聯合剖面及自然電位在尋找隱伏構造破碎帶的綜合應用

甘華勇，羅天鳳

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

大磨子溝金礦礦區位于嘉峪關市322°，方向14km，估算2006年以前的采空區動用資源量為2263 噸，金為11 公斤；2007-2009年礦區未開采，以自主探礦為主；2009-2017年，采礦證核準的開采礦種為金、鉛、銅礦。由于礦區礦體規模較小，且地質工作程度較低，近年來工作主要以硐探方式進行自主探礦。

1 礦區地質概況

大磨子溝金礦地層出露簡單，侵入活動較弱，構造發育，金礦化受榆樹溝山復背斜和北西向碎裂蝕變帶控制。區內主要出露的地層有奧陶系陰溝群中巖組（（OY2）和第四系（Qh），奧陶系陰溝群中巖組是主要的賦礦層位，呈狹長帶狀NWW向展布，與區域性構造線方向一致，走向約130°，總體南傾，傾角55°～80°，西側與閃長巖體呈侵入接觸，東側被第四系大面積覆蓋，主要為一套淺海相碎屑巖，巖石類型主要為灰綠色絹云母板巖、變砂巖和灰綠色砂礫巖；侵入巖規模不大，在礦區西南角出露有加里東晚期中粗粒斑狀黑云母英云閃長巖，呈巖株狀產出，與圍巖呈侵入接觸，接觸面呈犬牙交錯，其中有許多大小不等的灰綠色板巖捕擄體；地質構造復雜，經歷了多其次構造運動，褶皺構造、斷裂構造發育，以加里東晚期構造運動最強，大磨子溝金礦賦存于斷裂蝕變帶中。

2 電阻率特征

大磨子溝金礦賦存于嘉峪關斷裂帶派生的一組平行次級斷裂構造所形成的構造破碎帶的石英脈中，并受該組斷裂構造控制。石英熱液通過中、低溫熱液活動逐漸自行結晶形成含金石英脈。礦石中金屬礦物主要為中高溫礦物組合，自然金—銀金—黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦等。蝕變類型屬中低溫蝕變組合，整體認為該礦的成因類型為中低溫熱液型。斷裂帶、脈巖、圍巖等控制了礦體的空間位置，礦體多產于石英脈及圍巖的接觸帶中。

民采活動留下的采坑及豎井可見破碎帶及礦化，地表淺部已具備找礦前景，聯合剖面法具有測量地表淺部的優點，能探測淺部不同地質體的視電阻率。

礦區所測剖面范圍內巖性較簡單，主要為灰綠色絹云母板巖，視電阻率基本在1000Ω·m～4000Ω·m之間；變砂巖視電阻率在400Ω·m～1200Ω·m之間；含礦石英視電阻率在1000Ω·m～2000Ω·m之間（見表1）。

由此可見測區內主要巖性視電阻率差異較為明顯，具備開展視電阻率聯合剖面法的條件，可以通過利用不同巖性的電性差異尋找淺部隱伏破碎帶、圍巖、侵入巖及其接觸帶，并確定成礦的有利部位。

3 工作技術方法概述

聯合剖面法同時利用兩條視電阻率曲線探測異常，具有對異常的分辨率強、異常明顯的優點，通常根據視電阻率正交點來尋找裂隙性地下水，斷層、破碎帶等隱伏構造，能廣泛應用于地質調查中。

聯合剖面法相當于兩個三級裝置，裝置示意圖見（圖1），為了使供電電極A、B近似點電源，必須使負電極足夠遠，稱為無窮遠極（C∞）。供電電極到測量電極MN中點的距離為AO、BO，無窮遠極到測線的垂直距離應大于5倍AO（BO）。觀測時裝置沿測線逐點移動，每個測點觀測兩次，輪流給A電極和B電極供電。一次是AMN裝置，所測得視電阻率用ρsA表示；一次是BMN裝置，所測得視電阻率用ρsB表示。

