綜合物探方法在會(huì)東縣麥地鉛鋅礦找礦中的應(yīng)用

周一敏，李 華，艾斯卡爾，鄧 珂

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

綜合物探方法在會(huì)東縣麥地鉛鋅礦找礦中的應(yīng)用

周一敏，李 華，艾斯卡爾，鄧 珂

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081)

野外地質(zhì)調(diào)查表明，會(huì)東縣麥地區(qū)內(nèi)鉛鋅異常范圍內(nèi)麥地坪組下、底部層位已經(jīng)發(fā)現(xiàn)較具規(guī)模的鉛鋅礦化體，為了進(jìn)一步查明礦化體的延伸及礦化情況，在礦區(qū)開(kāi)展了1∶10 000的頻率域激電掃面工作，通過(guò)激電異常特征，大致圈定了區(qū)內(nèi)礦體的分布范圍；同時(shí)，通過(guò)瞬變電磁法基本探明了控礦層間破碎帶的埋藏深度，為下一步找礦工作的開(kāi)展提供了有力地球物理依據(jù)。

激發(fā)極化法； 雙頻； 中梯裝置； 瞬變電磁； 鉛鋅礦

0 引言

麥地鉛鋅銅礦區(qū)屬?zèng)錾揭妥遄灾沃輹?huì)東縣淌塘鄉(xiāng)所轄，南起胡家灣子，北到雷打牛，西達(dá)淌塘村，東至老鷹巖一帶。研究區(qū)內(nèi)具有工業(yè)價(jià)值和找礦前景的鉛鋅礦類(lèi)型為“揚(yáng)子型”鉛鋅礦床。研究區(qū)內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦礦體3個(gè)，礦體賦存于麥地坪組下、底部，受麥地坪組層間破碎帶控制，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致。局部構(gòu)造破碎帶疊加部位礦(化)體變厚，礦石品位變富。由于調(diào)查區(qū)內(nèi)第四系覆蓋嚴(yán)重，野外巖礦露頭較少，靠單一的地質(zhì)手段很難追蹤隱伏礦體的延伸情況，必須通過(guò)物探手段來(lái)進(jìn)行輔助調(diào)查。考慮到工區(qū)地形條件惡劣，結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，選擇雙頻激電儀在調(diào)查區(qū)范圍內(nèi)展開(kāi)1∶10 000的激電中梯的掃面工作可以達(dá)到快速、有效圈定礦化異常之目的[1-4]。同時(shí)，在垂直含礦斷裂處開(kāi)展了瞬變電磁剖面測(cè)量工作，以探明麥地坪組層間控礦破碎帶的埋藏深度。兩種方法的成果結(jié)合，可以有效指導(dǎo)勘查鉆孔的布設(shè)。

1 研究區(qū)地質(zhì)

麥地鉛鋅銅礦點(diǎn)區(qū)域上位于康滇地軸中段東緣雙會(huì)—東川坳拉槽北部，東川斷拱之小街?jǐn)囫泛蜄|川斷穹交界部位，即鍋筐崖向斜北段，位屬平街-新田銅多金屬礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)。研究區(qū)內(nèi)出露地層較多，包括二疊系陽(yáng)新組、寒武系麥地坪組、筇竹寺組、滄浪鋪組、龍王廟組，震旦系澄江組、觀(guān)音崖組、燈影組下段、上段等地層及第四系殘坡積物(圖1)。主要地層巖性包括灰?guī)r、白云巖、石英砂巖、頁(yè)巖等。

研究區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，北西側(cè)麻塘斷裂和南東側(cè)麥地?cái)鄬迂灤┤珔^(qū)。其中麻塘斷裂往北傾，傾角約65°，延伸長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里，為逆斷層，斷層北盤(pán)為青龍山組、淌塘組，南盤(pán)為震旦系、寒武系和二疊系。沿?cái)嗔褞Ф嗵幙梢?jiàn)揉皺、擠壓等現(xiàn)象。麥地?cái)鄬有纬捎诼樘翑嗔阎螅蔽髯呦颍瑢儆谏w層構(gòu)造。斷層主要發(fā)育于震旦系和寒武系中，屬于平移斷層，沿?cái)鄬用娑嗵幙梢?jiàn)褐鐵礦薄膜以及小的擦痕等現(xiàn)象。

圖1 會(huì)東縣麥地調(diào)查區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of Maidi mining area in Huidong county

