激電中梯測量在瑙木渾溝口金礦勘查中的應用

安仰生

(山東省魯南地質(zhì)工程勘察院，山東 兗州 272100)

0 引言

瑙木渾溝口金礦區(qū)位于青海省都蘭縣城南西約120km，行政區(qū)劃隸屬都蘭縣巴隆鄉(xiāng)，礦區(qū)北距格西(格爾木—西寧)高速公路巴隆出入口及109國道13.6km，有水泥公路穿越礦區(qū)，交通較為便利。因自然地理因素影響，該區(qū)以往地質(zhì)工作程度較低。2009—2012年山東省魯南地質(zhì)工程勘察院開展了包括該區(qū)在內(nèi)的《青海省都蘭縣烏拉斯太一帶J47E024003等七幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查》，在瑙木渾溝口地區(qū)發(fā)現(xiàn)金礦點2處、多金屬礦點1處、鐵礦點1處，且與區(qū)域金元素水系沉積物異常套合較好[1]。因該區(qū)第四系風積黃土覆蓋嚴重，地表基巖露頭極差，采用地質(zhì)填圖和基巖化探手段，找礦效果欠佳。據(jù)鄰區(qū)巴隆巖金礦資料分析，金礦石為黃鐵礦化、方鉛礦化碎裂巖，金與金屬硫化物成礦關(guān)系密切，針對該區(qū)現(xiàn)狀，通過激電中梯測量結(jié)合野外勘探工程，取得較好找礦效果[2-3]。礦區(qū)內(nèi)共劃分東西2個礦段,圈定金礦體9個(1)山東省魯南地質(zhì)工程勘察院,青海省都蘭縣瑙木渾溝口金礦預查報告,2015年。。該文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，解析激電中梯剖面測量在瑙木渾溝口地區(qū)對找尋金礦勘查的應用，以指導同類型礦床的找礦勘查工作。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

區(qū)域出露的地層主要為元古代長城紀小廟組、古生代奧陶紀祁漫塔格群、中生代三疊紀鄂拉山組、新生代第四系(圖1)。

1—第四系；2—三疊紀鄂拉山組；3—奧陶紀祁漫塔格群；4—長城紀小廟組上段；5—長城紀小廟組下段；6—印支期晚三疊世灰色中粗?；◢忛W長巖；7—印支期晚三疊世灰色中細?；◢忛W長巖；8—華力西期早二疊世灰色細粒石英閃長巖；9—華力西期早二疊世灰—深灰色細粒閃長巖；10—華力西期早石炭世肉紅色中粗粒正長花崗巖；11—華力西期灰—灰白色中細粒(不等粒)英云閃長巖；12—地質(zhì)界線；13—超動侵入接觸界線；14—涌動侵入接觸界線；15—巖石產(chǎn)狀；16—片理產(chǎn)狀；17—逆斷層；18—性質(zhì)不明斷層；19—平移斷層；20—中淺層次韌性剪切帶；21—金礦(化)點；22—多金屬礦化點；23—銅礦(化)點；24—鉛礦(化)點；25—鐵礦(化)點；26—研究區(qū)位置圖1 瑙木渾溝口區(qū)域地質(zhì)圖

長城紀小廟組分布于研究區(qū)的東南和西南部，其巖性為灰色黑云石英片巖、含石墨石英巖夾黑云斜長片麻巖、深灰色二長淺粒巖、透閃石大理巖和灰綠色綠泥石英片巖夾灰色石英巖，是經(jīng)歷中壓低角閃相變質(zhì)的一套火山沉積巖系，形成于1683～1554Ma,屬中元古代[11]，形成該區(qū)的基底巖系，其金豐度值普遍高于地殼克拉克值，金元素含量在7.61～10.41×10-9之間，高于地殼克拉克值2～3倍。同時，金礦化相對密集產(chǎn)出的空間分布上常常與小廟巖組緊密相關(guān)，因此該區(qū)基底巖系很可能是金礦形成的初始礦源層，為區(qū)域含礦地層[12]。祁漫塔格群分布于研究區(qū)西南角，巖性為厚層狀變質(zhì)復成分礫巖、含礫中粗粒砂巖、中細粒砂巖及粉砂巖; 鄂拉山組呈零星分布于研究區(qū)北部，巖性以灰綠色安山巖為主；第四系廣泛分布于礦區(qū)中部,多為河溝及山間溝谷階地,為砂礫石層和亞砂土層。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，按其展布方向可分為NWW向、NW向及NE向3組。NWW向斷裂為測區(qū)的主要斷裂，控制著地層和巖漿巖的分布，以壓扭性逆沖兼走滑斷層為主，傾向NE，傾角一般56°～79°，規(guī)模巨大，次級斷裂發(fā)育，并具多期活動的特點。

