圖1)。該區(qū)構(gòu)造應(yīng)變非常復(fù)雜，NW向、NNE向構(gòu)造輪廓十分醒目，并以逆沖斷層、緊密褶皺發(fā)育為特征。而NW向的埡都—蟒硐構(gòu)造帶，是區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形最強(qiáng)烈的地帶，以NW向F1高角度逆沖斷層為主，構(gòu)成黔西北地區(qū)有名的埡都—蟒硐鉛鋅銀鐵金屬成礦帶，凡F1斷層通過(guò)的地段都不同程度有鉛鋅礦產(chǎn)出，草子坪Ⅰ號(hào)礦體、筲箕灣Ⅱ號(hào)礦體、蟒硐Ⅰ號(hào)礦體均產(chǎn)于F1斷層的次生斷裂構(gòu)造帶中，發(fā)現(xiàn)的主要礦床有豬拱塘鉛鋅礦(超大型)、筲箕灣鉛鋅礦(中型)，其他尚有朱砂廠、草子坪、埡都、蟒硐等鉛鋅礦床[8]。該區(qū)鉛鋅礦具有多層位礦化特點(diǎn)，以石炭系的擺佐組、黃龍組和二疊系的茅口組、棲霞組含礦最優(yōu)，規(guī)模較大；灰?guī)r、白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r是區(qū)內(nèi)主要容礦巖性；圍巖蝕變主要見(jiàn)白云石化、方解石化、黃鐵礦化、鐵錳碳酸鹽化、褐鐵礦化、重晶石化及硅化等；成礦帶上逆沖斷層及緊密褶皺發(fā)育與成礦關(guān)系密切，具分級(jí)控礦特點(diǎn)，往往構(gòu)造活動(dòng)帶控制成礦帶，構(gòu)造復(fù)雜段控制礦田、礦床，背斜近軸部、層間破碎帶、斷層交匯部位直接控制礦體的產(chǎn)出，即該區(qū)斷層控礦主要表現(xiàn)為斷裂直接含礦和層間破碎帶含礦兩種形式。

圖1 黔西北埡都—蟒硐鉛鋅成礦帶區(qū)域地質(zhì)及礦產(chǎn)分布圖Fig.1 The regional geology map and mineral distribution ofYadu-Mangdong lead-zinc metallogenic zone in Northwest Guizhou

1.2 礦區(qū)地質(zhì)

洗線溝鉛鋅礦區(qū)北西鄰接鼎盛鑫礦業(yè)公司的豬拱塘鉛鋅礦區(qū)(特大型)[9]，位于埡都—蟒硐鉛鋅成礦亞帶南東段(圖2)。出露的地層：下志留統(tǒng)韓家店組(S1h)，泥盆系的丹林組(D1d)、舒家坪組(D1sh)、邦寨組(D2b)、獨(dú)山組(D2d)、望城坡組(D3w)及堯梭組(D3y)，石炭系的祥擺組(C1x)、舊司組(C1j)、上司組(C1sh)、擺佐組(C1-2b)、黃龍組(C2h)及馬平組(C2P1m)，二疊系的梁山組(P2l)、棲霞組(P2q)、茅口組(P2m)，中上二疊統(tǒng)峨眉山玄武巖(P2-3em)，第四系零星分布于山間盆地及地勢(shì)低洼的地區(qū)[10]。與鉛鋅礦成礦關(guān)系較為密切的主要為碳酸鹽巖，含礦圍巖主要為二疊系棲霞組、茅口組灰?guī)r，石炭系的擺佐組、黃龍組白云巖，泥盆系獨(dú)山組灰?guī)r。

礦區(qū)構(gòu)造主要由NW向主斷裂F4及近SN向派生的張性分支斷裂F1、F2構(gòu)成。地層傾向SW，傾角5°～10°方向傾斜的單斜構(gòu)造特征，局部疊加有小型背向斜構(gòu)造，構(gòu)造復(fù)雜，其層間剝離帶、張性斷裂空間及隱伏羽狀張裂空間見(jiàn)鉛鋅礦氧化礦和硫化礦。鉛鋅礦石主要為近地表氧化及混合鉛鋅礦石，深部原生含黃鐵礦的塊狀硫化物礦石和無(wú)黃鐵礦的細(xì)脈狀、斑塊狀硫化物礦石。礦體圍巖為灰?guī)r或白云石化灰?guī)r，局部底板為炭質(zhì)砂頁(yè)巖層。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)及物探工作布置圖

從地質(zhì)條件分析可知，該區(qū)斷層、斷層破碎帶、層間破碎帶及斷層與次級(jí)斷層交匯部位控礦特征明顯，在找礦勘查過(guò)程中尋找深部盲礦體，對(duì)深部構(gòu)造空間形態(tài)的判斷及構(gòu)造與低阻地質(zhì)體和圍巖的關(guān)系具有重要意義，是深部礦產(chǎn)勘查需要查明的關(guān)鍵因素。

