綜合物化探方法在東天山某鉛鋅礦區中的應用

陳禎祥，文繼祖，2，顏偉裕，楊 磊，王倪山，李篡峰

東天山地區那拉提-烏瓦門蛇綠混雜巖帶已發現的鉛鋅礦有彩霞山鉛鋅礦（大型）、宏源鉛鋅礦（中型）、玉西銀（鉛鋅）礦（小型）、紅星山鉛鋅礦（小型）以及礦區西側狼牙泉鉛鋅（銀金）礦（中型潛力）等礦床（點），顯示該混雜巖帶有著巨大鉛鋅（銀）找礦潛力；同時該混雜巖帶也是一條重要的金成礦帶，已發現有馬莊山金礦（大型）、雙井子金礦（小型）和泉東山金礦（大型）等。

礦區西側狼牙泉鉛鋅礦段已開展詳查工作，劃定低電阻中極化異常體為礦致異常，鉛鋅礦體上對應極化率為6.4%～7.6%，電阻率為1500Ω·m～2400Ω·m。經見礦鉆孔驗證，綜合異常為構造帶內的鉛鋅礦（化）體引起的礦致異常，見礦標高位于+1500m～+1800m，該異常與巖石地球化學圈定的Pb、Zn、Ag等元素的異常基本吻合。

礦區中西部大面積被第四紀洪積物所覆蓋，通過巖石地球化學剖面和大功率激電剖面測量工作，提取異常信息，經與“狼牙泉鉛鋅礦”礦致異常對比，進一步縮小找礦靶區，再進行大功率激電測深工作，了解深部異常規模、形態、產狀等特征。通過充分收集的地質資料，建立地球物理地球化學找礦模型，指導鉛鋅銀深部找礦工作。

1 地質概況

1.1 區域地質特征

礦區位于沙泉子深大斷裂以南黃羊泉隆起，泉東山南向斜南翼；該構造單元下元古界劉家泉巖組為火山-碎屑巖類復理石建造，呂梁旋回末變質為低角閃巖相。區內出露兩條大斷裂呈近東西向產出，斜貫而過，向東延伸，后期北東向張扭性斷裂較為發育。礦區內出露的地層主要為天湖巖群劉家泉巖組、星星峽巖群約飛井組、卡瓦布拉克巖群泉東山組和沙子井組，中西部大面積被第四紀洪積物所覆蓋，其中泉東山組是礦區鉛鋅、銀、金的主要含礦層位。侵入巖以華力西期的巖漿活動表現得極其頻繁而劇烈，分布也最為廣泛，主要有沙子井序列第一次侵入花崗閃長巖和第二次侵入正長巖，在區域上呈巖基、巖株狀產出。礦區巖脈不發育，出露面積較小。礦區變質作用類型主要為區域變質作用、動力變質作用和接觸變質作用。圍巖蝕變主要有硅化、白云巖化、大理巖化、碳酸鹽化、石墨化、絹云母化、綠泥石化、局部見有孔雀石化、褐鐵礦化等，橫向水平分帶不明顯，垂向具有一定分帶性。

1.2 地球物理特征

區域地球物理場與區域礦產分布的關系表現為同時具有低重力場和低磁場或低重力場和正磁場區的局部弱磁場，且在斷裂構造發育地區是尋找金礦和銀鉛鋅多金屬礦的遠景區，已發現有彩霞山鉛鋅礦、鏡兒泉銅鎳礦等。礦區具有已知鉛鋅礦床低重力場和低磁場的特征，且斷裂構造發育，具有鉛鋅、銀、金等金屬礦成礦的有利地質背景。大功率激電剖面在礦區外圍西側尋找鉛鋅銀礦床取得良好的找礦效果，鉆孔驗證深部存在中電阻率-中極化率的鉛鋅礦礦致異常和高電阻率-高極化率的含金礦化強碎裂蝕變花崗閃長斑巖。

