EH4電磁測深在郭家溝隱伏鉛鋅礦床發現中的應運

朱俊宏 ，茍軍利

（1.甘肅勘探者地質礦產有限公司，甘肅 蘭州 730030；2.金徽礦業股份有限公司，甘肅 徽縣 742300；3.陜西地礦第二綜合物探大隊有限公司，陜西 西安 710016）

1 區域地質概況

郭家溝鉛鋅礦區位于西成礦田東端，洛壩鉛鋅礦床東部。大地構造位置處于西秦嶺海西褶皺帶東段[3]。區域內出露地層主要為中泥盆統安家岔組和三疊系；少量中、下侏羅系，新近系分布于西南部及東南部。主要構造線呈近東西向，以吳家山復式背斜為骨架，對地層的展布和礦床的分布起主要控制作用，在吳家山復式背斜向東傾伏的東段發育有洛壩Ⅲ背斜，洛壩、郭家溝鉛鋅礦床成礦與其關系密切；斷裂構造以北部人土山—洛壩斷裂、南部黃褚關斷裂規模最大，在區域內均向北傾，傾角60°左右；糜署嶺花崗閃長巖在北部沿黃褚關此斷裂侵入，并逆沖覆于泥盆系之上[4]。郭家溝鉛鋅礦床產于糜署嶺花崗閃長巖基出露的東南接觸帶外側，變質作用主要在區域變質的基礎上疊加了構造動力變質作用和熱接觸變質作用。

2 礦床地質特征

郭家溝礦床產在中泥盆統安家岔組焦溝層（D2a2）中。其為一套濱?！獪\海相細碎屑巖及碳酸鹽巖建造，呈狹長帶狀東西向展布，多向北傾，傾角為25°-75°?？氐V構造主要為洛壩Ⅲ背斜向東延伸的復背斜，大量鉆孔驗證表明該地層沿傾向上呈波狀起伏特征較明顯，巖性下部以微晶灰巖、含生物碎屑灰巖和硅質巖為主，局部與千枚巖互層；上部以千枚巖夾薄層灰巖、炭質千枚巖為主，局部夾有灰巖透鏡體。礦體分布在標高853-305m之間，在垂向上按照礦體賦存層位將其分成三個群組，①賦存于上層千枚巖中的Ⅰ號礦體群，含礦巖性主要為千枚巖中的硅化灰巖透鏡體；②賦存于千枚巖與厚層灰巖接觸帶附近的Ⅱ號礦體群，礦體形態受褶皺構造影響較大，主礦體沿背斜核部近東西向（107°）展布，含礦巖性為硅質巖和千枚巖；③賦存于下層厚層灰巖、生物碎屑灰巖中的Ⅲ號礦體群，礦體產在背斜核部，含礦巖性為硅質巖、硅化灰巖[2]。整個礦床中礦體與圍巖一般呈整合接觸，除Ⅲ號礦體群內個別礦體與圍巖要靠分析結果來確定邊界外，大多數礦體與圍巖界線清晰。

3 EH4電磁測量

3.1 效果巖石參數的測定及找礦思路

EH4找礦前提條件是巖石物性參數差異，郭家溝鉛鋅礦床位于西成礦田東端，地層巖性與東部相鄰的陜西鳳太地區基本一樣，2007年中南大學在陜西鳳縣石山平鉆孔中測得的巖芯標本電阻率參數（見表1）。利用EH4在郭家溝礦區測量后通過二維反演電阻剖面，可以確定焦溝層（D2a2）碳酸鹽巖頂板在深部的延伸及展布情況，由巖石的電性差異尋找下層高阻體與上層低阻體之間的界線形態，確定有利含礦空間。

3.2 測線、測點的擺布形式

礦區主要構造線呈東西向，EH4電磁測深剖面測線按0°擺布，線距100m，點距20m，測線長度700-1200m。布置測線共8條，完成工作量7200m，測點368個，具體工作由長沙五維地科勘查技術有限公司完成。

3.3 EH4電磁剖面測量及解疑

（1）3線EH4測量結果（見圖1）：3線位于測區中部，長度1200m，地表136號點見千枚巖露頭，EH4測量結果顯示，近地表70號點以南為高阻區，電阻率一般大于280Ω.m，推測其為第三系（N）砂礫巖；70號點以北電阻率較小，推測其為焦溝層上亞層（D2a2-2b）千枚巖、70號點為斷層，南北地層呈斷層（F）接觸；在北段標高1000-1200m之間見高阻透鏡體，推測其為透鏡狀灰巖體，其頂部應為有利含礦空間，確定為B類異常。在剖面標高500m以下，電阻率逐漸曾高，以240Ω.m為界分為上部低阻區和下部高阻區，結合區域地質資料推測上部低阻區為泥盆紀中統安家岔組焦溝層上亞層（D2a2-2b）千枚巖，下部高阻區為下亞層（D2a2-2a）厚層碳酸鹽，厚層碳酸鹽頂板在南北向上彎曲展示了褶皺的存在，140點約為背斜核部，推斷彎曲界面電阻率等值線疏寬的地方為最有利的含礦空間，確定為A類異常。在深部厚層碳酸鹽高阻體中170號點附近存在個別低阻透鏡體，確定為C類含礦空間。

