直流電法在甲基卡稀有礦床外圍地區尋找隱伏性巖脈的應用

秦宇龍，孫　勁，張　東，王顯鋒，徐云峰（.四川省地質調查院，成都　6008；.四川省地礦局川西北地質隊，四川 綿陽　6000）

直流電法在甲基卡稀有礦床外圍地區尋找隱伏性巖脈的應用

秦宇龍1，孫勁2，張東2，王顯鋒1，徐云峰1
（1.四川省地質調查院，成都610081；2.四川省地礦局川西北地質隊，四川 綿陽621000）

隨著以鋰為代表的新能源金屬應用越來越受到重視，尋找鋰礦資源將日益顯得重要。為了實現在隱伏地區找礦突破的目的，以四川甲基卡稀有礦床外圍容須卡地區為例，應用直流電法勘探圈定隱伏偉晶巖脈，在區內圈定了3個北西向高阻異常帶，其中J3號高阻異常與已知R2含鋰偉晶巖脈吻合較好，J1、J2兩個高阻異常局部見偉晶巖體出露，推測異常由隱伏偉晶巖脈引起；進而尋找甲基卡式鋰礦，以期能夠對相關區域的隱伏型甲基卡式鋰礦的有效探測提供參考和指導。

激電中梯測量；偉晶巖脈型鋰礦（甲基卡式鋰礦）；稀有礦床；容須卡；甲基卡；四川

當今我國正處在快速工業化和經濟騰飛的進程中，消耗大量的礦產資源已為必然。以鋰為代表的新能源金屬應用將會越來越受到重視。四川稀有礦產主要集中于川西地區，以甲基卡為代表。在四川雅江-道孚-康定地區，目前除甲基卡（大型）、容須卡（中型）和木絨（小型）3個礦床外，還有長征、新卡、德米等礦點及大量礦化線索；而且礦化蝕變范圍大，均已發現含鋰礦偉晶巖，其成礦地質背景、控礦條件等與甲基卡礦區相同（或相似），通過進一步工作，可望取得重大進展［1］。在甲基卡、容須卡和木絨鋰礦床已查明資源儲量91.35萬t，但勘查深度較小，最大深度約370 m，一般深度僅有120 m。四川省鋰礦成礦規律的研究和礦產預測結果表明［1］，在四川雅江-道孚-康定地區一帶鋰礦資源有很大找礦前景，預測可新增資源量149萬t（1 000 m以淺）、86萬t（500 m以淺）［1］。

為了實現在四川甲基卡稀有礦床外圍容須卡隱伏地區找礦突破的目的，本次工作在已知含鋰偉晶巖脈找礦靶區上開展以直流激電中梯剖面測量為主的物探工作，圈定、追索隱伏的偉晶巖脈，達到間接找礦的目的。

1　地質及地球物理特征

1.1地質特征

四川甲基卡稀有礦床外圍容須卡鋰礦位于川西地區一條重要的Li-Be-Au-Cu-Pb-Zn-水晶成礦帶上。該成礦帶地處被動大陸邊緣盆地，巴顏喀拉地塊壤塘-馬爾康前陸海盆地和石渠-雅江殘余海盆地［1］（圖1），沉積了愈萬米的三疊系西康群砂泥質地層。隨著印支構造旋回的回返，本區形成陸地，結束了沉積歷史。在印支構造旋回晚期，本區在構造內外力作用下主要表現為陸內擠壓、匯聚、碰撞造山環境。其結果是大量熱穹窿的形成、硅鋁層的熔融、巖漿侵入活動強烈，生成一系列中酸性巖體。印支晚期-燕山早期本區處于相對寧靜期，有利于侵入巖漿巖分異、交代，形成富含揮發分和稀有金屬的殘余巖漿。這種殘余巖漿在成礦有利場所堆集成川西稀有金屬偉晶巖礦床。

