地電化學提取法在碳酸鹽巖地區隱伏鉛鋅礦尋找中的應用

王佳音 祁昌煒 劉 磊

(1.青海省地質調查局；2.青海省地震局)

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地電化學提取法在碳酸鹽巖地區隱伏鉛鋅礦尋找中的應用

王佳音1祁昌煒1劉 磊2

(1.青海省地質調查局；2.青海省地震局)

地電化學提取測量法探測深度較大，具有確定單一探測目標的能力，可用于第四系覆蓋區，在常規物化探方法作用效果不佳的情況下可有效發現異常，達到快速、高效、準確確定探測區地質情況的目的。首先在已有工程控制礦體的麒麟廠礦區進行方法可行性試驗，然后將該方法推廣至無工程控制的某未知礦區進行隱伏鉛鋅礦找礦預測，實踐表明：礦區2條剖面線異常點與地質找礦信息具有高度的吻合性，可見該方法找礦效果良好。

地電化學提取技術 碳酸鹽巖地區 隱伏鉛鋅礦 找礦預測

地電化學提取法是一種介于地球物理和地球化學兩者間新的找礦方法[1-5]，相對于常規物化探法，不僅可間接探測礦床及周圍環境的物化性質，直接探測到礦床產生的金屬離子，進入化探“盲區”，并且在第四系覆蓋區也可發現常規化探方法難以發現的隱伏礦床在地表的異常信息[6-9]，因此該方法可作為產生離子暈礦種的“攻深找盲”手段[10]。近年來該方法得到了廣泛應用，取得了一定的成效[11-13]。本研究以某未知礦區為例，首先選擇有工程控制礦體的麒麟廠礦區進行可行性試驗，然后進行隱伏鉛鋅礦找礦預測分析。

1 研究區地質概況

研究區主要出露泥盆系、石炭系、二疊系地層，在車家坪一帶2個背斜中均出露C1b地層，研究區具有找礦前景的地層主要為下石炭統擺佐組[14-16]，主要分布于研究區北部，巖性主要為肉紅色、米黃色粗晶白云巖(圖1)。區域上分布有雨碌、待補、魯納、大菜園、麒麟廠和礦山廠等斷層，并分布有梁子上、水塘子、二道平等向斜以及金居河、小米落背斜等褶皺構造。

圖1 研究區地質概況

2 地電化學提取法基本原理

研究區礦體上有不同厚度的覆蓋物，礦體的成礦元素、伴生元素經溶解為離子，在礦體內部形成微電池，在擴散作用、地下水等共同作用下向上運移，在礦體圍巖及地表覆蓋物中形成相應的離子暈。當存在外加電場時，離子在其作用下發生遷移并富集，在電極處析出且濃度降低，離子暈局部平衡遭受破壞，為保持物質平衡，深部離子向上遷移提供補給，確保上部離子平衡，但下部離子向上遷移后，該上遷離子源又遭受平衡破壞，須依靠深部離子的補充以達到新的平衡，如此從深部向上逐級補充離子，直至深部礦體。下部離子又不斷向上遷移，離子可不斷地向電極附近遷移，便形成了平衡—失衡—平衡的動態平衡模式。

地電化學提取法基于動態平衡原理利用人工電場提取深部離子，分析異常與礦體的關系，從而確定是否存在隱伏礦體[17-20]。本研究地電化學提取法采用的設備全部由手工制作完成(參照羅先熔教授專利發明)。一定規格的碳棒外側包裹經特殊處理的吸附材料，碳棒一端有導線引出與電源的正負極相連，組成離子接收器。在設計的剖面測點處挖坑埋入離子接收器，并澆灌適量提取液，埋設一定時間后挖出電極，取下吸附材料，進行實驗室化驗分析吸附材料所提取的相關離子。試驗材料及參數：①吸附材料，經特殊處理后對Pb、Zn等元素有較強吸附作用的脫脂海綿；②提取液，濃度為15%的硝酸，用量1 000～1 500 mL；③測點布置，測點距離參考相應比例尺的化探采樣標準設置；④提取電極陰、陽極間的距離，50～100 cm；⑤提取時間，48 h；⑥供電電源，9 V高性能干電池。

3 可行性試驗

選擇研究區附近麒麟廠礦區已有工程控制的80#勘探線進行試驗。該剖面線礦體埋深1 050 m，走向N32°～35°E，傾向SE，傾角63°～70°，Pb平均品位10.33%，Zn平均品位19.89%，礦石類型為氧化礦和硫化礦存在的混合礦。麒麟廠鉛鋅礦80#勘探線鉆孔對礦體的揭露較完整，并且無采空區的影響。在試驗剖面上測定出明顯的地電化學異常，異常部位與已知鉛鋅礦體的賦存部位較吻合，Pb、Zn、Cd等異常明顯，且異常吻合程度較好(圖2)。

(1)Pb異常。Pb背景值37×10-6，異常下限43.9×10-6，位于該剖面6#～7#點，異常強度(60～90.1)×10-6，異常高出背景值1.6～2.4倍，異常寬35 m，最高異常值位于6#點，達90.1×10-6，高出背景值2.4倍。該異常高值段與已知鉛鋅礦體的賦存部位吻合。

(2)Zn異常。Zn背景值38.1×10-6，異常下限46.7×10-6，最高異常值位于6#點，達207×10-6，高出背景值5.4倍，該異常高值處于已知鉛鋅礦體的賦存部位，與Pb最高值點重合。