不同走向斷裂的發(fā)育程度反映了不同構(gòu)造階段、不同構(gòu)造背景造山作用在測區(qū)不同時期形成了真實構(gòu)造形跡。區(qū)內(nèi)斷裂以NWW向斷裂為主，其次為NW向斷裂，局部發(fā)育NE向斷裂。從時間上判斷，NWW向斷裂形成最早，NW向斷裂形成較晚，最后形成NE向斷裂。NE向斷裂錯斷NWW向、NW向斷裂。

區(qū)域巖漿巖發(fā)育，主要為中泥盆世灰—灰白色中細粒(不等粒)英云閃長巖，早石炭世肉紅—灰紅色斑狀二長花崗巖、肉紅色中粗粒正長花崗巖、肉紅色中細粒堿長花崗巖，早二疊世灰-深灰色細粒閃長巖和灰色細粒石英閃長巖，晚三疊世灰色中細?；◢忛W長巖、灰色中粗?；◢忛W長巖等。脈巖主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、正長花崗巖脈、花崗斑巖脈等。

與礦體關(guān)系密切的是NWW向斷層內(nèi)賦存的花崗斑巖脈，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。蝕變強烈，常與礦體相伴生，破碎角礫巖間常有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬硫化物充填。構(gòu)造破碎帶附近的巖石普遍具硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的礦(化)體與之關(guān)系十分密切[6-10，13]。

1.2 區(qū)域地球化學特征

1—Au元素水系沉積物異常；2—Ag元素水系沉積物異常；3—Pb元素水系沉積物異常；4—Co元素水系沉積物異常；5—金礦化點；6—多金屬礦點；7—磁鐵礦化點；8—已設(shè)探礦權(quán)、采礦權(quán)；9—礦區(qū)位置圖2 水系沉積物綜合異常分布圖

Au元素異常具濃集中心，異常清晰，有一定規(guī)模，且與區(qū)內(nèi)圈定的激電異常具明顯的對應關(guān)系，吻合較好，認為異常為礦致異常，具較好的成礦前景[1，14]。

2 蝕變帶及礦體地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)共劃分Ⅰ,Ⅱ兩個礦化蝕變帶，產(chǎn)于區(qū)域性大斷裂的次級擠壓斷裂破碎帶內(nèi)，嚴格受斷裂構(gòu)造控制，總體走向NW向，地表斷續(xù)出露，礦化極不均勻，具膨脹狹縮、尖滅再現(xiàn)的現(xiàn)象。帶內(nèi)巖石破碎，巖性主要為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、碎裂狀花崗閃長巖，碎裂狀花崗斑巖等，蝕變主要為褐鐵礦化、硅化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化、黃銅礦化、方鉛礦化、碳酸鹽化、高嶺土化，并伴有綠泥石化、絹云母化等，兩側(cè)圍巖為晚三疊世花崗閃長巖。金礦化與方鉛礦化、硅化、黃鐵礦化關(guān)系密切[15-16]。

Ⅰ號礦化帶：分布于礦區(qū)西部(西礦段)，出露長約1km，寬0.5～3.5m不等，其走向309°～321°，傾向SW，傾角66°～80°。發(fā)育2條金礦體，厚度0.87 ～0.91m，金品位(1.40～1.98)×10-6，含礦巖石為碎裂巖、碎裂狀花崗閃長巖。

Ⅱ號礦化帶：分布于礦區(qū)東部(東礦段)，出露長約3km，寬0.3～14.0m不等，其走向313°～322°，傾向NE，傾角59°～72°，圈定7條金礦體。其中主礦體Ⅱ-5號為一隱伏礦體，呈透鏡狀，產(chǎn)狀45°∠59°，礦體長約120m，單工程最大厚度3.23m，最小厚度1.27m，平均厚度2.25m，單工程品位(3.93～5.31)×10-6，平均品位4.92×10-6，單樣品最高品位10.40×10-6。含礦巖石為碎裂巖、碎裂狀花崗斑巖。伴生有銀、鉛元素，銀含量8.41×10-6，鉛含量0.22×10-2。