綜合鉆孔物性測量、地表出露巖石物性測量以及全區內電法掃面成果，結合已知區域內黃鐵礦化帶和西側鄰區已知礦體分布區域電性特征，對本區域電性特征總結如下：①黃鐵礦化區域電性特征綜合表現為電阻率200Ω·m～2200Ω·m，極化率為10%～15%，即高極化率、中低電阻率；②已知礦體區域內電性特征綜合表現為電阻率150Ω·m～1300Ω·m，極化率為7%～9%，即中等極化率、低-中電阻率；③一般區域內電性特征綜合表現為電阻率150Ω·m～15500Ω·m，極化率為0.5%～6%，即低極化率，電阻率由小到大均有分布。

1.3 地球化學特征

從前人工作可知，礦區位于Au-Ag-As-Sb-Hg綜合異常、W-Sn綜合異常和Cu-Pb-Zn綜合異常的疊加區域，前人已在礦區周邊發現多處礦床（點），顯示礦區具有較好的尋找Pb、Zn、Au、Ag等金屬找礦前景。

礦區位于巖體鞍部、泉東山南向斜核部，從區域單元素異常的分析表明，礦區Pb、Zn、Au、W等元素異常明顯，近東西向狼牙泉韌性斷裂帶組和約飛井韌性斷裂從異常區內穿過，多期次的巖漿活動，有利于Pb、Au、Ag等元素在其有利地段富集成礦，深部也有具有的W礦找礦前景。

2 綜合物化探勘查

2.1 巖石地球化學分析

礦區Pb、Zn、Au、W等元素異常明顯，有開展巖石地球化學剖面測量的前提。本次工作剖面線測量方位170°，線距400m，點距40m；在基巖連續出露地段線距加密至200m，點距加密至40m。

2.1.1 元素分布情況

礦區元素最大值方面：Pb元素574.56×10-6、Zn元素732.81×10-6、As元素521.11×10-6、Mo元素12.13×10-6，表明元素極值數值較高，異常點多；元素標準差方面：As（27.1）、Zn（45.8）、Pb（30.4）和Cu（26.5）較高?？梢钥闯鯬b、Au、Sb、Mo和As元素富集系數、變異系數均較大，相對比其他元素成礦的可能性更大。綜合可知：Pb、Zn、Cu均值高，標準差大，變異系數大，說明在工作區Pb、Zn、Cu等多元素吻合性好，存在成礦可能。

2.1.2 綜合異常特征

工作區共圈定綜合異常7處，出露位置與采樣位置所在的構造作用具有較強的相關性。

HS-1綜合異常區位于礦區北部，地表主要為泉東山組大理巖化結晶灰巖夾大理巖。綜合異常區內具有外中內濃度分帶，顯示為一處較好的Pb-Sb-Ag等多金屬富集區。綜合異常位于二長巖巖體與F1狼牙泉韌性剪切帶組之間，經地表工程查證，近東西向破碎蝕變帶、巖脈等地質體較為發育，具有一定找礦前景。

HS-2綜合異常區位于礦區東北部，地表主要為上更新統洪積層、泉東山組大理巖化結晶灰巖夾大理巖和侵入二長巖。異常區主要有F1-1和F1-2破碎蝕變帶、正長巖和流紋巖出露。F1狼牙泉韌性剪切帶組沿該異常南側穿過，經地表工程查證，近東西向破碎蝕變帶、巖脈等地質體較為發育，顯示為一處較好的Mo-Cu-Zn等多金屬富集區。

HS-3、HS-5、HS-6綜合異常區相鄰，位于礦區西南部，分布區域由于采樣間斷的影響而不連續。異常區主要有花崗閃長巖脈出露，指示該地層為礦區較好的找礦層位。

HS-4、HS-7綜合異常區相鄰，在礦區南部較大面積出露。異常區主要有F2破碎蝕變帶、正長巖出露。異常分帶顯示為一處較好的Zn-Au-Cu-W等多金屬富集區，整體呈似長帶狀北東向出露，與F2破碎蝕變帶的出露方向一致。

