基于雙頻激電法的淌塘銅礦成礦遠景區(qū)預測*

鄧　波　葉志青　李金忠

(1.四川省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局403地質隊；2.成都理工大學地球物理學院；3.四川省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局207地質隊)

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基于雙頻激電法的淌塘銅礦成礦遠景區(qū)預測*

鄧波1,2葉志青1李金忠3

(1.四川省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局403地質隊；2.成都理工大學地球物理學院；3.四川省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局207地質隊)

摘要當前，我國礦業(yè)資源形勢十分嚴峻，許多礦山經(jīng)過多年開采，資源儲量已嚴重不足，因此，在礦區(qū)深部和外圍進行找礦，延長礦山服務年限已成為迫在眉睫的任務。危機礦山往往干擾較大，使物探工作效果大打折扣，而雙頻激電法具有抗干擾能力強、精度高、輕便靈活、成本低、速度快等優(yōu)點，適合在危機礦山開展工作。為此，通過在淌塘銅礦開展雙頻激電工作，預測了成礦遠景區(qū)，大致確定了深部礦體的空間賦存形態(tài)，經(jīng)鉆探驗證，見礦效果較好，說明雙頻激電法可在危機礦山增儲擴能中發(fā)揮較大作用。

關鍵詞深部找礦危機礦山雙頻激電法成礦遠景區(qū)

四川省會東縣淌塘銅礦開采始于2007年，通過一次擴建，形成了多中段同時開拓、探礦、采礦生產(chǎn)格局的地下開采礦山，目前實際生產(chǎn)能力已達55萬t/a。該礦山計劃投資1.7億元建設的涼山礦業(yè)會東縣淌塘銅礦礦山延伸接替工程，完工后采選規(guī)模將超過65萬t/a。依據(jù)2013年3月通過四川省儲量評審中心評審(川評審[2013]093號)的儲量，礦石回采率按84%計算，該礦山服務年限為8.7 a，達中度危機程度，因此，開展接替資源勘查、增加礦區(qū)資源量、延長礦山服務年限已為當務之急。近年來，在該礦區(qū)陸續(xù)開展了大量磁法、大功率激電工作，但由于工區(qū)電磁、噪音干擾較大、地形條件較差等原因，均未取得明顯效果。由于雙頻激電法具有抗干擾能力強、輕便靈活等特點[1-5]，故本研究采用該方法對礦區(qū)進行找礦勘探并圈定成礦遠景區(qū)，為在區(qū)內有效開展找礦工作提供準確依據(jù)。

1礦區(qū)概況

1.1地質特征

淌塘銅礦礦區(qū)位于揚子地臺康滇地軸中段東緣，為EW走向的金沙江褶斷帶與川滇SN向構造帶的交接復合部位。構造運動在晉寧期、澄江期及印支期均有表現(xiàn)，并伴有相應的巖漿活動。多期、多階段構造-巖漿活動及變質變形作用，構成了該區(qū)良好的成礦地質背景，為區(qū)內豐富的礦產(chǎn)資源形成提供了有利條件。淌塘銅礦區(qū)域上位于揚子地臺康滇地軸中段東緣會理會東—東川坳拉槽北部，米市江舟斷陷和東川斷拱區(qū)中部，出露地層為中元古界前震旦系會理群淌塘組(Pt2t)變質巖系，次為第四系(Q)。淌塘銅礦工業(yè)礦體主要賦存于淌塘組中亞組中(圖1)，主要巖性為灰—深灰色炭質絹云千枚巖、炭質(凝灰質)千枚巖、鐵質千枚巖、鈣質(絹云)千枚巖。該礦區(qū)經(jīng)過多期構造變形，構造形跡復雜，總體有近SN、NW、NE向等3組斷層，主要分布于礦區(qū)中、西部，但礦床范圍內主要出露NE向F2斷層、NW向F1斷層。礦區(qū)總體褶皺形態(tài)為軸向近SN的緊密復式褶皺，中部為一向斜，東部為一背斜，一系列近EW向的次級褶皺疊加于近SN向的褶皺上。向斜核部為淌塘組上亞組地層，兩翼為淌塘組中亞組及下亞組地層。背斜核部為淌塘組下亞組地層，兩翼為淌塘組中亞組及上亞組地層。礦區(qū)揉皺發(fā)育，地層產(chǎn)狀變化較大。礦床內主要出露背斜西翼(或向斜東翼)及核部，柔皺發(fā)育。

