綜合物探手段在非金屬礦中的應用

呂曉宇

（中國冶金地質總局內蒙古地質勘查院，呼和浩特 010050）

某礦區位于華北板塊北部邊緣造山帶，區域火山巖較發育，主要有晚古生代二疊紀火山巖及中生代晚侏羅紀火山巖。從本區地層區劃來看，中古生界屬內蒙古草原地層區錫林浩特-磐石地層分區，中-新生界屬濱太平洋地層分區。區域地層出露較全，主要有長城系、薊州系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、侏羅系、新近系和第四系等。

1 礦區地質

研究區內基巖露頭較差，多為殘坡積層露頭。燕山早期侏羅紀花崗巖（Jγ）分布于礦區西南部，中志留統徐尼烏蘇組上部板巖段（Sxn）分布于礦區大部，礦區大面積被第四系（Q）覆蓋，構造形跡不明顯，但在南部采坑中采出大量斷層角礫巖。由斷層角礫巖推斷，礦區南部采坑存在一近東西向斷層，傾向北，傾角為15°～54°，螢石礦體賦存其中。

本區螢石礦床的礦化蝕變類型較簡單，主要發育一套中-低溫熱液蝕變礦物組合。圍巖蝕變類型主要為硅化，其次為高嶺土化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等。硅化是區內分布最廣泛、最常見的一種蝕變類型。硅化的強度范圍與礦體規模密切相關，蝕變帶一般寬十幾米。高嶺土化分布較廣泛，特別是在螢石礦上下部，可見到比較普遍、明顯的高嶺土化蝕變。黃鐵礦化常與硅化相伴出現，在地表表現為石英（螢石）脈褐鐵礦化。

2 礦區地球物理特征

螢石礦體賦存于斷裂構造帶中，電阻率表現為低阻特征，螢石礦脈對應高阻異常。通過收集資料，獲得巖（礦）石磁性參數：本區灰巖無磁性；粉砂巖、千枚巖具有一定磁性；其余巖石具有反磁化特征，磁異常表現為負值。

研究區巖（礦）石主要有花崗巖、硅質巖、石英等，電性參數測定結果如表1所示。由表1可知，區內巖（礦）石電阻率大體可分為三類：千枚巖、粉砂巖的電阻率為1 100～1 700 Ω·m，其是電阻率較低的地質體；花崗巖、石英的電阻率為2 750～3 900 Ω·m，其是電阻率較高的地質體；螢石礦、硅質巖、灰巖是本區電阻率最高的地質體，幾何均值分布在5 500～7 600 Ω·m。區內巖（礦）石極化率一般在0.54%～1.45%變化，千枚巖、花崗巖、粉砂巖的極化率相對較高，一般保持在1.28%～1.45%；其他巖石的極化率介于0.54%～0.74%。

表1 礦區巖（礦）石電性參數

綜上所述，各類巖（礦）石之間均有一定的磁性、電性差異。其中，硅質巖為研究區內電阻率最高的地質體，其電阻率明顯高于圍巖。螢石礦與硅質巖成礦具有密切的相關性，具有一定規模時可形成較明顯的高阻異常。但巖石在地質作用下形成斷裂破碎帶時，后期熱液礦化蝕變作用使其電阻率明顯降低，可表現為低阻異常。局部硫化物富集時，可在地面形成零星規模的激電異常。

3 物探異常解釋

3.1 磁異常特征

通過分析磁異常成果，本研究較好地劃分了巖體范圍及其分布。研究區南部負磁異常區以中酸性花崗巖分布為主，北部和中部主要為弱磁異常，以具有一定磁性的安山巖、千枚巖分布為主。

本區磁異常具有明顯的分帶特征，以東西向為主、磁異常為20 nT的等值線將異常分為北、南兩個正負異常區，較好地反映了巖體分布特點。南部為一低緩的負異常區，以中酸性巖體為主；而北部為正異常區，磁異常主要分布于礦區的西北地帶，呈東北走向。鉆孔揭露有安山巖，表明該區以中性、中基性巖體分布為主。區內主要由兩個異常組成，從南到北將其編號為M-1和M-2。M-1磁異常位于礦區北部，異常等值線在西側尚未完全封閉。該異常呈東北走向，長約為400 m，寬約為100 m。異常等值線北側密集且有負異常伴隨，南側較為寬緩。異常強度一般為60 nT，極大值為185 nT。經推斷，該異常由巖體接觸破碎帶引起。M-2磁異常處于M-1異常北部，走向為東北，異常等值線兩端均閉合。異常極大值為183.67 nT，等值線南側寬緩，北側密集。經推斷，該異常由安山巖巖體引起。