2 地球物理特征

成礦區(qū)位于我國(guó)第二條一級(jí)重力梯度帶—賀蘭山—六盤(pán)山—龍門(mén)山—烏蒙山重力異常梯度帶南段，位于川滇黔菱形地塊[11]北東邊界上，康定—大關(guān)—水城斷裂構(gòu)造帶沿菱形地塊的北東邊界分布。本區(qū)航磁異常“反映深部磁性相當(dāng)范圍內(nèi)與黔中隆起重合”，其區(qū)域構(gòu)造(隆起、斷裂)、巖漿巖等反應(yīng)十分明顯，具構(gòu)造成礦地質(zhì)背景。

2001至今，貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在該區(qū)已有較全面的各類(lèi)巖礦石的電阻率參數(shù)測(cè)量，收集統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。根據(jù)表1中數(shù)據(jù)，可總體歸納如下：梁山組劣質(zhì)煤、舊司組、上司組含炭質(zhì)灰?guī)r電阻率幾何平均值低于500 Ωm，表現(xiàn)為低電阻率特征，而石英砂巖與深灰色頁(yè)巖電阻率幾何平均值為1892 Ωm，表現(xiàn)為較高電阻率特征；韓家店組頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖電阻率幾何平均值低于1006 Ωm，表現(xiàn)為較低電阻率特征；望城坡組—堯梭組灰?guī)r和白云化灰?guī)r電阻率幾何平均值為3027 Ωm，表現(xiàn)為較高電阻率特征；含礦圍巖棲霞組、茅口組灰?guī)r、擺佐組、黃龍組白云巖、獨(dú)山組灰?guī)r表現(xiàn)為高阻特征明顯，電阻率幾何平均值大于7286 Ωm；塊狀黃鐵礦及鉛鋅礦電阻率幾何平均值874 Ωm，塊狀鉛鋅氧化礦電阻率幾何平均值1204 Ωm，土狀鉛鋅氧化礦電阻率幾何平均值101 Ωm，鉛鋅礦表現(xiàn)為明顯的低電阻率特征。

綜上，梁山組劣質(zhì)煤、舊司組、上司組含炭質(zhì)灰?guī)r與土狀鉛鋅氧化礦、韓家店組頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖與塊狀鉛鋅氧化礦具有相似的電性特征，兩者均不是該區(qū)的含礦圍巖，其分布往往可以結(jié)合地質(zhì)進(jìn)行識(shí)別。由此可見(jiàn)，鉛鋅礦與圍巖具有明顯的電性差異，具有電法尋找鉛鋅礦的物性前提。

3 EH4物探方法及異常解釋

3.1 EH4物探方法介紹

EH4電磁測(cè)深是金屬礦找礦的一種行之有效的方法，主要研究巖石的電阻率。通過(guò)接收地下不同頻率的電磁波，探測(cè)地層電阻率變化[6]，通過(guò)研究解釋地電電阻率剖面差異來(lái)識(shí)別異常體地下空間形態(tài)，具有直接找低阻體礦致異常和推斷構(gòu)造達(dá)到間接找礦的目的。該方法具有勘探深度大、成果反應(yīng)直觀、分辨率高、輕便高效的特點(diǎn)，其天然場(chǎng)源測(cè)量可以減少地形起伏影響，能夠?qū)Φ叵?000 m深度范圍內(nèi)有電阻率差異的地質(zhì)體有很好的反應(yīng)[4]。測(cè)量采用“十”字布極法，接地電極用特制不銹鋼電極，其中x方向與測(cè)線方向一致，y方向?yàn)榇怪睖y(cè)線方向，x、y方向各布置一對(duì)。野外工作布置圖見(jiàn)圖3。數(shù)據(jù)采集在時(shí)間域進(jìn)行，分(10～1 K)Hz頻段和(750～100 K)Hz頻段采集，儀器自動(dòng)記錄Ex、Ey、Hx、Hy四個(gè)電磁分量的振幅值和相位值。

表1 巖(礦)石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 1 List of petroelectric parameters of rocks and ores

圖3 EH4野外工作布置示意圖Fig.3 Schematic map of EH4 field work layout

3.2 剖面異常解釋

根據(jù)化探和地質(zhì)推斷結(jié)果，基本垂直構(gòu)造、地層走向布置EH4電磁測(cè)深剖面4條，其中北面砂壩布置3條，南面孔家灣子布置1條，測(cè)量點(diǎn)距40 m，圖2給出了該區(qū)工作布置圖。

