大地電磁測深方法在湘西某地區的找礦應用

康鵬 彭新發 李大雁

摘要：文章通過介紹大地電磁測深方法，初步查明了湘西工作區晚震旦一早寒武世古地理古構造格局及同生斷裂分布與有利成礦的沉積相，對同生斷裂與噴流一沉積型鈾礦進行了初步探討，通過野外調查，以構造解析及深部鉆孔資料為主，首次發現了沅陵荔枝溪礦床臺階一倍疊式逆掩推覆構造，并初步論證了其基本特征、形成機制及與深部鈾礦勘查關系。綜合分析了區域鈾成礦規律，建立了綜合物探方法預測模型。

關鍵詞：大地電磁測深;鈾成礦;物探方法;湘西某地區

本區位于湖南省西部，主要包括湖南沅陵一安化一溆浦一懷化一帶的上震旦、下寒武統分布區。針對含礦層位及層間破碎帶的電性磁性差異較大的特點，有必要對上述地段在地質模式指導下補充開展測深能力比較強的音頻大地電磁測深預測方法，對深部地層剖面結構、構造延伸形態及孔化規模等進行推斷解譯，從而進一步分析深部有利成礦地質條件，建立碳硅泥型鈾礦化立體評價模式，為深部找礦潛力評價及下一步工作部署提供依據。

1.區域地質背景

工作區（圖1）大地構造位置處于揚子地臺與華南褶皺系過渡帶的江南古陸東南緣，位于沅麻斷陷盆地東南緣、雪峰山前陸沖褶帶北西側，湘西褶皺逆沖變形區。

工作區經歷了三種完全不同的沉積類型：①以冷家溪和板溪群為代表的巨厚復理石碎屑巖夾基性、中基性火山巖為特征;②震旦系一古生界可分兩部分，震旦系一下古生界為復理石碎屑巖，火山活動減弱且以中酸性成分為主。沉積物成分中，泥砂質粗碎屑成分減少，泥炭質、硅質及碳酸鹽等成分增多，并出現廣泛的大陸冰川活動;上古生界以硅泥質碳酸鹽建造為主地層厚度薄，延伸穩定，火山活動基本停息;③中新生代陸相盆地階段，主要為古隆起之間的陸相山間盆地和拗陷一斷陷盆地沉積。

2.研究區地質特征

區內地質構造研究薄弱，已不能準確反映鈾成礦作用的構造演化。據橫穿本區的大地電磁測深剖面與地震大剖面的綜合解析，結合地質剖面研究，工作區主體可能為數條大規模南傾斷裂構成的疊瓦沖斷構造，將中上元古界推覆至古生界和中生界之上。

2.1地層

區內出露地層為：冷家溪群、板溪群、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系，少量泥盆一二疊系。中、新生界主要為白堊一第四系。以冷家溪群、板溪群、震旦一寒武系出露最廣。上震旦統和下寒武統是本區最主要的含礦層位，含礦層巖性主要為薄層硅質巖、硅質頁巖夾碳質頁巖、白云巖、碳質硅質巖等。

區內地層展布明顯受古隆起拄制，以冷家溪群、板溪群及震旦系為核心的向北凸出的弧形隆起，為本成礦帶的基本構造形態，古生界多圍繞弧形隆起邊緣斷續分布。白堊紀沅麻盆地呈弧形展布于隆起北西側。

1.揚子（雪峰期大陸型原體）地體（湘西北地體）;2.湘中（早古生代弧型異地體）地體;3.湘西褶皺逆沖變形區;4.中新生代陸內斷陷盆地;5.前陸沖褶帶;6.地體拼接位置;7工作區位置;8.斷層。

2.2構造

工作區范圍南起茶葉坡，北至布村，西起劉馬塘，東到新路河，含礦巖系分布面積l80km2—250km2，區內褶皺構造開闊平緩，斷裂較為發育。

（1）褶皺。工作區經歷了武陵、加里東、印支和早燕山運動等幾次主要變形事件。通過路線調查，表明存在三組褶皺，其一為加里東期水平開闊近平緩褶皺，其二為燕山期北東向褶皺，其三為軸向北東的褶皺。