該區(qū)巖漿活動(dòng)劇烈，巖漿巖主要以下二疊統(tǒng)玄武質(zhì)巖類(lèi)為主，分布于測(cè)區(qū)鍋筐崖向斜的核部，呈層狀、似層狀?yuàn)A于二疊系陽(yáng)新組地層之中。主要巖性為斑狀、菊花狀、塊狀玄武巖及少量玄武質(zhì)集塊巖。受區(qū)域變質(zhì)作用影響，泥質(zhì)巖石變成千枚巖、板巖，碳酸鹽巖重結(jié)晶為大理巖。另一種后期動(dòng)力疊加變質(zhì)作用較少，僅沿著麻塘斷裂帶發(fā)生，形成綠泥石、綠簾石等低綠片巖相的變質(zhì)礦物組合。

2 化探特征

1∶50 000水系沉積測(cè)量成果表明，研究區(qū)內(nèi)以Pb、Zn元素異常為主，且Pb、Zn元素如影相隨，元素組合好。Ag元素高背景區(qū)多與Pb、Zn元素高值區(qū)相伴出現(xiàn)。Pb、Zn元素異常主要受控于麥地坪段、燈影組地層及斷裂構(gòu)造。在麥地坪段、燈影組地層分布范圍，近南北向構(gòu)造發(fā)育處，具良好的Pb、Zn元素異常區(qū)。所以筆者認(rèn)為沿著麥地坪組層間破碎帶具備良好的成礦地質(zhì)條件，具有很大的找礦潛力。

3 巖(礦)石電性特征

物性差異是開(kāi)展地球物理方法測(cè)量的重要前提，在研究區(qū)開(kāi)展雙頻激電掃面之前，首先對(duì)研究區(qū)內(nèi)的礦(化)體和各類(lèi)圍巖進(jìn)行了物性參數(shù)的測(cè)量。標(biāo)本的測(cè)定結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出：鉛鋅礦化白云質(zhì)灰?guī)r激電效應(yīng)最強(qiáng)，其幅頻率最高，平均值達(dá)到了8.6%；石英砂巖和白云巖激電效應(yīng)中等，幅頻率平均值分別為1.1%和1.2%；其他巖石激電效應(yīng)最低，幅頻率平均值均在1.0%以下。由此可見(jiàn)，鉛鋅礦化白云質(zhì)灰?guī)r與圍巖具有明顯的電性差異，表現(xiàn)為低阻高極化目標(biāo)體，為該區(qū)激電以及瞬變電磁工作的開(kāi)展提供了良好的地球物理前提。一般地說(shuō)，金屬硫化物含量越多，激電效應(yīng)越強(qiáng)，幅頻率值就越高[5-6]。

表1 會(huì)東縣麥地礦區(qū)巖(礦)石物性參數(shù)

4 頻率域激電應(yīng)用效果

4.1 數(shù)據(jù)采集

為了快速、有效地確定隱伏礦化體的延伸情況，在調(diào)查區(qū)主要范圍內(nèi)(圖1紅色矩形框)開(kāi)展了激電掃面工作。激電數(shù)據(jù)采集使用SQ-3C雙頻道輕便型微機(jī)激電儀，采用中間梯度裝置，供電極距AB為1 000 m，測(cè)線(xiàn)方向?yàn)?95°，測(cè)點(diǎn)距為40 m，測(cè)量電極在其中間2/3AB地段逐點(diǎn)測(cè)量。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)前期試驗(yàn)結(jié)果，最終選定4 Hz及4/13 Hz的頻段作為工作頻率,總計(jì)完成了12.42 km2的掃面工作。

4.2 激電異常特征及推斷解釋

根據(jù)野外的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后繪制了調(diào)查區(qū)的視極化率等值線(xiàn)圖和視電阻率等值線(xiàn)圖(圖2和圖3)，結(jié)合礦區(qū)內(nèi)巖礦石的電性特征分析，界定該區(qū)極化率背景值為1.3%左右，大于1.3%的為異常區(qū)，由此圈定三個(gè)激電異常區(qū)。