圖1　研究區域大地構造示意圖 （據文獻［1］修編）Fig.1　Tectonic map of the study area

工作區地層劃屬巴顏喀拉地層區瑪多-馬爾康地層分區［1］。區內出露地層主要為上三疊統侏倭組（T3zw）、新都橋組（T3xd），主要巖性有長石石英砂巖、粉砂質板巖、二云母片巖等［2］。

工作區巖脈以中酸性較為發育，其產出和相應的巖漿活動有關，空間分布受構造控制明顯，主要有花崗偉晶巖脈、閃長巖脈、花崗細晶巖脈和石英脈等。花崗偉晶巖脈為工作區內稀有金屬礦賦礦巖脈，是本次研究調查的主要對象。

據全國礦產資源潛力評價成礦區帶劃分，工作區橫跨北巴顏喀拉-馬爾康Au-Cu-Ni-Pt-Fe-Mn-Pb-Zn-Li-Be-Nb-Ta-云母成礦帶（Ⅲ-30）和南巴顏喀拉-雅江Li-Be-Au-Cu-Pb-Zn-水晶成礦帶（Ⅲ-31）［1］（圖2）。

1.2地球物理特征

工作區中不同巖、礦石電性差異是開展電法工作的前提。工區內巖石較為單一，主要有片巖、偉晶巖。本次在工作區共測定巖礦石標本63塊，其電性參數測定統計結果見表1。

可以看出，容須卡地區偉晶巖與片巖的視電阻率ρs差異十分明顯，偉晶巖為高阻，片巖為中低阻；視極化率ηs偉晶巖略高于片巖，但差異不明顯。由于巖石的電阻率與巖石的致密程度有關，成巖后巖石所受的破壞力將會影響其致密度，巖石在地表風化后，變得松散，使其電阻率降低；變質程度較淺的片巖層理較發育，其各向異性系數也較大，故測試物性時不同方向的測試成果也可能會有幾倍的差異。

圖2　研究區成礦帶劃分 （據文獻［1］修編）Fig.2　Metallogenic belts division map in study area

容須卡鋰礦目的層（偉晶巖）與圍巖（片巖）之間具有明顯的電性差異，為本區開展直流電法尋找偉晶巖型鋰礦奠定了地球物理基礎。

表1　容須卡地區巖礦石電性參數統計Table 1　Electrical parameters statistic of rocks in Rongxuka area

2　直流電法探測

2.1數據采集參數

工作野外數據采集：使用重慶奔騰數控技術研究所生產的WDFZ-5發射機和WDJS-2接收機，供電電源使用5 kW汽油發電機。

采用中梯裝置：供電極距AB=1 200 m、測量極距MN=40 m，觀測段為AB距的2/3，旁側距不超過AB距的1/5。供電周期16 s，斷電延時200 ms，采樣寬度40 ms。

布置剖面9條，測量點距20 m，測線方向247°。工作時采用了減小接地電阻的措施，接地電阻一般在500 Ω以內，供電電流在1.4 A左右。

2.2已知脈體的激電中梯試驗

在工作區，選擇在已知脈體進行激電中梯試驗，用激電方法進行驗證。試驗剖面及結果見圖3。

圖3　已知含鋰偉晶巖脈試驗剖面圖Fig.3　Cross-section of pegmatite veins with lithium

由試驗剖面可知，視極化率無論是偉晶巖還是片巖，差異不明顯，難以區分；而視電阻率曲線上差異非常明顯，偉晶巖的視電阻率顯著高于片巖，顯示出用中梯裝置追索較陡傾的高阻巖脈的實效性。

決定視電阻率大小的因素有地質體的真電阻率、各電性體的厚度、大小及形狀、埋藏的深淺、供電電極和測量電極的相互位置以及與不均勻電性層的相對位置。視電阻率不是地下某一種巖石的真電阻率，是在電場作用范圍內，地下電性不均勻體的綜合反映［3-4］，從而造成了工作區野外測量的偉晶巖視電阻率比物性測定的電阻率低，本次試驗剖面上偉晶巖體的視電阻率值在1 000 Ωm以上。