1.2地球物理特征

工作區(qū)內共采集了巖礦(石)樣本19套，共565塊，在室內采用強迫電流法，用SQ-3C型雙頻激電儀對巖(礦)樣本的物性參數(shù)進行了測定，結果見表1。由表1可知：絹云千枚巖類幅頻率基本小于4.5%，電阻率變化范圍較大，主要表現(xiàn)為中—高阻、中—低極化特征；炭質千枚巖類幅頻率基本大于9%，電阻率約2 000 Ω·m，表現(xiàn)為中—高阻、高極化特征；石英類幅頻率小于1%，電阻率基本大于2 600 Ω·m，表現(xiàn)為高阻、低極化特征；其他圍巖類幅頻率基本小于2%，電阻率變化較大，主要為600～200 Ω·m，表現(xiàn)為中—低阻、低極化特征；礦化巖石類幅頻率基本大于8%，電阻率變化較大，主要為100～1 200 Ω·m，表現(xiàn)為中—低阻、高極化特征；銅礦石幅頻率大于86%，電阻率小于500 Ω·m，表現(xiàn)為低阻、高極化特征。由此可見，炭質千枚巖表現(xiàn)為高阻、高極化特征，其他不含礦巖石表現(xiàn)為中—高阻中—低極化特征，而礦石和含礦巖石表現(xiàn)為中—低阻高極化特征，圍巖與探尋目標體之間存在明顯的物性差異，具備開展激電工作的地球物理前提。

圖1　淌塘銅礦地質特征

2雙頻激電工作參數(shù)

本研究在工作區(qū)開展激電中梯測量和激電測深工作，激電測深點布置于激電中梯圈出的有利異常上[6-10]。工作使用儀器為中南大學研制的SQ-3C雙頻激電儀，激電中梯AB=600 m，MN=40 m，點距為20 m，線距為100 m；激電測深裝置為對稱四極，AB最大為1 060 m，相關參數(shù)見表2。

3異常推斷解譯

工作區(qū)激電中梯測量視幅頻率等值線圖、視電阻率等值線圖分別如圖2、圖3所示。由圖2、圖3可知：①視幅頻率等值線總體呈長條狀或帶狀分布，走向近SN，與已知地層走向基本一致，測區(qū)視幅頻率變化范圍不大，主要為2%～5%，背景場主要為3%～4%，局部發(fā)現(xiàn)明顯的高值激電異常，視幅頻率為4%～10%，其中測區(qū)北部異常呈條帶狀，走向近SN，與已知地層走向基本一致，東南部異常呈條帶狀，EW—NW走向，與已知斷層走向一致；②視電阻率等值線總體呈長條狀或帶狀分布，走向近SN，與已知地層走向基本一致，測區(qū)視電阻率變化范圍較大，主要為50～2 000 Ω·m，視電阻率等值線區(qū)域分布明顯，北部相對較高，視電阻率大于400 Ω·m，東南部較低，視電阻率小于400 Ω·m，基本反映了測區(qū)視電阻率南低北高的電性分布特征；③綜合視幅頻率、視電阻率等值線可知，本研究發(fā)現(xiàn)的高值激電異常主要與中阻區(qū)對應，且該異常局部表現(xiàn)為相對低阻的特征，在有鉆孔或坑道揭露礦體的區(qū)域，均發(fā)現(xiàn)了明顯的高值激電異常，說明本研究獲得的高值激電異常與已知礦體對應較好。

表1　巖(礦)石物性參數(shù)

表2　激電測深基本極距

圖2　視幅頻率平面等值線

圖3　視電阻率平面等值線

圖4　異常綜合推斷結果

為更好地展示物探成果，將視幅頻率等值線圖、平面推斷圖與各中段平面圖進行疊加，繪制了地物綜合立體圖(圖5)。由圖5并結合相關地質資料分析可知：①推測的Fw1斷層與已知斷層F20重合性較好，但F20斷層東部延伸情況未控制，由Fw1斷層的展布情況可知，其東部向南發(fā)生了偏轉，對比分析認為，本研究物探推測的Fw1斷層實為已知斷層F20，且F20斷層東部向南發(fā)生了偏轉；②F20斷層為工作區(qū)的主要控礦斷層，礦體沿斷層分布，走向與斷層一致，推測已知含礦帶具有沿Fw1斷層向東南延伸的趨勢，HKD-2#含礦帶的西部即對應已知含礦帶，而HKD-2#含礦帶的東南部分即為已知含礦帶的東延部分，經(jīng)對比分析認為，HKD-2#含礦帶找礦前景較好。

圖5　地物綜合立體圖

(1)JHT15-1#極化體。該極化體埋藏較深，頂板埋深約170 m，向E陡傾，延伸約130 m后尖滅，對應視幅頻率較高，主要為4%～6%，視電阻率較低，主要為600～1 000 Ω·m。總體來看，該極化體對應的激電異常表現(xiàn)為低阻、高極化特征，與探尋目標體的物性特征吻合較好。根據(jù)已施工的2個老鉆孔(ZK1502-1、ZK1502-2)揭露的情況，在推測極化體位置處見到數(shù)層薄礦(化)體。綜合分析認為，該極化體為鉆孔揭露礦體，且該礦體向下延伸至2 445 m標高處尖滅。

圖6　15#線綜合剖面

(2)JHT15-2#極化體。該極化體埋藏較深，頂板埋深約100 m，先向E陡傾，再轉為向W陡傾，最后又轉為向E陡傾，表現(xiàn)為反“S”形特征，對應視幅頻率較高，主要為5%～8%，視電阻率較高，基本大于3 000 Ω·m。總體來看，該極化體對應的激電異常表現(xiàn)為高阻、高極化特征。根據(jù)已施工的ZK1501老鉆孔揭露的情況，在推測極化體頂部見到2層礦體。綜合分析認為，該極化體對應視幅頻率較高，在頂部有已知礦體被鉆孔控制，且向下延伸較大，因此，找礦前景較好，其表現(xiàn)出的高電阻率特征主要是由于石英含量較高所致。

