南城縣蔡田地區金礦成礦地球物理特征及找礦潛力分析

莫子奮

（江西省核工業地質局二六五大隊）

蔡田金礦區位于江西省南城縣，該區處于欽杭成礦帶內、德興—東鄉多金屬成礦帶南西端，是Au、Ag、W多金屬礦產區［1］。區內已發現較大規模的金礦有茅排金礦、徐坊金礦、大窠—厚源銀金礦等。近十幾年來，在蔡田地區從未停止過金礦找礦地質勘探工作，但由于地質條件復雜，找礦難度大，所以一直沒有取得較好的找礦成果。鑒于地球物理方法的探測深度大，有利于在覆蓋層厚的地區查明金礦帶或控礦構造分布，因此，在新一輪南城縣蔡田地區金礦普查中，把地球物理方法作為主要的找礦手段之一，力求取得新的突破。

1 成礦地質背景

1.1 地質背景

工作區處于江西省重要的雩山多金屬成礦帶中的宜黃Au、Ag、W多金屬礦產區，其西部有茅排金礦、相山鈾礦田，東部有東鄉銅礦、虎圩金鉛鋅礦、虎形山金鉛鋅礦等數十個金多金屬礦床［2］，該區成礦條件優越（圖1）。

區內出露的地層主要為上元古界震旦系尚源群海相沉積碎屑巖，經加里東期區域變質作用形成變質砂巖、混合花崗巖、變粒巖、片麻巖、二云片巖，它們是區內重要的金、銀及鉛礦源層。其次為古生界寒武系，為一套海相泥砂質、硅質、炭質、鈣質及含磷結核的沉積巖；中生界上三疊—下侏羅統為陸相山間盆地，湖泊沼澤相砂巖、頁巖夾煤層沉積；上侏羅統為陸相火山—沉積碎屑巖；白堊系為陸相斷陷盆地，湖泊相紅色砂巖、砂礫巖沉積［3-8］

1.2 研究區地球物理特征

研究區位于宜黃—石塘波動負磁場區的北西側，為負值磁場區，局部出現正異常，部分地區出現正負相間的線性磁異常帶，整體磁場呈現中低不穩定場，主要反映以無磁性震旦系尚源組變質巖為基底的巖性，磁場強度不高，特征不明顯。因為巖體消磁較大，該研究區處于負異常區，也可以進一步說明該地區隱伏巖體發育。

處于重力異常為負異常帶內轉折部分，靠近北部正異常帶附近。區內重力變化較大，可見該區深部有隱伏巖體存在，且分布不均勻。

1.3 巖石物性分析

前人的研究報告和巖樣物性參數測試（表1）均表明，區內巖性單一，電阻率和極化率之間相差不大，但區內巖石中是否含有礦化物，電阻率和極化率之間有較大的差異。就混合花崗巖而言，無礦化物時電阻率高達49 613Ω·m，極化率僅為2.5%，而含礦化物時電阻率僅為16 257Ω·m，極化率高達5.0%。所以，如果不結合有關地質資料，僅依靠電阻率和極化率的差異來劃分異常邊界比較困難。

注：以上資料來源于《江西省南城縣茅排金礦詳查報告》［9］。

從表1可知，含黃鐵礦化的標本中，顯示出平均極化率高、平均電阻率低的特點，礦區內各類巖石平均電阻率接近。

物性參數分析表明，金礦化帶或控礦構造部位與圍巖之間均表現出較明顯的電性差異，為在研究區開展電法勘探提供了較好的物性條件。

2 方法原理

激發極化法是電法勘探中的主要門類，從激發極化法的原理不難理解，該方法主要用于各種類型金屬礦的勘查，一直以來，在金屬礦勘查中發揮著重要的作用。在本工作中，主要是利用直流電法及激發極化法。向地下供直流電時，在供電電流不變的情況下，地面2個測量電極間的電位差卻隨時間而有所變化（一般是變大），并在相當長時間后（幾分鐘）趨于某一穩定的飽和值。斷電后，測量電極間仍存在隨時間而減小的微小電位差，并在相當長的時間后（幾分鐘）衰減趨于零。這種在充電和放電過程中產生隨時間而變化的附加電場現象，稱為激發極化效應［10-13］。

電測深法是以地下巖（礦）石的電性差異為基礎，人工建立地下穩定直流電場或脈動電場，通過逐次加大供電（或發送）與測量（或接收）電極極距，觀測與研究同一測點下垂直方向不同深度范圍巖（礦）層電阻率的變化規律，以查明礦產資源或解決與深度有關的各類地質問題［14-15］。

工作中，保持觀測點不動，而不斷改變電極距進行多次觀測，隨著供電電極距A B的增大，電流分布的范圍加深變廣，收集到的ρ與η值就反映了該測點周圍更深更廣范圍內電性不均勻的情況，同時要進行多次觀測，確保數字穩定性。

