白音查干銀多金屬礦床電性特征研究

張 威 ， 王文國 ， 陳 亮 ， 孟銀生 ， 竇金河

(中國地質科學院 地球物理地球化學勘查研究所，廊坊 065000)

0 前言

白音查干礦床處于大興安嶺成礦帶中段，找礦勘查工作始于20 世紀50 年代，后經過多家單位勘查[1],確定該礦床為一處大型中溫熱液裂隙充填型銀多金屬礦床。因此，在該礦床開展方法技術有效性試驗具有重要意義。2008年我們在白音查干礦區(qū)選擇已知礦段開展電法試驗，結合礦床地質特征，驗證了綜合電法在隱伏多金屬礦產勘查中的定位預測作用[2]，并通過研究礦床的各種電性參數(shù)特征以及它們的對應關系，對該地區(qū)外圍找礦以及今后深部找礦提供借鑒意義。

在工作中，首先采用中梯裝置時間域激發(fā)極化(TDIP)面積性測量，圈定礦致異常范圍，然后分別采用偶極-偶極裝置相位激電測深(RPIP)和可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)，研究礦體的空間賦存情況。比較其他測深方法，CSAMT采用赤道偶極裝置，具有橫向分辨率高、勘探深度大等優(yōu)點；RPIP(偶極-偶極裝置)采用選頻測量, 具有抗干擾能力相對較強,測量精度高等優(yōu)點[3-4]。近年來，這兩種測深方法在隱伏金屬礦床勘查中得到了廣泛地應用。

1 礦床概況

礦區(qū)大地構造位置處于華北陸塊北緣，大興安嶺多金屬成礦帶最南段[1]，內蒙華力西晚期地槽褶皺帶北部的西烏珠穆沁旗復向斜的東段。區(qū)內地層復雜，巖漿巖廣布，褶皺、斷裂構造發(fā)育，金屬礦床分布廣泛, 是內蒙古中東部重要的礦化集中區(qū)之一[1，5-6]。

試驗區(qū)范圍內出露的地層主要有下二疊系大石寨組、上侏羅系瑪尼吐組、白音高老組、下白堊系大磨拐河組和第四系覆蓋層(圖1)。構造以褶皺構造和斷裂構造為主，整個試驗區(qū)地層分布構成一軸向北東向，軸面產狀較陡，北西翼較平緩，南東翼較陡的傾斜背斜構造?？氐V斷裂構造主要以北東向為主，由多條礦化蝕變碎裂巖帶構成，普遍經受了中低溫熱液蝕變作用和多金屬礦化，走向55°～85°，傾向北西，傾角47°～68°。多金屬礦化帶大都賦存在下二疊系大石寨組變質粉砂巖和蝕變安山質凝灰?guī)r內,空間分布嚴格收斷裂構造控制。

圖1 試驗區(qū)地質及測線位置圖Fig．1 Map of geologic and survey line location in the test area

該礦床是一個大型銀多金屬礦床，其中銀礦石平均品位為412×10-6；鋅礦石平均品位為3.30%；鉛礦石平均品位為1.46%。

2 礦石特征

該礦區(qū)礦石礦物成分分為金屬礦物和非金屬礦物。金屬礦物分為金屬硫化物、金屬氧化物，如表1所示。礦石中主要有用組分為鋅、鉛、銀，銅、金、硫化物等，以礦物成分分析礦石化學成分，礦石化學成分主要為硅、氧、硫、鐵 、鋅、鉛。礦體的圍巖與礦體產狀相同，但銀鋅鉛含量較低，與礦體之間為漸變過渡關系。巖性主要以變質粉砂巖、凝灰?guī)r、安山巖、硅質泥巖為主。

表1 礦石礦物成分表

野外沒有收集到礦區(qū)內巖(礦)石電性資料，參考附近礦區(qū)礦石電性資料可知，區(qū)域內砂礫巖充電率一般為3 ms～10 ms；火山碎屑巖充電率一般為4 ms～9 ms；大理巖和矽卡巖充電率一般為3 ms～9 ms；花崗斑巖充電率一般為6 ms～10 ms；礦石和礦化巖石充電率一般為10 ms～100 ms。另外，單獨銀的礦物不可能產生低阻高極化效應，但其與較大量的其他金屬硫化物共生時，由于金屬硫化物導致礦石視極化率異常、視電阻率異常，所以多金屬礦物能夠產生中低電阻率高極化效應。而圍巖以變質粉砂巖、凝灰?guī)r、安山巖、硅質泥巖為主，均呈現(xiàn)高電阻率低極化率。因此在該區(qū)域開展電法勘查研究，具有一定的地球物理前提。對于熱液裂隙充填型礦床，由于礦體多呈帶狀、脈狀產出[7]，導致了礦石極化率升高，因此在該區(qū)域內成帶狀、不規(guī)則狀分布的高充電率中低電阻率異常為重要的間接找礦標志。