圖1 聯合剖面法電極裝置示意圖

自然電位法是在不供電的情況下，觀測地表兩點間的電位差，與地質及地球物理條件有關，自然電位法便是通過觀測和研究自然電場的分布特征來解決地質問題的方法。

這種天然電流場主要由電子導電礦體的電化學作用以及地下水中電離子的過濾或擴散作用等因素所形成。即良導電礦體在地下水位面上、下部分之間的氧化還原作用產生電化學場；溶液經巖石孔隙滲透時，由于巖石顆粒對正、負離子有選擇的吸附作用形成過濾電場；當兩種濃度不同的溶液相接觸時便產生擴散電場，形成電位差。

斷裂破碎帶由于含水、含礦等因素，對電離子的氧化還原作用、吸附作用較強，表現在自然電位曲線形態上，就是電位曲線梯度變化最大處，這種曲線梯度變化就可以用來劃分巖性、斷層破碎帶。

本次測區剖面工作采用重慶地質儀器廠生產的DZD-6A激電儀，測量分析參數為視電阻率（ρs）、自然電位（SP）；工作方式采用長導線方式，供電時間8s，延時200ms,采樣間隔40ms；極距OB=OA=50m，MN=20m,無窮遠極C∞＞500m，探測目標體頂板深度約30m。

4 礦區剖面實例

（1）2線以500/2號點為中心，按70°方位向兩端各100m進行施測，共測21點，所測結果見圖2。

結合實測地質剖面來看，所測剖面內岀露巖性單一，為灰綠色絹云母板巖，對應視電阻率總體也較平穩，基本在1000Ω·m～2000Ω·m之間。南端實測斷層南傾，傾角約64°，與物探工作推測斷層F1位置及產狀基本吻合；北端實測斷層南傾，傾角約62°，與物探推測的F2斷層位置及產狀也基本吻合。

豎井SJ1位于500/2號點附近，垂直深度共34.3m；豎井深度26.5m處出現破碎帶，與本次聯合剖面工作選擇的極距探測目標體頂板深度基本一致；深度31.3m處見礦，礦石類型為石英脈型銅金礦礦石，說明測區礦體存在于破碎帶中。

圖2 2線綜合剖面圖

（2）3線以500/3號點為中心，按70°方位向兩端各100m進行施測，共測21點，所測結果見圖3。

3線視電阻率正交點出現在540號測點附近，交點處的視電阻率約為1150Ω·m，該正交點以北560號測點出現自然電位負極值，為-46.2mv，推測：從560號測點地表附近到540號測點深部約26m處，存在南傾斷層F3，傾角約52°。

圖3 3線綜合剖面圖

結合實測地質剖面來看，480～510號點之間視電阻率整體較低，基本在500Ω·m～1200Ω·m之間，對應巖性為變砂巖，其余均為灰綠色絹云母板巖。地質實測斷層南傾，傾角約47°，與物探推測的F3斷層位置及產狀也大致吻合。

5 結論

大磨子溝礦區內銅金礦體產于石英脈與圍巖的接觸帶中，與斷裂構造破碎帶及侵入巖密切相關，從對兩條剖面的施測結果來看，物探測得的斷裂帶總體產狀向南傾，傾角在52°～68°之間，與地質剖面實測斷層位置及產狀大致吻合。綜合本次對物探方法的選擇應用，以及實測地質剖面及豎井SJ1的驗證結果來看，取得了良好的效果，實現了本次剖面施工的目的。

近年來，自然電位測量廣泛應用于測井工作中，其他領域應用較少，而本次工作利用聯合剖面法及對自然電位進行嘗試分析，查明了有利成礦的隱伏構造，大致判斷了隱伏構造與礦體的空間分布規律，達到了間接找礦的目的，證明了聯合剖面法及自然電位法在尋找隱伏構造破碎帶的可適用性。