（2）斷裂。區內斷裂構造具多期活動特點，成生時間早，延續時間長，構造巖主要為未膠結的斷層泥及角礫，在高溫高壓深成條件也可形成糜棱巖。主要有三個形成期：早古生代末、晚三疊世和侏羅紀后，特別是侏羅紀后的燕山運動，繼承改造了原來的構造，使北東東組斷裂壓扭性結構面顯示張扭性特征，從而有利于改造鈾成礦作用發生。

2.3巖漿巖

區內巖漿活動微弱，僅在其南東角見少量超基性一基性巖，呈30°—40°方向線狀展布，巖墻狀產出，巖性為超基性巖、基性巖和堿性巖。超基性巖由橄欖巖、橄輝巖組成，基性巖由輝長輝綠巖、輝綠巖組成，堿性巖由鈉長巖和鈉長正長巖組成。

另外，在工作區南面和東面的鄰區有九華山燕山早期花崗巖巖株以及白馬山復式花崗巖體，生成時間有早有晚，鋯石同位素年齡測定為421Ma。

2.4變質作用

在基底構造變形的野外調查中對雪峰期基底構造的走向現位展布為近EW向，因此可認為古構造應力場的擠壓應力的現位展布應為SN方向，構造形變以褶皺和逆沖推覆構造為主，變質作用并不強烈，古構造樣式也不復雜，這與中低壓型綠片巖相區域動力變質作用相適應。應強調指出，工作區并未發現高壓變質帶，也未見混雜巖和古洋殼碎塊，看來并非古洋殼俯沖而可能是陸弧碰撞拼貼產生的變質構造，即由古島弧地體拼貼碰撞而形成的褶皺山系構成本區古老的中元古代造山系。

3.地球物理特征

3.1巖石電性特征

由表1可知：雪峰山地區主要地層巖石電性參數特征，表中數據大體可分為三類：含碳泥巖為低阻高極化，泥巖、泥灰巖為中阻低極化，硅質類巖石為高阻低極化。但不同地層同一類巖石亦有較大差別，這種差別與碳含量高低有較密切的關系。上述地層巖石電性差異特征表明區內開展地球物理工作音頻大地測深具有較好的前提。

3.2研究區電磁異常特征及解釋

為了查明逆沖推覆斷裂F4-1深部延伸情況及空間規模特征，布設了兩條音頻大地測深平行測線，與原地質隊的勘探線重合并延長至lkm，對其進行了音頻電磁測深及高精度磁法測量，測線方向為165。（見圖2）。

1.板溪群五強溪組;2.震旦系南沱組;3.震旦系陡山沱組;4.震旦系留茶坡組;5.白堊系;6.第四系;7.冰磧沙礫巖;8.碳質泥巖;9.硅巖;10.白云巖;11.板巖;12.含礫砂巖;13.浮土;14.斷層;15.整合地質界線;16.不整合地質界線;17.鉆孔位置及編號;18.物探推測構造界線及編號。

音頻大地測深剖面電阻率反演圖中分別在400m、lOOm處顯示有一明顯低阻異常向深部延伸，電阻率在200Ω·m—700Ω·m左右，呈條帶狀分布，低阻異常延伸穩定，寬約20m—50m，產狀由淺部到深部明顯變緩，結合本區巖性電性參數及已知鉆孔揭露有利巖性體分布特征可知，其與已知含礦斷裂F1具有高度吻合，推測斷裂F4-1，指示的均為F1不同位置的深部展布特征，F4-1，電阻率明顯較低，說明F1斷裂在F4-1處破碎程度更高，含水性強，兩處推測斷裂上盤阻值明顯低于下盤，指示上盤地層巖石破碎程度更高，且上盤電阻率分布與地層分布存在極大吻合，對于上盤斷層與地層傾向相反，對于下盤斷層與地層近平行展布。磁異常在推測斷裂F4-1地表上方亦有明顯的正負相間磁異常出現，F4-1地表上方磁異常梯度變化較大，低磁異常幅值具有相同特征。

4.結論

通過音頻大地測深反演結果，我們可以推斷出此工作區逆沖推覆斷裂F1深部延伸情況及空間規模特征基本吻合，說明此種物探方法在此區的應用基本可以滿足找逆沖推覆斷裂構造，基本可以反映了F1深部延伸情況及破碎程度，指示了F1構造具有向深部延伸穩定規模較大，延伸較深，破碎程度較高的特征，說明本地段具有較理想的鈾找礦空間。

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