1)Ⅰ號(hào)異常區(qū)位于麥地向斜NW之翼西段，為兩組交界處，出露巖性為白云巖，含磷灰質(zhì)硅灰?guī)r，地層歸屬于燈影組上段至麥地坪段，其上伏筇竹寺組粉砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r；異常區(qū)范圍最大，極化率值也最大，主要由1.5以上的Fs值所構(gòu)成，面積約為1.5 km2，總體看為橢圓狀異常，有往北西向延伸趨勢(shì)；該異常區(qū)對(duì)應(yīng)的視電阻率ρs值為700 Ω·m左右(圖3)。異常源屬于低阻高極化地質(zhì)體。

圖2 會(huì)東縣麥地礦區(qū)視幅頻率異常等值線(xiàn)圖Fig.2 The Fs anomaly plane map of Maidi mining area in Huidong county

圖3 會(huì)東縣麥地礦區(qū)視電阻率(取對(duì)數(shù))平面等值線(xiàn)圖Fig.3 The ρs (logarithmic) anomaly plane map of Maidi mining area in Huidong county

2)Ⅱ號(hào)異常區(qū)位于麥地向斜SE之翼西段，為兩組交界處，出露巖性為白云巖，含磷灰質(zhì)硅灰?guī)r，地層歸屬于燈影組上段至麥地坪段，其上伏筇竹寺組粉砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r；極化率變化范圍從1.3%到1.6%不等，面積約為1.2 km2。該異常區(qū)對(duì)應(yīng)的視電阻率值多在600 Ω·m以下(圖3)，屬于低阻高極化地質(zhì)體。

3)Ⅲ號(hào)異常區(qū)位于F1斷層之西盤(pán)，地層為燈影組上段；為兩組交界處，出露巖性為白云巖，含磷灰質(zhì)硅灰?guī)r，地層歸屬于燈影組上段至麥地坪段，其上伏筇竹寺組粉砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r；由m0和m1區(qū)域。極化率變化范圍為1.3%到1.5%，異常區(qū)面積約為1.2 km2，形態(tài)大致呈現(xiàn)為一個(gè)條帶形。該異常區(qū)對(duì)應(yīng)的視電阻率值為650 Ω·m左右(圖3)。異常源為低阻高極化地質(zhì)體。

野外地質(zhì)調(diào)查表明，該區(qū)區(qū)內(nèi)次級(jí)斷裂和層間破碎帶發(fā)育，麥地坪組中下部層位層間破碎帶是區(qū)內(nèi)主要賦礦構(gòu)造，礦化體基本沿層產(chǎn)出。破碎帶主要由白云巖碎裂巖、角礫巖構(gòu)成，寬度在1.5 m～3.5 m之間，具硅化、重晶石化、及弱的褐鐵礦化等地質(zhì)現(xiàn)象。本次激電掃面工作圈定的三處低阻高極化異常區(qū)，與地表發(fā)現(xiàn)的破碎帶位置套合非常好，結(jié)合地表發(fā)現(xiàn)的礦化體特征，推斷此三處激電異常區(qū)應(yīng)為隱伏鉛鋅礦化和褐鐵礦化的綜合反應(yīng)所引起，異常區(qū)在平面的分布代表了隱伏礦化體在地下的展布范圍。

5 瞬變電磁應(yīng)用效果

瞬變電磁法(Transient Electromagnetic Method，TEM)，也稱(chēng)時(shí)間域電磁法(Time-Domain Electro-magnetic Methods，TDEM)，它是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展得較快、地質(zhì)效果較好的一種電法勘探分支方法被稱(chēng)作是電法的二次革命。該法是利用一不接地回線(xiàn)發(fā)射一次磁場(chǎng)，在一次磁場(chǎng)的間歇期間利用不同回線(xiàn)接收二次感應(yīng)磁場(chǎng)，該二次電磁場(chǎng)是由地下良導(dǎo)體受激勵(lì)引起的渦流所產(chǎn)生的非穩(wěn)磁場(chǎng)。與其他測(cè)深方法相比，它具有探測(cè)深度大、信息豐富、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。為了大致了解麥地坪組層間控礦破碎帶的埋藏深度，結(jié)合激電掃面的成果，在經(jīng)過(guò)激電異常Ⅰ、Ⅱ號(hào)異常中心，垂直于出露礦體的方向布設(shè)了兩條瞬變電磁剖面測(cè)線(xiàn)L1和L2(圖1)。

