雙頻激電在西峽縣任家溝鉛鋅礦區普查找礦中的應用

劉勇

(河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊,河南鄭州 450001)

雙頻激電在西峽縣任家溝鉛鋅礦區普查找礦中的應用

劉勇

(河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊,河南鄭州 450001)

任家溝鉛鋅礦區位于河南省西峽縣境內,礦區地形復雜,山勢陡峭,自然條件十分惡劣。我隊依據該區礦石的電性和電化學活動性的特點,選用輕便、靈活的雙頻激電法進行掃面,克服種種困難;并根據激電異常發現了新礦體,使本區的地質找礦工作取得了突破,為進一步普查找礦指明了方向。

雙頻激電 任家溝鉛鋅礦區 找礦 應用

1 區域地質概況

西峽縣任家溝鉛鋅礦,區域上位于秦嶺造山帶北,秦嶺構造亞帶秦嶺地體的中部,朱陽關—夏館深大斷裂之南側。成礦區劃屬于朱陽關—夏館有色金屬、貴金屬成礦帶。區域地層主要為秦嶺群,呈現為一大的向斜構造。區域性斷裂主要有朱陽關—夏館深大斷裂及西坪—馬山大斷裂,以上斷裂及其派生的次級斷裂具有多期活動的特點,對區內巖漿活動及成礦作用起到了明顯的控制作用。其派生出的次級斷裂帶密集發育區控制著礦脈的總體分布,單個破碎蝕變帶則控制并賦存鉛、鋅等多金屬礦體。區內巖漿活動發育,為加里東期的酸性花崗巖,呈巖基、巖體、巖株形態出現,中細粒、中粗粒結構,塊狀構造。這些巖漿活動一方面提供了部分多金屬元素的物質來源,另一方面為礦液的運移也提供了熱源。任家溝鉛鋅礦床成因,初步認為屬于與加里東期巖漿活動有關的中、低溫熱液礦床。

圖1 西峽縣任家溝鉛鋅礦區地質、物探激電異常綜合平面圖

圖2 西峽縣任家溝鉛鋅礦0線地質物探綜合剖面

2 礦區地質概況

礦區出露地層為下元古界秦嶺群石槽溝組黑云斜長片麻巖、斜長角閃片巖、大理巖以及第四系。本區經歷了多期、多次的構造活動,次級斷裂發育,對鉛鋅礦床成礦十分有利。礦區斷層主要有F1、F2、F3、 F4等,以下分述之。F1:長度大于2000米,走向NNE,已發現的鉛鋅礦脈基本受其控制,是區內主要的含礦構造。F2:傾向153°—165°,傾角56°—62°,是與F1同期形成的次級斷裂。F3:長度160米,走向NNW向,規模不大,構造蝕變也弱,礦化不強,地表鉛鋅礦品位不高,目前來看與成礦關系不明顯。F4:走向NNW,為成礦期后構造運動形成的后期斷裂,它錯斷了F1和由F1控制的構造礦化蝕變帶,長度230米。

區內巖漿巖為加里東期中細粒花崗巖、花崗斑巖等。花崗巖呈脈狀在區內廣泛分布,規模大小不一,其在侵入的過程中所攜帶的大量汽水熱液對成礦十分有利。

礦區目前共發現礦脈3條。

Ⅰ號礦脈:已發現地表出露長度1600m,特征為構造破碎蝕變巖,受F1斷層控制,呈脈狀。破碎蝕變帶厚度10—40m,走向上穩定連續,傾向120°—173°,傾角50°—60°,幾年前就有民間個體戶在Ⅰ號礦體的露頭部位進行開采,但是由于他們缺少相關的技術手段和技術資料為指導,施工的坑道未能掘進到主要的、特別是深部的礦體,只好放棄。從收集民采坑道的資料來看,Ⅰ號礦脈廣泛發育有分支復合的現象。花崗(斑)巖脈及其底板的黑云斜長片麻巖均具蝕變礦化,尤以硅化、褐鐵礦(黃鐵礦)化極為強烈。金屬礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦以及孔雀石、銅藍、褐鐵礦等,圍巖多具硅化、絹云母化、黃鐵礦化,礦石主要為填隙結構、充填交代結構,浸染狀、塊狀構造。礦體的出露情況不明顯,為半隱伏礦體。地表僅有因少量鐵質風化而形成的鐵帽。民采坑道中顯示,礦體賦存于花崗斑巖脈中,產出標高與地表相差40m左右。為細脈浸染狀方鉛礦、閃鋅礦,部分呈團塊狀。樣品分析結果:Pb:1．90—12．9%;Zn:1．0—9．6%。

Ⅱ號礦脈:新發現的Ⅱ號礦脈長140m,產狀165°∠56°。地表由于風化層和植被覆蓋,礦體露頭不明顯,是根據物探工作獲得的雙頻激電異常,進行地表工程驗證后發現的礦(化)體。礦化情況與Ⅰ號礦脈類似,同為構造破碎蝕變巖型的鉛鋅礦體。

Ⅲ號礦脈:長160m,受斷層F3控制,具硅化、絹云母化、褐鐵礦化,產狀75°∠50°。礦石中金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦以及銅藍、孔雀石等。礦石結構有粒狀,稠密浸染狀,浸染狀、稀疏浸染狀等構造。其中有用礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦,其次為黃銅礦、孔雀石、銅藍;伴生有用組分為銀。

