激電中梯和激電測深在西藏強龍銅鉬礦區(qū)中的應(yīng)用研究

索朗次仁 多吉衛(wèi)色 次仁旺堆 洛桑旺堆 尼瑪次仁

(西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地熱地質(zhì)大隊)

在一些淺表有較好礦化線索的地區(qū)，人們經(jīng)常用到電法進行找礦勘查，既能更好地做到綠色勘查和節(jié)約成本，也可以在較短的時間內(nèi)確定礦(化)體位置，了解其分布特征及深部延伸情況，為精確布置下一步找礦工作提供物探證據(jù)[1-3]。激電中梯法作為金屬礦勘查中最常見的電法勘探方法之一，是以巖(礦)石的激發(fā)極化效應(yīng)差異為物性前提，研究地下巖(礦)石分布特征。激電中梯方法因具有野外施工簡單、成本低廉、工作效率高、掃面速度快、極化率參數(shù)不受地形影響等特點而廣受關(guān)注[4-5]。研究表明激電中梯方掃面在直接尋找硫化物礦床，特別是在尋找構(gòu)造蝕變帶中的硫化物多金屬礦床有十分突出的效果[3-6]。然而，激電中梯法對礦體在深部追蹤上有其局限性，通常要配套其它物探方法使用[7-8]。激電測深主要是了解地質(zhì)體在地下半空間上的隱伏特征及其向深部的延伸情況[9-11]。激電測深的原理是對于同一個測深點，極距從小到大進行多個極距的供電觀測，小極距探測深度淺，主要反映淺部地電信息，大極距探測深度大，反映深部的地電信息，通過改變供電極距從而達到測深的目的，以獲取地下不同深度上的地電信息[12-13]。因此，可以將2種方法結(jié)合進行地面勘探，以期解決金屬礦勘查中地層、構(gòu)造、巖體、蝕變體以及礦(化)體的空間展布問題。

強龍礦區(qū)是西藏地勘局地熱地質(zhì)大隊在1∶20萬霍爾巴幅、措勤縣幅、賽利普幅、措勤區(qū)幅區(qū)域地球化學調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，通過三級查證新發(fā)現(xiàn)的找礦靶區(qū)。目前在該區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦點、礦化點及礦化線索基本與蝕變帶及化探異常密切吻合，顯示其具有較好的成礦地質(zhì)背景[14-15]。由于前期勘查程度限制，部分礦(化)體的空間分布及其深部延展特征還無法確定，導(dǎo)致區(qū)內(nèi)成礦潛力不甚明確。鑒于此，本次研究在以往地質(zhì)、礦產(chǎn)勘查和化探工作的基礎(chǔ)上，開展了大功率激電中梯掃面和激電對稱四極測深工作，大致查明異常體在平面上的展布特征及在地下半空間垂向上的延伸情況，確定異常體和成礦地質(zhì)條件的耦合關(guān)系，進而圈定礦化蝕變體的范圍和尋找隱伏礦(化)體，為是否開展進一步勘查工作提供地質(zhì)依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)隸屬于西藏日喀則仲巴縣，區(qū)域構(gòu)造位置處于崗底斯—騰沖陸塊的崗底斯—下察隅晚燕山—喜瑪拉雅期巖漿弧帶(Ⅲ1-2)，地層區(qū)劃屬崗底斯—騰沖區(qū)的隆格爾—南木林分區(qū)。研究區(qū)晚燕山期中酸性侵入巖較為發(fā)育，出露的中酸性侵入巖有斑狀黑云母二長花崗巖和花崗斑巖(圖1)。侵入巖成因類型為I型(或同熔型)花崗巖，巖漿分異程度相當高，為鈣堿性巖。研究區(qū)出露主要為第四系(Q)沖洪積物、冰漬物，主要沿河谷一帶零星分布。區(qū)內(nèi)由于花崗斑巖上侵作用使其圍巖(斑狀黑云母二長花崗巖)形成一系列網(wǎng)脈狀張性裂隙，是成礦的重要導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)及物探位置