中間梯度測量時供電電極AB是固定的，測量電極M N嚴格在AB中部1/3~2/3的范圍內，沿測線逐點移動，觀測相鄰2點電位差［16］。本次還在離開AB連線兩側（200 m內，小于AB/6）各增加布設2條與之平行的旁測線上進行觀測，最終形成正方形測量面積。

3 地球物理資料解釋

根據激電中梯測量采集到的有效數據，反演成果如圖2、圖3所示。由此可知，全區電阻率東北邊比西南邊低，極化率東北邊比西南邊高，其中電阻率值最小為364.6Ω·m，極化率異常強度最大可達12%，電阻率和極化率異常走向都為北西向，異常形態呈條帶狀。本次共圈定5個低阻區和4個高極化率場，其中1號低阻區和1號高極化率異常場重疊，在此地區范圍內施工的槽探和鉆探均見到工業品位礦體，金礦品位最高達20.26 g/t，鉆孔中見到礦化延續性較好。4號低阻區與4號高極化率場重疊，此重疊區主要出露的巖性為尚源群下段（Z1s h1）云母石英片巖、條帶狀混合花崗巖等，重疊區內施工了探槽，地表礦化現象明顯，發現金礦品位最高達5.24 g/t。

根據激電中梯測量的解釋成果，再結合本區成礦地質特征，推測4號低阻區和4號高極化率重疊部為1號找礦潛力區，面積約為1.5 km2；1號低阻區和1號高極化率重疊區為2號找礦潛力區，面積約為1.85 km2（圖4）。

4 研究區找礦潛力分析

4.1 地球物理—地質綜合典型地質剖面分析

選擇0號地質勘探剖面線作為地球物理—地質綜合典型地質剖面，如圖5所示。

從地質鉆孔揭露情況和地球物理特征可知，在同類巖性中電阻率隨深度變化明顯，極化率異常基本分布在構造上盤的灰黑色條帶狀混合花崗巖中，變質—熱液型金礦與之密切相關。地表極化率異常部位巖性基本是黃褐色、灰白色強風化混合花崗巖，風化殼型金礦與之有關。通過對0號線已知地質剖面上電阻率和極化率異常對比分析，可知電性特征可以較好地反應地質構造屬性，極化率異常范圍與已知礦體圈范圍基本一致，表明激電測深方法在該地區使用效果明顯，地球物理方法在礦體圈連中，可以起到指導性作用。

經綜合系統地研究分析，結合已知礦點，得出該區尋找金礦的地球物理異常標識是低阻高極化。結合礦體地質特征及空間分布特點，得到區內兩種類型的金礦在地球物理特性中存在顯著的區別：風化殼型金礦地球物理特性是地表風化層中極化率高，異常呈片狀，分布與構造無關；變質—熱液型金礦地球物理特性是深部構造上盤極化率高，異常呈團塊狀、雞窩狀。

4.2 地球物理—地質綜合推斷地質剖面分析

根據0號線地球物理—地質綜合典型剖面分析得到的地質、地球物理異常特征，結合3號線地質剖面圖進行分析（圖6），可推測該處礦體分布與混合花崗巖、極化率異常場分布密切相關，在構造往深部延伸方向存在礦（化）體的可能性不大。淺部礦體以風化殼型為主，分布與極化率異常范圍有關，如圖6（c）所圈定的位置，呈團塊狀或體雞窩狀分布。

4.3 找礦潛力綜合分析

結合已知地質資料，進一步對該潛力區進行找礦潛力綜合分析。預測金礦體分布位置如圖7（a）中所示，地表礦體分布在3號線至8號線之間，深約20 m，呈層狀分布；深部礦體主要聚中在0號和4號線之間，深度在-70~-150 m，礦體呈不規則形態展布。

通過建立激電三維分布圖，結合研究區的地質、地球物理特征，能直觀預測礦體分布部位，指導礦區開展地質勘查工作。通過研究表明，研究區淺部風化層中是尋找風化殼型金礦的有利地段，深部F1構造上盤是尋找變質—熱液型金礦的有利地段。由此可見，該區找礦潛力非常大，深部礦體分布范圍廣。

5 結 論

（1）通過激電中梯測量及在重要部位開展激電測深研究工作，圈定5個低阻區、4個極化率異常場和預測兩處找礦潛力區，并對區內地質構造進行修正。兩處找礦潛力區面積分別約為1.85 km2和1.5 km2。

（2）通過區內地球物理特征和地質特征綜合研究，結合成礦要素、礦體特征等因素，進行綜合找礦潛力研究。研究結果表明：區內淺部風化層中是尋找風化殼型金礦有利地段，深部F1構造上盤是尋找變質—熱液型金礦有利地段，并顯示深部找礦潛力前景非常好。同時構建了綜合地球物理與地質相結合的找礦模式，為該區及其他同類地區開展地質勘探提供依據。

雖然本次研究結果表明深部找礦潛力非常好，但是由于工作部署原因，只對區內部分地段開展找礦潛力預測研究，對全區找礦潛力預測研究程度不足，建議今后繼續投入地球物理工作進行探索。