3 異常特征分析

根據試驗需要，共布置了1.12 km2的TDIP面積測量(圖1)，測網密度80 m×20 m, 根據礦脈走向(55°～85°)，測線按345°方向垂直礦脈走向布設,即縱向中梯裝置[8]， 長度為1 000 m。供電極距AB=2 000 m，測量極距MN=20 m，點距=20 m，線距=80 m，供電周期=8 s。在TDIP測量所圈定異常的基礎上,布設了多條RPIP測深和CSAMT測深，其中CSAMT收發(fā)距R=5 640 m，供電極距AB=1 000 m，MN=20 m，點距=20 m，工作頻率范圍=8 Hz～8 192 Hz；RPIP電極距MN=a=40 m，點距=20 m，供電極距AB=40 m，隔離系數(shù)n=2～8，工作頻率為0.25 Hz。工作中使用的儀器為美國Zonge公司生產的GDP-32Ⅱ多功能電法儀，反演軟件使用的是Zonge公司自帶商用軟件。

3.1 平面異常特征分析

圖2和圖3分別是試驗區(qū)TDIP視充電率(Ms)和視電阻率(ρs)等值線平面圖。由圖2可見，區(qū)內Ms最小在4 ms左右，最大可達32 ms。以Ms=28 ms為界，可圈定區(qū)內五組呈帶狀展布、近東西(75°～80°)走向的Ms異常(分別編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ號異常)。

圖2 試驗區(qū)Ms等值線平面圖Fig．2 The contour map of Ms in the test area

圖3 試驗區(qū)ρs等值線平面圖Fig．3 The contour map of ρs in the test area

其中Ⅰ號異常位于試驗區(qū)中東部70號～130號測線50號～70號測點間。該異常由三個子異常組成。其中西部兩個子異常已由多個鉆孔控制，有多條礦體被驗證，為已知礦致異常。東部異常尚未有鉆孔控制，根據異?？臻g分布情況及異常組合，推斷該異常亦為礦致異常。Ⅱ號異常位于試驗區(qū)東部110號～130號測線50號測點附近，是由多條已探明的鉛鋅銀礦致異常；Ⅲ號異常位于試驗區(qū)中西部40號～80號測線50號～60號測點間，由兩個子異常組成，經鉆孔驗證是礦致異常，由兩組獨立礦體引起。Ⅳ號異常位于試驗區(qū)東北部110號～140號線之間，40號點附近。經鉆孔驗證該異常是礦致異常；Ⅴ號異常位于試驗區(qū)中北部80號測線的40號點位附近，局部位于第四系覆蓋區(qū)，該異常東部已經見礦，為礦致異常。

由圖3可見，對應Ms異常的ρs區(qū)域基本為中低阻區(qū)，也呈帶狀展布、近東西走向。由地質資料可知，礦區(qū)內控礦構造巖帶普遍經受了中低溫熱液蝕變作用和多金屬礦化，蝕變構造巖呈帶狀沿斷裂構造分部，礦體多賦存于斷裂破碎帶或巖性接觸帶上。反映在ρs等值線平面圖上為低阻或高低阻過渡帶上。對比礦體走向(圖1)，ρs等值線與礦體走向大體一致，但僅憑ρs特征無法清晰地圈定礦體范圍。

綜上所述，由于白音查干礦區(qū)多金屬礦體與其他金屬硫化物相關性較好，即為高極化體。因此，面積性測量激電異常明顯，是礦區(qū)及外圍找礦標志之一。

3.2 斷面異常特征分析

為了進一步了解該區(qū)異常源空間分布狀態(tài)，我們選擇主礦體區(qū)段，在圖2所示的Ms異常區(qū)內布設了多條RPIP剖面和CSAMT剖面，圖4為80線電法測量綜合結果。