2.2 大功率激電剖面解釋

西側狼牙泉礦區激電異常往礦區內延伸，并未封邊，可在礦區內開展大功率激電剖面測量，對異常進行追索。激電剖面測量方位170°，線距400m，點距40m。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。先在礦區進行了儀器性能試驗，實驗數據顯示，儀器性能良好，觀測結果無明顯系統誤差，滿足測量要求。試驗確定工作裝置為中間梯度法，參數為：AB=1800m，MN=40m，斷電延時200ms，供電周期8s，疊加4次，取樣寬度20ms。本次大功率激電剖面測量范圍為AB距的中間至2/3處，旁剖面與主剖面間距為100m、200m，小于AB距的五分之一（即小于360m）。

2.2.1 斷層解釋

礦區內兩條高極化體從中間橫向穿過，其極化率大致在9%～17%之間；而電阻率呈現中間低、南北兩側變高特征，低電阻率區電阻率值在n×10Ω·m～2000Ω·m之間。F2斷層的展布情況與F-TD4吻合性好，極化率在斷層北側表現為較高極化率，南側表現為明顯的低極化率，處于變化梯度帶上，而電阻率表現為低電阻率特性。按照上述原則，本次共推測地質斷裂4條，呈北東向或近東西向，長度約5km，貫穿整個勘查區。

2.2.2 巖體解釋

礦區東北部出露的大理巖體（YT-1），電阻率表現為極高電阻特性，電阻率值在5000Ω·m～20000Ω·m之間，極化率表現為低極化率特性。巖體與圍巖接觸蝕變，硫化物富集，引起外圍高極化率中低電阻率環狀分布特征。結合已有巖體或隱伏巖體表現的電性特征，推斷礦區共存在4個隱伏巖體。

2.2.3 激電異常解釋

結合實際地質構造情況，高激發極化附近均有大小不一的巖體出露，說明巖體埋深較淺，圍巖發生接觸變質及礦化，由于近地表氧化條件好，給礦化氧化提供了條件，所以產生了面積廣、幅值大的激電異常。這些激電異常與礦體有著密切的聯系，礦體賦存在巖體與圍巖之間，可間接找到賦礦的空間；而地表黃鐵礦化帶正好間接的指示了巖體可能賦存的位置。按照異常提取公式經統計計算極化率異常下限為7.93%，局部區域根據相對高極化閉合圈來圈定；視電阻率作為參考值輔助劃分激電異常，表現為低電阻率或中低電阻率，變化范圍在50Ω·m～3500Ω·m之間。按照上述標準，本次共圈定4個激電異常體，推測主要為斷裂構造交匯處多金屬硫化物礦體引起。

2.2.4 綜合異常解釋

礦區與其西側狼牙泉鉛鋅礦床屬同一成礦體系，具地層-構造-巖漿巖“三位一體”找礦特征。狼牙泉鉛鋅礦床地質特征表現為近東西向斷裂從異常體附近穿過，礦體主要產在卡瓦布拉克巖群淺海相陸棚相碳酸鹽巖，巖性以灰-灰白色厚層-塊狀大理巖、白云質大理巖、大理巖化結晶灰巖為主。鉛鋅礦體電性特征總體表現為中等極化率-低電阻率，礦體周圍被高極化率、低-中電阻率所包圍。根據狼牙泉鉛鋅礦床的成礦模式，結合本礦區地質、物探工作成果，在礦區內圈定了4個綜合異常。

ZH1位于礦區西北部，中極化率、中-低電阻率電性特征，外圍有明顯的高極化率、中-低電阻率黃鐵礦化體JD-1；異常體賦存在大理巖化結晶灰巖中，地表出露閃長巖脈。推測斷層F-TD1從南側穿過。

ZH2位于礦區東北部，中極化率、中低電阻率特征，外圍有黃鐵礦化體JD-2；異常體賦存在大理巖化結晶灰巖中，周邊有隱伏巖體YT-1發育。推測斷層F-TD1從南側穿過，地表發育多條巖脈和破碎帶。

ZH3、ZH4位于礦區中部，中極化率、中-低電阻率特征，外圍有多條黃鐵礦化體JD-2、JD-4；異常體賦存在大理巖化結晶灰巖中，地表偶見閃長玢巖。推測斷層F-TD3從南側穿過，周圍發育有次級斷裂。

