電法勘探在某鉛鋅礦找礦預測中的應用研究

毛天明

（甘肅省地礦局第一地質礦產勘查院，甘肅 天水 741025）

以勘查區找礦預測理論和方法為指導，利用激電中梯測量、可控源音頻大地電磁測深測量，對成礦有利地段開展礦產檢查或異常查證工作，優選找礦靶區，為下一步開展勘查工作提供依據[1，2]。

1 研究區內典型礦床地質特征

根據對研究區已知礦床（點）研究，本區內賦礦巖石主要分為兩種：一種是泥質巖和細粒碎屑巖為主夾薄層碳酸鹽巖；另一種是以碳酸巖為主[3]。泥質巖類有厚層塊狀或條帶狀泥巖，也有具薄層葉里的粉砂質泥質及灰泥質頁巖，這類巖石淺變質時為絹云母綠泥石英千枚巖，除正常組成礦物外，常有鈉長石、重晶石和碳酸鹽類礦物[3]。第二種容礦的巖石是薄層灰巖、生物碎屑灰巖[3]。主要含礦的巖石并不是此類巖石本身，而是產于其上部的硅質巖，硅質巖常含有一定量的鐵白云石，形成硅巖—鐵白“礁硅巖套”[3]。常見于南帶鄧家山、郭家溝等礦床[3]。硅質巖根據地球化學研究，屬于熱水硅質巖[3]。主體屬于熱液沉積巖[3]。這種巖石有的在含礦層內呈層狀、透鏡狀產出，構成礦體下盤或直接的容礦巖層，有的以礦層中薄層夾層或條帶出現[3]。

2 電法找礦思路

（1）電法找礦的前提條件是巖礦石物性的電阻率差異[4]。研究區內不管是什么灰巖，其電阻率值都遠大于區內千枚巖電阻率值，通過可控源音頻大地電磁測深二維反演的電阻率剖面圖，就大致可以確定碳酸鹽巖頂板（Ls），通過分析碳酸鹽巖高阻層和千枚巖（P）低阻層之間的界線形態，推測深部背斜的存在，確定背斜的軸部和其產狀，進而厘定賦存在碳酸鹽和千枚巖之間的礦體的有利部位[4]。

（2）根據以往測定的物性資料，雖然鉛鋅礦石所測得的電阻率值相對較低，但是要探測含在千枚巖中的礦體是非常不容易的，因為千枚巖的電阻率也非常低，在同樣是低阻異常的情況下，很難區分礦致異常與非礦致異常，但是厚層焦溝層(D2a2)千枚巖中的礦體往往賦存在透鏡體灰巖頂部，所以在低阻千枚巖中探測高阻透鏡體灰巖是間接找礦的思路[5]。

（3）根據本次對研究區的巖礦石電性參數的統計，鉛鋅礦石極化率高值達到7.8%，相比較圍巖表現為低阻高極化特征，故在激電低阻高極化異常區，結合可控源音頻大地電磁測深法推測的地質構造，可較為可靠的圈定鉛鋅成礦有利部位[5]。

3 研究區巖石電性特征

根據研究區巖礦石物性統計結果來看，鉛鋅礦石極化率明顯高于其它圍巖，最高值達到7.8%，平均值為6.34%，炭質千枚巖極化率為次高，最大值為6.24%，平均值為3.89%，為主要的干擾異常，但其極化率還是低于鉛鋅礦石，其余巖石極化率大致在1%～2%范圍內變化，其極化率明顯低于鉛鋅礦石。由電阻率統計結果來看，灰巖類明顯高于其它巖石，砂巖類最低，其它巖石相差不是很大，但千枚巖與灰巖類比較表現為低阻特征。綜合分析巖礦石極化率和電阻率變化特征，確定鉛鋅礦石表現為低阻高極化異常，故本次工作采用激電中梯法，重點關注低阻高極化異常來進一步圈定鉛鋅礦致異常，對找礦有較大的指導意義。

4 電法勘探成果

4.1 激電中梯

在研究區布設激電中梯剖面，點距20m。經測定，剖面極化率最大值為16.96%，最小值為0.44%。電阻率最大值為7377Ω·M，最小值為84Ω·M。極化率按照異常下限6%，圈定了2處異常。