圖1 郭家溝鉛鋅礦3線EH4電磁測深剖面簡圖

表1 （數據來源于甘肅省徽縣郭家溝鉛鋅礦2008年EH4電磁測深報告）

（2）6線EH4測量結果（見圖2）：6線位于3線以東300m處的河谷之中，長度1500m， EH4測量結果顯示在距地表0-100m整體電阻率小于80Ω.m，推測是由地表水下滲引起的結果，在測點38號點、標高1000m處，電阻率呈南北分帶現象，向深部延伸到測點74號點、標高280m處，推測其為斷層（虛線），斷層傾向北、上陡下緩，斷層以南近地表高阻體應為第三系砂礫巖，其與北端泥盆紀中統安家岔組焦溝層（D2a2）千枚巖呈斷層接觸。在標高900m、點號98和170處，低阻帶中存在兩高阻透鏡體，峰值為340Ω.m，推測其為灰巖透鏡體，左邊高阻透鏡體左上角凹陷區為有利含礦空間確定為B類異常。在剖面標高700m以下，根據電阻率特征，以240Ω.m為界對巖性進行了劃分，推測下部高阻區為焦溝層下亞層（D2a2-2a）厚層碳酸鹽巖，上部低阻為焦溝層上亞層（D2a2-2b）千枚巖，從電阻率等值曲線可以看出厚層碳酸鹽頂板彎曲形態表明了背斜的存在，推測該界面上部電阻率曲線疏寬部位確定為最有利含礦空間，確定為A類異常（圖中A10、A9）。

圖2 郭家溝鉛鋅礦6線EH4電磁測深剖面簡圖

EH4電磁測量完成的8條剖面中，除了1線、3線、6線近地表南端見高阻體外，所有剖面大致0-500m顯示低阻特征，電阻率一般小于180Ω.m，而500m以下電阻率一般大于180Ω.m，高低、阻分界線在南北向上呈波狀，形成復背斜趨勢，利用8條剖面測量結果反演形成復背斜構造，從中共圈定A類異常14個、B類異常5個、C類異常4個，其中產于厚層碳酸鹽上部的A類異常為最有利含礦空間[1]。

4 工程驗證結果

根據EH4電磁測量結果，結合西成礦田和鳳太礦田成礦特點，首先對6線異常進行了工程驗證，其次對其它剖面進行了驗證。

1-黃土及殘坡積物；2-泥盆紀中統安家岔組焦溝層上亞層第一巖性段；3-泥盆紀中統安家岔組焦溝層下亞層；4-千枚巖；5-炭質千枚巖；6-細晶灰巖 ；7-生物灰巖；8-鉛鋅礦體；9花崗閃長巖脈；10-閃長巖脈；11-斷層；12-推測及實測地質界線；13鉛鋅礦體品位及厚度圖3 郭家溝鉛鋅礦6線剖面EH4電磁測深鉆孔驗證結果

ZK6-1為施工的第一個鉆孔，目的為驗證A9號異常，深度811.93m，0-508.18m主要為絹云綠泥千枚巖，508.18m-544.66m穿過礦體6層，累計穿礦厚度9.37m，其中Ⅱ-1號礦體穿礦厚度5.07m，真厚度4.92m，Pb品位1.35%、Zn品位2.88%，賦存標高在630m-680m，礦體下部主要為厚層細晶灰巖。通過ZK6-2、ZK6-5等鉆孔驗證表明，礦體主要賦存在絹云綠泥千枚巖與下部厚層灰巖接觸帶附近（見圖3），在上部千枚巖夾雜的灰巖透鏡體中也能形成礦體，礦體呈層狀、似層狀，高低起伏具有波狀趨勢， ZK6-1中見到的礦體產在厚層碳酸鹽頂板形成的復式背斜北部背斜核部，背斜構造南部（ZK6-3與ZK6-4之間）又出現向斜構造，鉆孔資料確定出的褶皺形態與EH-4電磁測深解譯出的背斜構造形態相似[2]。后期大量鉆孔驗證表明，勘查區上部以千枚巖為主，厚度大于300m，下部以厚層灰巖為主，礦體主要賦存在千枚巖中夾的灰巖透鏡體內或厚層灰巖與千枚巖接觸帶及其附近，鉛鋅礦化與硅化關系密切，礦體呈波狀展布，在背斜核部容易形成馬鞍狀，礦體的展布受厚層碳酸鹽巖的展布形態控制明顯

5 結語

（1）郭家溝勘區位于秦嶺南麓，勘查區氣候濕潤，森林茂密，地形高差起伏大，EH4系統裝備輕便，易于搬運和攜帶，且測量速度快，測量深度大，適合于森林茂密，覆蓋層厚的山區地帶勘查。

（2）甘肅西成礦田與陜西鳳太礦田相接，處在同一濱海沉積區內，目前在泥盆系地層中已經發現大量層控型型鉛鋅礦床，其具沉積變質或后期熱水沉積改造特征，但區域地層一般上覆蓋層厚，礦床埋深較大，EH4在劃分地層，確定深部隱伏構造上可靠程度較好，可以通過EH4電磁測深確定有利含礦地層和構造后再進行工程驗證，是尋找隱伏鉛鋅礦床的重要手段。