(3)Cd異常。Cd背景值1.85×10-6，異常下限2.32×10-6，位于該剖面5#～7#點，異常強度3.27×10-6，異常高出背景值1.4倍，異常寬45 m，最高異常值位于13#點，達4.16×10-6，高出背景值2.2倍。該異常高值處于已知鉛鋅礦體的賦存部位，與Pb、Zn高值點吻合度好。

由上述分析可知：地電化學提取的Pb、Zn、Cd異常在深部隱伏鉛鋅礦體上方均有顯示，與已知礦體賦存位置及傾向延伸十分吻合，顯示出良好的指示作用，表明該方法在研究區尋找隱伏鉛鋅礦體有一定的可行性。

4 找礦預測

圖2 麒麟廠礦區80#線地電化學提取試驗剖面

4.1 10#剖面地電化學提取異常特征

(2)Zn異常。Zn背景值38.5×10-6，異常下限57.3×10-6，該異常位于剖面19#～21#點，異常強度(134.2～389.2)×10-6，異常高出背景值3.5～10倍，異常寬約60 m，最高異常值為389.2×10-6，位于剖面20#測點處，與Pb最高異常值測點重合(圖3)。

(3)Cd異常。 Cd背景值0.54×10-6，異常下限0.73×10-6，在剖面上測出2個Cd異常：第1異常為強度0.68×10-6的單峰異常，異常高于背景值1.3倍，位于C1b地層內，與Pb、Zn異常高值重合性較好，但規模小；第2異常為強度1.30×10-6的單峰異常，異常高于背景值2.4倍(圖3)。

4.2 14#剖面地電化學提取異常特征

(2)Zn異常。Zn背景值38.5×10-6，異常下限57.3×10-6，在剖面上測出3個Zn異常：第1異常位于剖面19#～20#點，異常強度(50.6～94.7)×10-6，異常高出背景值1.3～2.5倍，規模小、不明顯；第2異常位于剖面22#～23#測點，異常強度(92.9～2 154.0)×10-6，異常高出背景值2.4～56倍，異常寬50余米；第3異常為強度95.2×10-6的單峰異常，異常高于背景值2.5倍，規模小、不明顯，最高異常值為2 154.0×10-6，高于背景值56倍，位于剖面23#點，與Pb最高異常值測點重合(圖4)。

(3)Cd異常。Cd背景值0.54×10-6，異常下限0.73×10-6，在剖面上測出2個Cd異常：第1異常位于22#～23#點，強度(1.47～2.21)×10-6，異常高于背景值2.7～4.1倍；第2異常為強度1.11×10-6的單峰異常，異常高于背景值2.1倍，規模小，最高異常值為2.21×10-6，高于背景值4.1倍，位于剖面22#點，與Pb、Zn最高異常值測點重合性較好(圖4)。

圖3 10#地電化學提取剖面

總體來講，10#、14#剖面上的Pb、Zn、Cd異常分布較集中、吻合程度較好，對照地質剖面圖，可看出該2條剖面的異常范圍均對應于石炭系白佐組地層。據此推斷異常深部可能存在隱伏鉛鋅礦床，研究區與麒麟廠礦區的相似之處有：①元素異常分布大多為單峰異常；②元素異常都具有一定強度，尤其是Pb、Zn異常值高出背景值39、56倍；③元素異常形態規則、清晰，異常峰值吻合度較好，并且絕大多數對應于含礦層位。可見，研究區地電化學提取測點所示的C1b地層為最有希望的地段，可作為下一步工作的重點突破區。

圖4 14#地電化學提取試驗剖面

5 結 語

分析了地電化學提取法的基本原理及方法技術，對麒麟廠礦區已有工程控制的剖面進行了可行性試驗，發現該方法找礦效果較好。在此基礎上對研究區進行了隱伏鉛鋅礦找礦預測研究，根據元素異常特征，可知在元素異常對應的部位可能存在隱伏鉛鋅礦體，表明采用地電化學提取法在碳酸鹽巖地區進行隱伏鉛鋅礦找礦勘查成效顯著。

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Application of the Geo-electriochemical Extraction Technique of the Prospecting of Concealed Pb-Zn Deposit in the Carbonate Rock Area

Wang Jiayin1Qi Changwei1Liu Lei2

(1.Qinghai Geological Survey;2.Qinghai Earthquake Administration)

The detecting depth of geo-electrochemical extraction method is large,it has the ability to determine a single detection target,it is suitable for the Quaternary system coverage.The anomalies can be found effectively under the conditions of the unsatisfactory effects obtained by the conventional geophysical and geochemical prospecting methods,so the geological conditions of the detection region can be detected rapidly,effectively and accurately.Firstly,the feasibility test in the Qinlinchang mining area with the known engineering controlling ore-bodies is done,then,the geo-electrochemical extraction method is used to conduct the prospecting prediction of concealed Pb-Zn deposit in the unknown mining area.The application results show that the abnormal points of the two section lines of the unknown mining area are consistent with the geological prospecting information,the ideal prospecting effects of the geo-electrochemical extraction method is obtained.

Geo-electrochemical extraction method,Carbonate rock area,Concealed Pb-Zn deposit,Prospecting prediction

2016-05-16)

王佳音(1985—)，女，工程師，810001 青海省西寧市黃河路15號。