研究區(qū)銅礦化蝕變帶呈北東東向展布于東部，長約5 000 m，寬500～2 000 m，由西向東逐漸變窄(圖1)，該礦化帶地表主要表現(xiàn)為強褐鐵礦化帶(火燒皮)。銅礦化主要以黃銅礦化和孔雀石化的形式呈現(xiàn)，其中黃銅礦呈星散狀分布于巖石中，孔雀石化常發(fā)育于巖石中的裂隙面，主要呈薄膜狀、脈狀產(chǎn)出，少量呈侵染狀分布。研究區(qū)中部南側(cè)分布大量的網(wǎng)脈狀構(gòu)造，其為含礦流體沿裂隙垂向逃逸所形成的硅化、黃鐵礦化脈，在次及裂隙中伴有一些細小的含礦石英脈。石英網(wǎng)脈及圍巖中可見黃鐵礦、黃銅礦和斑銅礦呈細脈浸染狀或稠密浸染狀分布。另外，可見少量輝鉬礦零星分布，主要呈稀疏浸染狀發(fā)育于網(wǎng)脈狀石英中。

1.2 礦區(qū)地球物理特征

為了解強龍礦區(qū)內(nèi)主要巖(礦)石的電性參數(shù)特征，本次研究對測區(qū)內(nèi)出露的主要巖(礦)石標本開展了相應(yīng)的物性測定工作(圖1)，測定方法采用小四極測深裝置，測定結(jié)果如表1。

表1 強龍銅鉬礦區(qū)巖礦石電性參數(shù)測定成果

斑狀黑云母二長花崗巖作為近礦圍巖，其電阻率明顯高于斑巖、礦(化)體、蝕變帶的電阻率，最高值達5 000 Ω·m以上，均值一般在3 000 Ω·m，而蝕變帶(含金屬硫化物)的電阻率最低，最小值僅約300 Ω·m。從極化率所反應(yīng)的特征來看，蝕變帶(含礦化體)的極化率在礦區(qū)內(nèi)最高，最高值超過11%，均值在8%左右，其次為含礦斑巖體，在4%～5%區(qū)間變化，而石英脈型的銅鉬礦(化)體，因產(chǎn)出較為狹窄，在地表的出露又主要以氧化礦物為主，所以極化率表現(xiàn)的相對較弱一些，均值約為2.5%。斑狀黑云母二長花崗巖作為礦體的圍巖，極化率表現(xiàn)較低，最高值僅為1.7%，相當于測區(qū)的背景場值。因此，相對于具高阻低極化特性的二長花崗巖(圍巖)，研究區(qū)內(nèi)礦(化)體(無論是含礦斑巖或是含礦蝕變帶)的激電特征總體表現(xiàn)出低阻高極化的特性，這一特征為在礦區(qū)開展激電工作提供了相應(yīng)的地球物理依據(jù)，并為成果資料的異常定性解釋及局部異常的劃分奠定了相應(yīng)的基礎(chǔ)。

2 工作方法

在研究區(qū)共布設(shè)1∶1萬激電中梯工作12 km2，正南北向測線41條，測網(wǎng)密度為100 m×40 m，測線長均為3 km，共計布置物理探測點3 116個(圖1)。在激電中梯工作所獲局部異常的基礎(chǔ)上，結(jié)合地表地質(zhì)特征，分別在210線、310線、460線布置(AB=2 000 m)20個激電對稱四極測深點(圖1)，以了解高值異常在地下半空間上的隱伏特征及向深部的延伸情況。