由圖4(a)可見，TDIP剖面通過Ⅰ號異常西側和Ⅴ號異常東側。Ms曲線從Ⅴ號異常中心向小號點方向梯度變化小，從Ⅰ號異常中心向大號點方向梯度變化較大。結合圖5，礦體傾向北西(小號點方向)，而且延伸較深。Ms剖面曲線形態(tài)較好的反映了礦體的大致賦存形態(tài)Ms異常范圍內，CSAMT反演電阻率斷面(圖4(b))從36號點至64號點范圍內出現(xiàn)由深至淺分布，而且延深很大的低阻帶。結合圖5，低阻帶較清楚的反應了北西傾向容礦斷裂構造的延伸情況，30號點至60號以下高阻體以及斷裂構造兩側的高阻體應該是二疊系大石寨組變質粉砂巖、蝕變粉砂巖等礦體圍巖的電性反應。RPIP反演電阻率斷面(圖4(c))40號點至70號點存在低電阻異常，分布形態(tài)與CSAMT反演電阻率結果一致，同樣是往大號點方向由深至淺分布。反演相位斷面(圖4(d))32號點至50號點，58號點至70號點出現(xiàn)兩處高相位(φs)異常，這與TDIP剖面Ⅰ號和Ⅴ號兩個礦致異常完全對應。而且更能清楚地揭示礦體的空間分布位置，但由于裝置限制，RPIP反演深度有限[2,9]，對礦體埋深情況指示有限。

圖4 80線電法測量綜合結果Fig．4 The comprehensive results of electrical method measurement from line 80 (a)TDIP剖面;(b)CSAMT反演電阻率斷面；(c)RPIP反演電阻率斷面；(d)RPIP反演相位斷面

圖5 80線(局部)地質剖面Fig．5 Geologic section of line 80(partly)

對比80線局部地質剖面(圖5)，礦體對應位置出現(xiàn)中低阻、高相位、高充電率異常，而且礦體形態(tài)和走向與異常組合基本對應。鉆孔揭露礦體呈脈狀分布，礦脈向下延深很大，傾向北西，傾角55°～65°。Ag平均厚度為4.6 m，平均品位 為220×10-6；Pb平均厚度為4.3 m，平均品位為2.1%；Zn平均厚度為9 m，平均品位為3.6%。

4 結語

白音查干銀多金屬礦床與其他金屬硫化物相關性較好，通過分析該礦床與視充電率異常、視電阻率異常的關系,結合已知礦床資料,實測的視充電率能夠勾畫出與金屬硫化物共生礦體的平面位置。由于礦體圍巖與礦體為漸變過渡關系，加之體積效應，視電阻率異常不明顯，僅憑視電阻率異常難以對礦體經行平面定位，但兩者的對應關系還是較清楚地反應出多金屬礦體的平面電性特征，而且視充電率剖面曲線梯度變化特征對于礦體的大致形態(tài)也有指示意義。測深方面，由于容礦構造受熱液蝕變作用和多金屬礦化，斷面電性特征為低阻高相位異常組合，而且嚴格按構造走向分布。所不同的是，相位激電法能夠更精確地圈定礦體位置，但對礦體延伸指示有限。而可控源音頻大地電磁法更能清楚顯示延深情況。

綜合以上異常因素及作者對礦區(qū)地質特征和控礦因素的認識, 可以認為視充電率異常對本區(qū)的找礦有很好的指示作用, 反演電阻率和反演相位異常特征能夠基本預測控礦構造或礦體的空間分布和埋深情況。所以在白音查干礦區(qū)，電性異常與地質構造對應部位是深部以及外圍找礦突破的有利位置。

參考文獻：

[1] 聶鳳君,溫銀維,趙元藝,等.內蒙古白音查干銀多金屬礦化區(qū)地質特征及找礦方向[J],礦床地質,2007,26(2)：213-220.

[2] 黃力軍,劉瑞德,陸桂福,等.電法在尋找隱伏金屬礦方面的定位預測作用[J],物探與化探,2004,28(1):49-52.

[3] 劉瑞德,黃力軍,陸桂福.相位激發(fā)極化法應用研究[J],物探化探計算技術,2006,28(3):197-200.

[4] 張前進,楊進.綜合電法在深部隱伏礦體勘查中的應用實例[J],物探與化探,2010，34(1):40-43.

[5] 邵濟安.中朝板塊北緣中段地殼演化[M].北京:北京大學出版社,1991.

[6] 李述靖,張維杰,耿明山,等.蒙古弧形地質構造特征及形成演化概論[M].北京:地質出版社,1998.

[7] 趙一鳴，無良士，白 鴿，等.中國主要金屬礦床成礦規(guī)律[M].北京:地質出版社,2004.

[8] 李金銘.地電場與電法勘探[M].北京:地質出版社,2005.

[9] 張威,王文國,張強,等.內蒙古烏尼克吐鉛鋅礦電法異常特征及試驗[J].物探與化探, 2011,35(3):333-336.