綜上所述，工作區地層巖石的電性具有以下特征：極化率方面偉晶巖略高于圍巖（片巖），差異不明顯；電阻率方面偉晶巖與圍巖（片巖）差異很大，偉晶巖顯著高于圍巖，屬于高阻體。

2.3容須卡地區的直流電法探測

依據工作區地質和物性資料，視極化率常見值在2%～8% （圖4a）。經統計，視極化率ηs平均值為4.84%，而背景值為4.65%，兩者差異不明顯，表明了工區視極化率總體平穩、變化不大，同時顯示了工區視極化率具有較高的背景場特征，證實了工作區地層中的各類片巖普遍含有一定程度炭質。視極化率局部相對較高的異常點，均分布零星、稀疏，難以同時在沿測線及兩條測線上連續出現，主要零星的分布在J03、J07、J09線上，視極化率異常值高達10%以上，引起這種高視極化率異常的原因除了含炭質程度較高之外，是否還有其他因素有待查證。

工作區視電阻率ρs值起伏變化較大，整個西段視電阻率值ρs普遍偏高，可能與基巖裸露、覆蓋較淺有關；其他大部分為600 Ω左右的背景場，可能由于掩蓋較厚、片巖風化嚴重等因素所致（圖4b）。東西兩端的高阻異常推測由靠近電極引起（此段電場較高，為非平穩場段），也可能為電極附近隱伏高阻體引起，而在中部呈帶狀分布的高阻異常就是本次工作的主要對象；從工作區出露的地層巖石來看，很有可能由具有高阻特征的偉晶巖引起。

圖4　容須卡地區視極化率與視電阻率分布特征Fig.4　Distribution chart of apparent polarizability andapparent resistivity in Rongxuka

根據工作區物性特征和地電場分布特點，在本區開展激電工作圈定目的異常，選擇的主要參數為視電阻率ρs。

2.4地球物理異常的推斷解釋

根據工作區視電阻率ρs分布特征，結合物性測定結果及地質資料，在工作區圈定了3個視電阻率ρs異常，編號為J1、J2、J3（圖5）。J1位于工作區北部至中部，處于J09～J17線68～92號測點。異常北西-南東走向，北西未封閉，異常長約575 m，寬55～80 m，視電阻率1 000～3 600 Ωm，為高阻異常。

（1）J1激電異常區所處位置為上三疊統侏倭組，異常區南東地表見偉晶巖脈出露，根據本次物性測定結果，偉晶巖相對于圍巖（片巖）顯示為高阻，產生的視電阻率異常一般在1 000 Ωm以上，結合工作區地質資料推測：J1高阻異常由偉晶巖脈引起，11～17線68～92號測點推測有隱伏偉晶巖脈。

（2）J2位于J1激電異常以東，處于J13～J15線64～72號測點。異常北西-南東走向，北西封閉，南東J11線由于地形原因部分測點未能到達，異常南東邊界尚不能確定，保守推測異常未延伸至J11線。異常長約230 m，寬60～75 m，視極化率1%～7%，視電阻率1 000～3 700 Ωm，為高阻異常。

J2激電異常區所處位置為上三疊統侏倭組（T3zw），異常區地表見偉晶巖脈出露，根據本次物性測定結果，偉晶巖相對于圍巖（片巖）顯示為高阻，產生的視電阻率異常一般在1 000 Ωm以上，結合工作區地質資料推測，J2高阻異常由偉晶巖脈引起。

（3）J3位于工作區南部，處于J01～J03線46 ～54號測點。異常北西-南東走向，南東未封閉，異常長約230 m，寬55～70 m，視電阻率1 000～2 800 Ωm，為高阻異常。