2.3 異常查證成果解釋

激電測深測量裝置為不等比對稱四極裝置，最大AB距為2000m，最大MN距為100m。綜合礦區地質物化探成果，為了解ZH1異常區內異常體空間展布情況，進行3線激電測深工作。為了解ZH-2、ZH-4異常區內異常體空間展布情況和F1構造在北部向下延伸展布，進行48線激電測深工作。

3線為170°方向，全長320m，點距40m～80m，共6個測深點。淺地表極化率值在0.1%～5%，電阻率值約80m～800Ω·m，表現為低極化率低電阻率。隨著深度的增加極化率開始增加，電阻率也增加。電阻率測深斷面可劃定出地下隱伏斷層產狀和延伸情況。從標高2000m以下，極化率陡增，增加到7.5%以上，最大值為11.5%；標高1900m～1500m之間，中部極化率先降低再增加，呈現中間低兩邊高的極化率特征。根據已知礦體激電測深反應礦體和蝕變特征，推測標高1900m以下，極化率值在6%～8%之間地質體推測可能為礦致異常，電阻率在80Ω·m～1300Ω·m之間；往兩側高極化率值在8%～11%之間，推測可能為黃鐵礦化帶。該異常向北陡傾，呈透鏡體形態。

ZK0301全孔巖層總厚度411m，礦（化）層總厚度44m，反映深部為大理巖化結晶灰巖，劈理構造發育，見多條石英細脈、閃長巖脈沿裂隙產出。破碎蝕變帶F1-1、F1-2從中間穿過，蝕變明顯，見有硅化、白云巖化、大理巖化等，金屬硫化物較多。

48線為170°方向，全長880m，點距80m～120m，共9個測深點。地表表現為低極化率低電阻率，隨著深度的增加而逐漸增大。電阻率測深斷面圖可劃定出地下隱伏斷層產狀和延伸情況。從標高2000m以下，極化率陡增，最大值為18%；極化率整體呈現中間高兩邊低特征。推測標高1950m以下，中部極化率值在8%～18%之間地質體可能為黃鐵礦化帶；標高1700m～1900m，北部極化率值在6%～8%之間地質體體現為中間高兩邊低的極化率特征，電阻率1400Ω·m～2600Ω·m，與鄰區狼牙泉已知礦體特征一致，推測可能為礦致異常，產狀向北陡傾。南部極化率值在8%～10%之間地質體可能為礦致異常，電阻率400Ω·m～2000Ω·m，異常體并往南未封閉。

ZK4801全孔巖層總厚度300m，礦（化）層總厚度47m，反映深部與ZK0301相似，為大理巖化結晶灰巖。金屬礦物明顯增多，主要為黃鐵礦，呈浸染狀、星點狀、細脈狀、薄膜狀沿裂隙面產出，局部聚集成小團塊狀。

3 結論

（1）本次圈定7處化探綜合異常均與采樣區域出露的構造有關，其中HS-7等異常的異常面積較大，顯示礦區較好的找礦前景。但礦區采樣工作受覆蓋物的影響，導致采樣率不夠，未能對礦區進行整體評價，對化探效果造成了一定影響。

（2）大功率激電剖面測量圈出隱伏斷裂4條，隱伏巖體4個，激電異常4個，綜合異常4個；中高極化率、中低電阻率異常較好的反映了斷裂破碎帶的空間位置及產狀。

（3）F1-2破碎蝕變帶為狼牙泉鉛鋅礦含礦破碎帶東延地段，激電異常表現為中低電阻率、中極化率，電阻率異常值400Ω·m～2200Ω·m，極化率異常值6%～9%，與狼牙泉鉛鋅礦床鉛鋅礦對應的激電異常一致，深部鉆探驗證顯示破碎帶延伸較好，局部硫化物相對較為發育，是成礦最有利地段。

（4）綜合物化探工作方法可對異常相互驗證，結合地質工程驗證，表明在第四系覆蓋區開展綜合物化探工作是有效的。