①JD1異常極化率極大值為16.96%，對應電阻率為1073Ω·M，為相對高阻高極化異常，異常帶走向近東西向。該剖面位于西漢水群紅嶺山組、黃家溝組結晶灰巖夾變粉砂巖和千枚狀鈣質砂巖夾砂質灰巖中，異常區出露的巖石主要為細晶灰巖、灰質千枚巖和絹云母化灰質千枚巖，經測定極化率相對較低，不足以引起該異常。②JD2異常極化率極大值為12.2%，對應電阻率為370Ω·M，為低阻高極化異常，異常帶走向東西向。剖面位于西漢水群紅嶺山組、黃家溝組結晶灰巖夾變粉砂巖和千枚狀鈣質砂巖夾砂質灰巖中，異常區出露的巖石主要為細晶灰巖、灰質千枚巖和絹云母化灰質千枚巖，經測定極化率相對較低，不足以引起該異常。

4.2 可控源音頻大地電磁測深 （CSAMT）

在研究區內依據激電中梯測量成果，布設可控源音頻大地電磁測深剖面[6-10]。為保證采集數據質量，本次工作選取較大收發距布設場源，剔除近區及過渡區數據，利用遠區數據做2D反演。在1500m的勘探深度范圍內，各地電斷面均較為清晰的反映了地層構造特征。

（1）電阻率斷面特征。電阻率斷面中按電學性質大致可以分為3個電性層，在地表以下K1線以上為第一電性層，電阻率整體呈現為中高阻特征，局部有低阻電性帶，電阻率整體變化在1500Ω·M～158000Ω·M之間，層厚在220m～410m之間。在K1線與K2線之間為第二電性層，表現為低阻電阻特征，電阻率變化在2Ω·M～2500Ω·M之間，層厚在150m～480m之間。在K2線以下為第三電性層，表現為高阻特征，電阻率變化在2500Ω·M～40000Ω·M之間，延伸較大。在圖的右下角明顯可以看到一個“喇叭狀”高電阻率異常，電阻率異常值大于4000Ω·M，高阻異常由淺至深形態連續且穩定，異常值向深部增高。

圖1 激電中梯、CSAMT測量成果圖

（2）異常解釋及地質推斷。結合地質資料及物性統計結果，推測地表以下K1線以上的第一電性層的中高阻異常主要為鈣質砂巖、厚層灰巖類反映，低阻電性層主要為粉砂巖及絹云千枚巖的反映。在K1線與K2線之間的第二電性層，推測主要為千枚巖及砂巖的反映。在K2線以下的第三高電阻率電性層，推測主要是厚層灰巖的反映。

由此推測，K1線為中高阻的灰巖類與低阻的千枚巖、粉砂巖類的接觸界面，K1界面形態大體呈非對稱拋物線狀，開口朝下，頂部較為寬緩，兩側也較為對稱，從地表至該界面埋深約220m～410m之間不等。K2線為低阻的千枚巖、粉砂巖類與中高阻的灰巖類的接觸界面，形態與K1線相似，從地表至該界面埋深約370m～890m之間不等。

5 含礦空間推測

根據上述研究成果，可劃分A、B、C三類含礦空間。A類含礦空間是背斜的兩翼及頂部有明顯低阻異常的凹陷部位，并且同時與激電低阻高極化異常部位疊合，A類含礦空間圈出1個。B類含礦空間是賦存在泥盆系千枚巖中的透鏡體灰巖頂部低阻區，B類含礦空間圈出2個。C類含礦空間是主礦體賦存在高阻大理巖、石英片巖和石英巖中的低阻異常區，C類含礦空間圈出2個。

6 結論

研究區鉛鋅礦體主要分布在灰巖與千枚巖接觸面周圍的石英巖中[11-14]。灰巖與千枚巖具有明顯的電性差異，生物灰巖表現為高阻特征，千枚巖表現為低阻特征，并且鉛鋅礦體及伴生礦物相比圍巖具有高極化率特征，因此采用激電中梯測量圈定高極化異常，再通過可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）測量識別巖性界面，在電阻率斷面中含礦部位顯示為高低阻接觸帶。可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）測量電阻率斷面較為清晰的反映了地層特征。綜合分析處于成礦有利部位的巖性接觸帶附近的高極化異常，推測為礦致異常的可能性較大。本次研究共圈定類似成礦有利區6處，其中A類含礦空間圈出1個，B類含礦空間圈出2個，C類含礦空間圈出2個。