圖4為測(cè)區(qū)南部孔家灣子66線EH4電磁測(cè)深2D反演電阻率斷面，由圖4可知，反演剖面電阻率斷面以高阻為主，一般大于4000 Ωm，反應(yīng)了工作區(qū)地層碳酸鹽巖較為發(fā)育；淺部高程1900 m、0～100 m點(diǎn)位、高程1850 m、300～430 m點(diǎn)位為低電阻率異常分布區(qū)，異常中心電阻率低至500 Ωm，根據(jù)淺部溶蝕分布情況，推斷為淺部巖溶破碎帶發(fā)育；高程1500 m以淺，400～450 m點(diǎn)位，高阻異常錯(cuò)斷特征明顯，與淺部低阻相連形成低阻通道向深部延伸，推斷為F10構(gòu)造引起的巖溶破碎帶。

在斷面淺部800 m點(diǎn)位，由淺至深向小號(hào)點(diǎn)方向分布多個(gè)串珠狀低阻異常，串珠狀異常中心一線形成低阻通道明顯，推斷為F1構(gòu)造及次級(jí)構(gòu)造共同引起的異常；在該低阻通道上，標(biāo)高1350～1700 m段，600～800 m點(diǎn)位，出現(xiàn)兩個(gè)與該通道斜交的低阻異常，符合該區(qū)構(gòu)造及次級(jí)構(gòu)造空曠的特征，結(jié)合地質(zhì)情況分析，推斷可能為F1及次級(jí)構(gòu)造引起，異常分布符合斷裂構(gòu)造控礦特征，其低阻異常位置有找到塊狀鉛鋅礦的可能；圖4所示，根據(jù)地質(zhì)成果和物探推斷，設(shè)計(jì)斜孔CZK1-1驗(yàn)證，在深部標(biāo)高1525 m位置見(jiàn)F1斷層破碎帶及鉛鋅礦化。

圖4 第66線地質(zhì)物探綜合剖面圖

圖5為礦區(qū)北面砂壩垂直構(gòu)造和地層布置的平行測(cè)線(10、12、14)，EH4電磁測(cè)深反演電阻率斷面顯示，三條測(cè)線具有相似的電性分布特征，電阻率斷面以高阻分布為主，反應(yīng)了工作區(qū)地層碳酸鹽巖較為發(fā)育；淺部電阻率較低，分布有多個(gè)低電阻率異常中心，每條測(cè)線小號(hào)點(diǎn)方向，由淺致深低阻帶狀分布，低阻通道、高低等直線密集分布形成界面明顯，推測(cè)該區(qū)域斷層及破碎帶較為發(fā)育。

圖6為12線進(jìn)行7點(diǎn)濾波重新繪制的EH4反演電阻率斷面圖，通過(guò)濾波，弱化了淺部低阻，深部低阻通道更加明顯，兩條低阻通道在深部分布有低阻異常中心，高低等值線密集分布形成界面，結(jié)合地質(zhì)成果，推斷200～640 m點(diǎn)位低阻通道為多條斷層引起的異常，高低阻異常界面為斷層通過(guò)位置，斷層通道為斷層破碎帶分布，低阻異常中心位置，可能為破碎帶含礦； 圖6顯示，結(jié)果與鉆孔ZK4701、ZK4702、ZK4801驗(yàn)證情況基本吻合，在深部標(biāo)高1400～1600 m段低阻異常中心頂部，深度H=468 m處，茅口組灰?guī)r斷層破碎帶隱伏羽狀張裂空間賦存鉛鋅礦氧化礦。

圖5 10、12、14線EH4反演電阻率斷面圖Fig.5 EH4 inversion resistivity profiles in the 10， 12， 14 lines

圖6 14線地質(zhì)物探綜合剖面圖Fig.6 Comprehensive section map of geological and geophysical survey in prospecting line No.141—茅口組 2—望城坡組—堯梭組 3—韓家店組 4—地質(zhì)界線 5—斷層及編號(hào) 6—鉆孔及編號(hào) 7—礦體

4 結(jié)論

1)EH4反演電阻率斷面圖中，其串珠狀低阻異常、低阻通道及高低電阻率異常界面等特征，是推斷成礦主要構(gòu)造的重要依據(jù)；

2)茅口組灰?guī)r中產(chǎn)出的低阻異常，其低阻異常特征與構(gòu)造的關(guān)系，是斷層上下盤(pán)層間剝離帶、張性斷裂空間、隱伏羽狀張裂空間或斷層交匯部位礦體產(chǎn)出的推斷依據(jù)；

3)通過(guò)本次測(cè)量發(fā)現(xiàn)，EH4電磁測(cè)深在構(gòu)造控礦明顯的鉛鋅礦勘查中，通過(guò)探尋構(gòu)造及構(gòu)造破碎帶，發(fā)現(xiàn)低阻異常，結(jié)合綜合地質(zhì)成果可以較好地探尋有利的鉛鋅成礦位置，在鉛鋅礦攻深找盲，間接或直接找礦勘查中起到關(guān)鍵性作用。