3.2 激電及電阻率異常特征

3.2.1 激電異常特征

研究區激電異常具有強度弱、異常規模小且零亂的特征，個別地段由部分點形成高值異常封閉圈。激電異常主要分布于礦區的南部和北部，極化率異常等值線以=2.8%值封閉。西南部高極化異常由地下電纜引起；最北端的激電異常由含硫化物的安山巖引起。其余激電異常一般強度均保持在2.8%～3.2%，異常形態不規整且較零亂，部分異常尚未完全閉合。

根據激電異常分布位置，自南向北、從西向東進行編號，其分別為JD-1、JD-2、JD-3和JD-4。JD-1異常處于礦區西南角，走向為東北，長約為500 m，寬接近100 m，其在西南方向尚未完全封閉。該異常強度大，極化率極大值大于10%，主要由地下埋設的電纜干擾引起。JD-2異常位于JD-1異常北部，總體走向近東西，以等值線=3.0%圈定，異常長約為400 m，寬約為60 m。整體異常形態不規整、零亂，極化率一般為3.2%～3.4%，局部有收縮和膨脹現象。經推斷，該異常由巖體填充與局部硫化物富集引起。JD-3異常位于礦區北部，異常走向近東西。其間以=2.8%等值線封閉構成一個較大范圍的異常，由極化率3.0%和3.2%等值線封閉而構成多個異常中心。異常形態零亂、復雜，等值線具有邊緣密集、中心稀疏的特征。該異常主要由巖體引起，局部硫化物相對富集。JD-4異常處于礦區最北端，走向為東北且尚未封閉，長約為600 m。其間以等值線η=3.2%形成兩個異常中心。異常形態較為規整，極化率一般可超過3.4%。南側等值線較為密集，北側等值線相對稀疏，表明極化體向北陡傾斜。結合實際地質情況，該異常主要由含硫化物的安山巖引起。

3.2.2 電阻率異常特征

研究區內，電阻率異常等值線形態較為零亂、不規整。高阻異常的電阻率介于320～400 Ω·m，低阻異常的電阻率介于120～200 Ω·m。電阻率異常強度由南向北增加，逐步增大。根據電阻率異常分布特征，從南到北進行編號，其分別為DZ1、DZ2和DZ3。DZ1電阻率異常位于礦區南部，處于已知螢石礦體部位。由采區揭露情況可知，螢石礦體主要賦存于近東西斷裂帶或接觸帶，與構造熱液充填成礦關系密切。DZ1電阻率異常走向由近東西逐漸轉變為西北，呈現一低阻異常區。以電阻率200 Ω·m等值線圈定，該異常長約為700 m，寬約為250 m。低阻異常的電阻率最小值可小于100 Ω·m，該地段構造發育，異常等值線兩側接近對稱，北側較緩，低阻體近于直立向北陡傾斜。DZ2電阻率異常分布于礦區中部、中北部，走向由東北漸變為近東西，長接近1 000 m，寬約為120 m。低阻異常的電阻率一般為200 Ω·m，等值線具有膨脹、收縮特征，分析認為，該低阻異常由構造（接觸）帶引起。該低阻帶向下延深不大（約100 m），寬度較窄。結合已知礦體DZ1電阻率異常特征，分析認為，該異常由構造（接觸）帶引起，但地質成礦條件較差。DZ3電阻率異常分布于礦區北部，其中，DZ3-1、DZ3-2和DZ3-3低阻異常的電阻率分別為260 Ω·m、180 Ω·m和220 Ω·m，異常規模小，形態不規整，異常走向變化大。經推斷，該異常由不甚發育且規模小的構造（接觸）帶引起。

激電異常JD-3與磁異常M-1、激電異常JD-4與磁異常M-2吻合較好，均處于電阻率異常高值部位。礦區南部激電異常大部分處于高阻異常地段或磁異常寬緩負值區。

根據多種異常分布特征，研究區可劃分為高阻高極化磁異常負值區與高阻高極化磁異常正值區。高阻高極化磁異常負值區主要分布于礦區南部的寬緩負磁異常區域，由含硫化物的中酸性巖體引起。其間有一低阻異常帶，是構造破碎帶的反映。構造帶為巖體的侵入提供了良好的通道，屬于成礦有利部位。高阻高極化磁異常正值區分布于礦區北部，此異常主要是中基性安山巖的反映。其組合異常間有寬度不大、比較零亂、強度中等的低阻異常，由規模不大的構造（接觸）帶引起，該地段中基性巖體對螢石礦的地質成礦條件較差。綜合分析認為，不論是規模、深度還是破碎程度，北部構造都較南部已知礦區的地質成礦條件差；南部構造為中酸性巖體，構造破碎帶寬且規模較大，地質成礦條件良好，是找礦的重點部位。

4 結論

除已開采完的大坑主礦體外，通過地質測量、磁法測量與電法測量，本次找礦工作共發現和圈定3條礦體，在礦區南部、中部、北部各圈定1條近東西向的低阻低極化帶，其均受斷層構造控制。另外，本次找礦工作新發現一條較有規模的東北向礦化帶。