J3激電異常區所處位置為上三疊統侏倭組，異常區地表見R2含鋰偉晶巖脈出露，脈體切割圍巖，圍巖產狀有陡有緩，圍巖產狀底板 215° ∠80°，頂板183°∠47°，偉晶巖脈產狀19°∠68°，厚度13.6 m。根據本次物性測定結果，偉晶巖相對于圍巖（片巖）顯示為高阻，產生的視電阻率異常一般在1 000 Ωm以上，結合工作區地質資料解釋J3高阻異常由偉晶巖脈引起。

3　結論

（1）本次工作充分證明直流電法中梯裝置在追索陡傾高阻巖體方面的有效性。從目前的工作程度和結果來看，區內的鋰礦主要與偉晶巖脈（高阻體）密切關聯，礦（化）帶主要分布于偉晶巖脈內。

（2）在區內圈定的3個北西向高阻異常帶，其中J3號高阻異常與已知R2含鋰偉晶巖脈吻合較好；J1、J2兩個高阻異常局部見偉晶巖體出露，推測異常由隱伏偉晶巖脈引起。建議對3個高阻異常帶進行工程施工驗證。

圖5　容須卡地區視電阻率異常圖Fig.5　Anomaly map of apparent resistivity in Rongxuka area

（3）川西地區作為偉晶巖型鋰輝石礦主要礦集區，多數被掩蓋，激電方法尋找隱伏型礦脈和找礦效果被越來越多的人所接受，但物探方法受多因素影響而導致異常的多解，從物探方法、范圍選擇到野外施工、資料處理解釋的整個過程應盡可能的排除不利因素影響。物探解釋人員盡量多與地質技術人員溝通，客觀地評價異常情況，有利于指導下一步的勘查工作。

［1］胡世華，胡朝云，楊先光，等.四川省鋰礦資源潛力評價成果報告［R］.成都：四川省地質調查院，2013.

［2］唐國凡，吳盛先.四川省康定縣甲基卡花崗偉晶巖鋰礦床地質研究報告［R］.成都：四川省地質調查院，1975.

［3］李金銘.電法勘探方法發展概況 ［J］.物探與化探，1996，20（4）：250-258.

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［7］張先年，徐遂勤，劉海軍.大功率激電中梯在某金礦勘查中的應用［J］.科學技術與工程，2010，10（26）：6511 -6514.

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Application of DC electrical method in prospecting hidden veins around the rare metal deposit of Jiajika

QIN Yu-long1，SUN Jin2，ZHANG Dong2，WANG Xian-feng1，XU Yun-feng1
（1.Sichuan Institute of Geological Survey，Chengdu 610081，China；2.Northwest Sichuan Geological Team，Sichuan Bureau of Geology&Mineral Resources，Mianyang 621000，China）

As more attention is paid to new energy metal application represented by lithium，looking for lithium resources will become increasingly significant.In order to achieve the goal in mineral exploration in concealed areas，DC electrical method is applied to explore and delineate the pegmatite veins in Rongxuka around Jiajika rare metal deposit.Three NW-trending anomalies with high resistance are delineated in the area.Anomaly No.J3 with high resistance is coincidence with R2 containing lithium pegmatite veins among these 3 anomalies.Pegmatite outcroppings are found in anomaly No.J1 and J2 partly，indicating that the anomaly is caused by hidden pegmatite veins.It can not only be the prospecting indicator for searching Jiajika typed lithium deposit，but also the effective references and guidance for relevant area in prospecting the hidden Jiajika typed lithium deposit.

induced polarization intermediate gradien survey；pegmatite vein typed lithium deposit（Jiajika lithium deposit）；rare metal deposits；Rongxuka；Jiajika；Sichuan

P631.324

A

1674-9057（2016）01-0170-06

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.023

2015-08-28

中國地質調查局項目 （12120113049500；1212011220814）

秦宇龍 （1976—），男，工程碩士，高級工程師，研究方向：區域地質調查、礦產勘查，63328712@qq.com。

引文格式：秦宇龍，孫勁，張東，等.直流電法在甲基卡稀有礦床外圍地區尋找隱伏性巖脈的應用［J］.桂林理工大學學報，2016，36（1）：170-175.