(3)JHT15-3#極化體。該極化體埋藏較深，頂板埋深約190 m，向E陡傾，沿傾向延伸較大，對應視幅頻率較高，主要為5%～8%，視電阻率中等大小，主要為800～1 200 Ω·m。總體來看，該極化體對應的激電異常表現(xiàn)為相對低阻、高極化特征，與探尋目標體的物性特征吻合較好。結合地質資料綜合分析認為，該極化體的找礦前景較好。

(4)JHT15-4#極化體。該極化體埋藏較深，頂板埋深約130 m，向E陡傾，沿傾向延伸較大，對應視幅頻率較高，主要為5%～8%，視電阻率中等大小，主要為1 000～1 200Ω·m?？傮w來看，該極化體對應的激電異常表現(xiàn)為相對低阻、高極化特征，與探尋目標體的物性特征吻合較好。結合地質資料綜合分析認為，該極化體的找礦前景較好。

(5)JHT15-5#極化體。該極化體埋藏較深，頂板埋深約70 m，向E陡傾，沿傾向延伸較大，對應視幅頻率較高，主要為5%～8%，視電阻率中等大小，主要為1 600～2 000 Ω·m?？傮w來看，該極化體對應的激電異常表現(xiàn)為中阻、高極化特征，與探尋目標體的物性特征相似。結合地質資料綜合分析認為，該極化體的找礦前景較好。

4鉆探驗證

根據(jù)上述異常圈定成果，在15#線布設了ZK1503鉆孔對JHT15-2#、JHT15-3#、JHT15-4#、JHT15-5#極化體進行了驗證，結果見圖7。

鉆探結果表明：①JHT15-2#極化體，鉆孔穿過位置未見礦體，分析認為，鉆孔主要位于異常底部，因此，推測該極化體延伸有限，但仍有一定的找礦意義；②JHT15-3#極化體附近約5 m處見1 m厚的銅礦體，表明異常推測結果與鉆探結果較吻合；③JHT15-4#極化體附近15 m的范圍內見4層銅礦體，表明異常推測結果與鉆探結果吻合較好；④JHT15-5#極化體頂部見數(shù)層較薄銅礦體，不成規(guī)模，分析認為，鉆孔位于異常頂部，偏離了異常中心，因此，距異常中心較近的范圍內有較大可能發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的銅礦體，該極化體仍具有較好的找礦意義。

5結語

危機礦山屬于成熟礦山，基礎設施建設完善，坑道發(fā)育，地下電流分布密集，電、磁、噪音干擾較大，使得物探工作效果大打折扣。雙頻激電法可同時接受2個不同頻率的信號，可有效減小隨機干擾的影響，具有抗干擾能力強、精度高、輕便靈活、成本低、速度快等特點，適合在干擾較大、地形條件較差的地區(qū)開展工作。為此，本研究以四川省會東縣淌塘銅礦為例，開展了雙頻激電找礦工作，圈定了6個激電異常，推測了2個含礦帶，經(jīng)鉆孔驗證，異常推測結果與鉆探結果基本吻合，表明雙頻激電法在干擾較強的危機礦山可取得較好的找礦效果。

圖7　15#線異常驗證剖面

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(收稿日期2015-11-13)

Prediction of the Metallogenic Prospect Area of Tangtang Copper Mine Based on Dual Frequency Induced Polarization Method

De Bo1,2Ye Zhiqing1Li Jinzhong3

(1.403 Geological Brigade,Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources;2.College of Geophysics, Chengdu University of Technology;3.207 Geological Brigade,Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources)

AbstractAt present, the mining resources development situation in our country is very serious, after many years of mining, many mines are shortage of resources. So, it is necessary to conduct the deep prospecting and periphery prospecting work in the above mining areas, to extent the service life of the above mining areas. The interference of the crisis mines is usually large, which leads to the geophysical prospecting results is not ideal. The dual frequency induced polarization method with the characteristics of strong anti-interference ability, high precision, portable flexible, low cost and fast speed, so, it is suitable to conduct prospecting work in the crisis mining areas. Taking the Tangtang copper mine as the research example,the dual frequency induced polarization method is used to predict the metallogenic prospect area of the mining area, the spatial occurrence mode of the ore-bodies in the depth of mining area are determined roughly, the ideal prospecting effects is verified by drilling. The research results in this paper show that the dual frequency induced polarization method can play a great role in increasing resources reserves and expanding capacity of the crisis mines.

KeywordsDeep prospecting, Crisis mine, Dual frequency induced polarization method, Metallogenic prospect area

*中國地質調查局基金項目(編號：12120114270701)。

鄧波(1985—)，男，工程師，碩士研究生，614200 四川省峨眉山市興隆街1號。