本次激電測量儀器采用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DZD-6型多功能直流電法儀。為保證野外數(shù)據(jù)的采集達到最佳效果及選擇適合該礦區(qū)的儀器裝置，本次工作在已知礦體上開展了方法有效性實驗，分別選擇了AB=1 200 m、MN=40 m，AB=600 m、MN=40 m 2種極距，以及不同的波性個數(shù)、不同的供電時間采集了實驗數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示，極距為AB=1 200 m、MN=40 m的極距裝置，波形個數(shù)為3，供電時間為3 s的裝置系數(shù)，勘查效果最佳，其在已知礦體所處部位，視極化率異常較為突出，在圍巖出露部位曲線相對較為圓滑。中間梯度測量觀測范圍一般為AB的2/3。對稱四極測深的測點最大供電電極距為(AB/2)為1 000 m，供電極距采用銅電極和電極組(大極距)，測量電極距采用不極化電極(大極距)和銅電極(小極距)。

3 激電異常分析

3.1 中梯掃面激電異常分析

由視極化率等值線圖(圖2)可見，強龍礦區(qū)的背景值應(yīng)在2%左右。在測區(qū)內(nèi)以3%為異常下限劃分出7個高極化率異常區(qū)，優(yōu)選出3個重點異常區(qū) JD1、JD2、JD5。JD1異常位于測區(qū)東側(cè)偏南部位，主要分布在斑巖出露區(qū)內(nèi)，異常總體呈不規(guī)則面積狀展布，分布面積約為0.7 km2。異常由3個自行封閉的子異常組成，其中JD1-1異常呈較為規(guī)則的南北向長條狀展布，濃度中心最高值均大于10%；JD1-2異常呈近南北向條帶狀展布，等值線較為致密，異常濃度中心最大值亦超過10%；JD1-3子異常呈橢圓形態(tài)，等值線致密，濃度中心值大于15%。JD2位于測區(qū)中部偏南部位，基本在斑巖蝕變及圍巖蝕變區(qū)域內(nèi)，總體呈不規(guī)則面積狀展布，分布范圍較大，圈定面積約1.3 km2。該異常分別由編號為JD2-1、JD2-2的2個子異常組合而成，其中JD2-1呈近南北向長軸狀展布，等值線較為致密，異常濃度中心最高值達10%以上；JD2-2總體走向為北東南西向，雖然異常等值線較為稀疏，強度也表現(xiàn)得不是太高，但濃度中心最高值亦達到8%以上。JD1和JD2均對應(yīng)于視電阻率等值線圖的相對低阻區(qū)及高低阻結(jié)合部，表明高值異常的出現(xiàn)可能與斑巖體含有一定金屬硫化物，或者與圍巖發(fā)生強烈蝕變導(dǎo)致部分金屬硫化物局部富集成礦有關(guān)。JD5異常位于側(cè)區(qū)北西側(cè)，呈自封閉的不規(guī)則長軸狀展布，長約600 m，最寬約30 m，最窄處約15 m，雖然等值線不太致密，異常濃度中心值強度亦不太高(約為6%)，但該異常正好位于呈帶狀展布的銅礦(化)體露頭上，異常走向與地表觀察的礦(化)體走向一致，均為近南北向，因此，該異常為明顯的礦致異常。對應(yīng)于視電阻率剖面曲線(圖3)，其電阻率曲線在這些部位表現(xiàn)得較為平緩，異常值在800 Ω·m以下，表明視極化率高值異常均分布于相對的低阻區(qū)域，或高低阻接觸帶附近，屬成礦有利部位。

圖2 強龍銅鉬礦區(qū)激電中梯視極化率平面等值線

圖3 強龍銅鉬礦區(qū)激電中梯視電阻率平面等值線

3.2 對稱四極測深激電異常分析

為進一步研究JD1、JD2和JD5重點異常在地下半空間上的隱伏特征，并結(jié)合地表成礦地質(zhì)條件，在各重點異常區(qū)重心部位布置激電測深剖面，以了解視極化率、視電阻率在縱向上的電性特征及變化規(guī)律，查明極化體的埋深和產(chǎn)狀。