瞬變電磁測(cè)量使用了加拿大Genonics公司生產(chǎn)的PROTEM57瞬變電磁儀，采用中心回線(xiàn)裝置，供電導(dǎo)線(xiàn)為4 mm2多芯銅線(xiàn)，使用25 Hz頻率供電，供電電流為10 A，供電電為24 V，供電回線(xiàn)邊長(zhǎng)為100 m×100 m，接收線(xiàn)圈為高頻1D線(xiàn)圈。觀(guān)測(cè)二次電位垂直分量，每點(diǎn)重復(fù)觀(guān)測(cè)3次，記錄觀(guān)測(cè)點(diǎn)線(xiàn)號(hào)，供電電流、電壓、頻率、增益、積分時(shí)間、斷電延時(shí)、記錄號(hào)及地質(zhì)情況等。

采用TEMPROS軟件對(duì)采集的TEM數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)編輯及反演，其效果直觀(guān)、快速、有效。最終的瞬變電磁反演結(jié)果很好地查明了控礦層間破碎帶的埋設(shè)及厚度。在里程320 m～670 m范圍的350 m地段內(nèi)，呈現(xiàn)出明顯的感應(yīng)電壓異常(圖4)，與之對(duì)應(yīng)的是一連續(xù)性非常好的中低阻帶(圖5)，其傾向與地層產(chǎn)狀一致，而這一低阻體與地表的已知礦體位置吻合，其延伸范圍與Ⅰ號(hào)激電異在平面上的寬度基本一致。推斷就是層間破碎帶引起的低阻異常，其埋深范圍大致從幾十米到一百多米。

圖4 會(huì)東縣麥地礦區(qū)L1線(xiàn)瞬變電磁響應(yīng)電動(dòng)勢(shì)剖面圖Fig.4 The map of response electromotive force for Line 1 TEM profile of Maidi mining area in Huidong county

6 結(jié)論與建議

1)通過(guò)在會(huì)東縣麥地區(qū)內(nèi)開(kāi)展的1∶10 000的頻率域激電掃面工作，成功圈定了三處礦化異常體在地下的延伸及礦化情況，其中Ⅰ號(hào)異常區(qū)是最好的異常區(qū)、Ⅱ號(hào)異常區(qū)和Ⅲ號(hào)異常區(qū)是良好的找礦區(qū)域，對(duì)該區(qū)進(jìn)一步找礦工作的開(kāi)展提供了有力地球物理依據(jù)。

2)該區(qū)的主要控礦破碎帶埋藏深度較淺，瞬變電磁法在該區(qū)可以很好地對(duì)其進(jìn)行探測(cè)，與激電掃面成果相結(jié)合，對(duì)于下一步的驗(yàn)證鉆孔的布設(shè)具有良好的指導(dǎo)意義。

圖5 會(huì)東縣麥地礦區(qū)L1線(xiàn)瞬變電磁反演電阻率(取對(duì)數(shù))斷面圖Fig.5 The inversed ρs(logarithmic) results for Line 1 TEM profile of Maidi mining area in Huidong county

3)建議在圈定的激電異常區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展激電測(cè)深工作，以確定礦化體的埋深以及大概厚度，對(duì)于打鉆驗(yàn)證具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]柳建新，何繼善．雙頻激電法及其在示范區(qū)的應(yīng)用[J]．中國(guó)地質(zhì)，2001，28(3)：32—39． LIU J X，HE J S． Dual-frequency IP and its’applications in demonstration area[J]． China Geology，2001，28(3)：32—39．(In Chinese)

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Application of comprehensive geophysical prospecting method on lead-zinc deposits in Maidi town of Huidong province

ZHOU Yi-min,LI Hua,ASKAR,DENG Ke

(Chengdu Center of China Geological Survey,Chengdu 610081，China)

Base on field geological survey,medium scale lead-zinc mineralized body has been found under Maidiping group in Maidi deposit of Huidong province.In order to further identify the extension and mineralization of the mineralized body,1:1 million IP work has been done.And distribution range of ore bodies has been determined by exception feature of IP,at the same time,we have determined the interstratified fractured buried depth by TEM method.A powerful geophysical basis for the development of mineral exploration work has been provided.

IP method； dual-frequency； middle-grads configuration； transient electromagnetic methods； lead-zinc deposit

2015-09-15 改回日期：2015-12-02

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120114022501)

周一敏(1962-)，男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閼?yīng)用地球物理，E-mail：417068046@qq.com。

1001-1749(2016)06-0722-05

P 631.4