3 礦區巖(礦)石電性及電化學活動性特征

為查明本區鉛鋅礦脈與圍巖的電性及電化學活動性特征,采集了116塊巖、礦石標本,用SQ—3C雙頻激電儀對礦石的幅頻率和電阻率進行了測試。通過相關資料可以看出,礦化構造蝕變巖的Fs值比較高,普遍大于5．0%。而電阻率ρs較低,比圍巖低5—10倍。呈現出高極化、低電阻的特征。圍巖的F值均小于3．0%,呈現出低極化、高電阻的特征。不難看出,礦化巖石與非礦化巖石的激電以及電阻率特征有著十分明顯的差異,具備利用雙頻激電法在該區進行普查找礦的基本條件。

4 雙頻激電普查及異常解釋

就激電法而言,目前分為時間域和頻率域兩類。頻率域激電近30年來發展十分迅速,它以要求供電電流小、裝備輕便,效率高,有利于在交通不便、地形復雜的地區開展工作等優勢為特點,在野外工作中得到了廣泛的應用。

西峽縣任家溝鉛鋅礦區地形復雜,山勢陡峭,適宜于選用雙頻激電法開展普查找礦。通過相關數據分析及實驗表明:盡管頻率域激電觀測的異常相對于時間域的異常數值上較低(由于二者采集數據的技術條件的差別,事實上不應要求它們的數值相等),但二者均能較好地反映金屬硫化物引起的激電異常位置、范圍及礦體與圍巖的物性差別。

本區本次開展激電中梯掃面,選用的是SQ—3C(2005改進型)雙頻激電儀。從Ⅰ號礦脈布置的10條雙頻激電中梯剖面成果顯示:每條剖面都出現了高極化、低電阻的激電異常,位置基本和地表出露的鐵帽吻合,視幅頻率峰值最高達6．8%,一般在4%左右,異常寬度60—130m。正常場上的視幅頻率(Fs)一般在2．0%以下,鐵帽露頭以及其下的礦化體上的測點,視幅頻率(Fs)異常值一般在3．5%-6．8%之間變化。

該礦區的激電觀測對礦體反映明顯。由于本區巖性較單一,不存在含炭質巖石等干擾因素,礦脈上激電異常均呈現出高極化、低電阻的特征,與巖、礦石標本測試的物性特征相符合。因此推斷激電異常是由鉛鋅礦脈引起的。從圖1的Fs等值線圖可以看出:該區存在兩個近東西延伸的激電異常。

Ⅰ號異常:激電異常長度約1000米,寬度約60—130米,視幅頻率(Fs)值最高為6．8%。異常沿Ⅰ號礦脈走向展布,基本連續穩定,局部有不規則的變化。分布于黑云斜長片麻巖與花崗斑巖脈接觸部位的構造破碎蝕變帶(即F1斷層)上。由此推測激電異常的局部不規則形狀可能是由受次級斷層控制的礦脈引起。該激電異常NW方向梯度變化較陡,SE方向變化較緩,推測礦脈向SE方向傾斜,傾角較陡。

2007年度,根據0線激電異常的分析結果,我隊在該剖面設計施工了一個鉆孔(ZK01),孔深110米,在87米—93米位置發現了6米厚的鉛鋅礦化構造蝕變帶(圖2),巖芯樣品分析結果表明達到工業品位的鉛鋅礦厚度2．2米。這一發現使本區的地質找礦工作獲得突破,同時也為雙頻激電在該礦區的實際應用提供了很好的經驗。

Ⅱ號異常:位于Ⅰ號異常南側,規模較小,僅在3線、7線兩條剖面上有所反映。異常長約150m,寬60m,視幅頻率(Fs)值最高為5．5%。由于地表風化層及植被覆蓋,Ⅱ號異常的地表沒有礦化顯示,在初期的地質工作中未能發現。后根據雙頻激電測量結果推斷該異常是由鉛鋅礦(化)體引起的。據此地質技術人員在該激電異常區布置了兩條探槽進行揭露,發現了近北東—南西向分布的Ⅱ號礦化構造蝕變帶采樣分析結果:Pb:3．0—6．2%;Zn:1．0—4．6%。這一實例不但說明在地質未能發現的隱伏礦體上雙頻激電能夠取得明顯的效果,而且表明在已知礦脈旁側的未知地段,存在著尚未發現的隱伏礦體,為該區進一步找礦、擴大礦區遠景提供了線索。

5 結論與建議

(1)雙頻激電是頻率域激電法中一個新的分支方法,雙頻激電法以其裝備輕便、觀測速度快、效率高、穩定性好、抗干擾能力強等特點在本區物探工作中發揮了重要作用。使本次物探工作得以順利完成并取得了預期的效果。(2)本礦區的礦(化)體和圍巖的導電性以及電化學活動性差異明顯,雙頻激電測量具有良好的地球物理前提并取得了明顯的找礦效果;該礦區無論在成礦環境、礦體規模上均具有良好的找礦前景。本次雙頻激電測量覆蓋面積僅為該礦區的一部分,鑒于雙頻激電在已知礦體外圍又發現了新的隱伏礦體,建議在Ⅰ號異常以外的地區擴大范圍繼續進行雙頻激電掃面,擴大礦區遠景。

[1]夏中廣,王世權.譜特征參數在評價激電異常源性質中的應用[J].物探與化探,2006(6).

[2]西峽縣任家溝鉛鋅礦區普查工作總結,河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊.

劉勇(1973—),男,吉林通化人,大專,畢業于中國地質大學(武漢),地質勘查與找礦專業,從事地球物理勘探工作。