460線激電對稱四極測深剖面位于JD1的子異常JD1-2中，由200～226線的7個激電測深點組成。視極化率高值異常在AB/2=9 m以下形成了多個自行封閉，且為等值線較為致密的高值異常，這一特點符合斑巖型礦體的激電特征。對應(yīng)于視電阻率斷面，極化率異常主體均賦存于低阻區(qū)域內(nèi)，低阻體出現(xiàn)的原因不僅僅受巖體破碎的影響，還與斑巖體金屬硫化物含量的增高，導(dǎo)致斑巖體自身電阻率降低有關(guān)。二維反演推測的巖體主要隱伏在斷面深部，呈高阻特性，極化體主要依附在中深部的低阻區(qū)域內(nèi)，即推測的斑巖侵入?yún)^(qū)域，極化體的埋深總體呈南淺北深的趨勢。

310線激電對稱四極測深剖面位于JD2的子異常JD2-2中，由182～208線的7個激電測深點組成。視極化率高值異常主要隱伏于AB/2=100 m以下，異常呈南北向條帶狀展布，等值線致密，異常強度較高。極化高值異常基本位于下伏的低視電阻率區(qū)域內(nèi)，屬成礦有利部位。電阻率反演顯示表層似斑狀二長花崗巖體作為蓋層，產(chǎn)出較為穩(wěn)定，推測的深部巖體隱伏特征也較為明顯，斷面中部的低阻層推測為侵位斑巖體，在斷面上展現(xiàn)出了由北向南侵入的趨勢，極化體主要賦存于這一部位。極化率反演結(jié)果顯示，在斷面中深部位形成了4個高值極化體，符合斑巖型礦體局部富集成礦的規(guī)律，但總體上極化體還是呈南淺北深的條帶厚層狀形態(tài)展布。

以JD5異常最高值點為中心，在210線實施了6個激電測深點。從極化率斷面結(jié)果顯示，位于AB/2=65 m以上淺部的異常雖然規(guī)模小，強度不高，但對應(yīng)于地表地質(zhì)特征，卻是銅(礦)化體在地表的主要出露部位，而真正的高值異常隱伏在AB/2=150 m以下部位，異常規(guī)模較大，表明這一部位才應(yīng)是礦(化)體的主要賦存部位。極化率異常所賦存部位也正好位于相對的低阻區(qū)域內(nèi)，異常體的低阻高極化特征明顯，進一步增強了礦(化)體在這一部位存在的可能性。二維反演表明極化體的特征更為明顯，淺表層的極化體沿剖面呈南北走向帶狀分布，這與出露的礦體走向一致，且下部推測的礦液運移通道及斑巖的侵位明顯，暗示礦(化)體在地表的出露與下部隱伏的極化體密切相關(guān)。

4 結(jié) 論

(1)利用激電中梯、激電測深測量獲得的異常與地質(zhì)調(diào)查中已發(fā)現(xiàn)的含礦斑巖體、蝕變體以及礦(化)體相互吻合，表明激電資料對應(yīng)性很好，且符合客觀地質(zhì)規(guī)律。因此，激電中梯和激電測深聯(lián)合勘查是行之有效的地球物理找礦方法。

(2)利用激電中梯、激電測深測量開展綜合物探勘探，在強龍礦區(qū)圈出JD1、JD2和JD5這3處局部重點異常。JD1和JD2異常強度高，分布范圍廣，主異常由多個形態(tài)不一的子異常組合而成，測深二維反演推測的隱伏極化體在地下半空間上的分布特征尤為明顯，低阻區(qū)域內(nèi)賦存了多個高值極化體，其電性特征符合斑巖型金屬硫化物礦(化)體分布不均、局部富集、分塊集中的成礦規(guī)律。JD5局部異常是一處明顯的礦致異常，異常走向與出露的礦(化)體走向一致，二維反演顯示淺部小極化體反應(yīng)的正是地表出露的銅多金屬礦(化)體，而異常強度、規(guī)模和厚度較大的極化體隱伏于斷面的中部，表明在地下半空間上隱伏有主礦(化)體的可能性極大。因此，JD1、JD2和JD5這3處異常為強龍礦區(qū)成礦的有利部位，這為深入開展本礦區(qū)地質(zhì)找礦工作提供了強有力的依據(jù)。