3 巖(礦)石的電物性特征

工作中系統(tǒng)地采集了區(qū)內(nèi)8種巖性的巖(礦)石標本，由表1知：區(qū)內(nèi)侵入巖花崗閃長巖的極化率值中等，極化率平均值為2.24%。區(qū)內(nèi)采集的閃長巖,其極化率值稍微增高,平均值為2.38%,與花崗閃長巖的平均值相差約0.14%,形成一定的巖石電性差異。區(qū)內(nèi)采集的絹英巖化花崗斑巖、蝕變花崗閃長巖、碎裂巖(金礦石),其極化率值較高,所采標本中最大值14.44%,其平均值與花崗閃長巖相差分別約3.35%，1.40%，2.05%,形成較大的巖石電性差異。黃鉀鐵礬化花崗斑巖、碎裂狀花崗閃長巖、閃長玢巖極化率較低，平均值分別為1.91%，1.71%，1.31%。正長花崗巖的極化率為全區(qū)最低。因此侵入巖能引起中等極化率激電異常，當巖體經(jīng)破碎巖化、蝕變及其他礦化后，巖體內(nèi)硫化物富集，則能引起較強的極化率異常。花崗閃長巖、閃長巖、閃長玢巖的電阻率參數(shù)均較高，電阻率平均值分別為3757，971，857(Ω·m)，引起區(qū)內(nèi)高電阻率異常。碎裂狀花崗閃長巖、蝕變花崗閃長巖、碎裂巖、絹英巖化花崗斑巖及黃鉀鐵礬化花崗斑巖的電阻率參數(shù)均較低，電阻率平均值分別為79，146，253，250，231(Ω·m)，引起區(qū)內(nèi)低電阻率異常。

表1 巖(礦)石電物性參數(shù)

區(qū)內(nèi)絹英巖化花崗斑巖、蝕變花崗閃長巖、碎裂巖(金礦石)具有低電阻率高極化率的特征，個別巖石極化率高于11%，巖石中的金屬硫化礦物均較為富集，易形成強度較高的激電異常，金元素富集與金屬硫化物關(guān)系密切，所以通過開展激電中梯剖面測量圈定局部激電異常，尋找金屬硫化礦物富集體進而尋找金礦的方法是較為可行的[2-3,17]。區(qū)內(nèi)各類巖石存在有明顯的巖石電性差異，于該區(qū)開展電法勘探是有地球物理依據(jù)的，也是間接找礦的有效方法。

4 工作方法與工作布置

礦區(qū)地處青海省高海拔地區(qū)，地形切割深，地表第四系風積黃土厚0～8m，開展基巖或土壤化探工作難以圈定局部化探異常。該區(qū)金礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦，少量閃鋅礦等硫化物礦石，金礦化與硫化物富集關(guān)系密切。硫化物礦化蝕變體與兩側(cè)圍巖花崗閃長巖具明顯的電性差異，礦化蝕變體表現(xiàn)為低阻高極化的特點。故采用激電中梯剖面測量尋找金多金屬礦化蝕變體的依據(jù)是充分的。

激電中梯剖面測量使用儀器為重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DJS-8型微機激電儀，DJF-5型激電發(fā)送機，供電電源由10kW發(fā)電機及其配套的整流電源。其裝置參數(shù)為：AB=1200m，MN=20m，其反映深度更大，極化率異常更高，電阻率曲線更平滑。觀測最大區(qū)間為AB中間2/3段,同時為獲取理想的電信號,所有剖面均采用主線觀測。供電電極采用紫銅電極，測量電極采用固體不極化電極，選擇極差小于2.0mV且內(nèi)阻小于1000Ω的不極化電極配對使用。野外觀測數(shù)據(jù)為視極化率ηs和視電阻率ρs。工作中供電采用雙向短脈沖，占空比為1∶1,儀器參數(shù)設(shè)置:供電周期16s,即正供4s,停供4s,反供4s,停供4s。斷電延時200ms,取樣寬度40ms,每次測量均觀測3個周期取平均值。

5 異常特征與解譯

5.1 異常下限的確定

根據(jù)該區(qū)實際測量情況及區(qū)域場特征，參照《時間域激發(fā)極化法技術(shù)規(guī)定》中有關(guān)要求，異常下限的確定公式如下：

ηsx=ηsb×(1+(2～3)×ε)

式中：ε—實測均方誤差；ηsx—異常下限；ηsb—背景值。由于觀測剖面間距過大，異常下限因異常不同而不同。西礦段異常下限為2.0%；東礦段北西部異常下限4.1%，南東部異常下限5.0%。

5.2 異常的圈定

異常具有一定的規(guī)模且連續(xù)性較好，ηs等值線在相鄰2～3條測線上均有異常，且每條測線上有連續(xù)2～3個點的ηs值大于異常下限，同時結(jié)合ρs等值線梯度變化規(guī)律進行分析。根據(jù)該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造條件，結(jié)合已知礦床地質(zhì)條件和以往工作經(jīng)驗，成礦的有利地段所呈現(xiàn)的地球物理特征一般為低阻高極化率,局部地段為高阻高極化率特征[17]。根據(jù)以上原則，圈定激電異常5處，編號為RJD1，RJD2， RJD3， RJD4， RJD5；其中西礦段1處，東礦段4處。

5.3 激電異常特征

研究區(qū)內(nèi)開展的雖為激電中梯剖面測量工作，但為了直觀的研究激電異常，也作了等值線平面圖。

圖3 西礦段(Ⅰ)視極化率、視電阻率等值線平面圖

圖4 東礦段(Ⅱ)視極化率、視電阻率等值線平面圖

RJD-2激電異常：以視極化率4.1%等值線圈定激電異常，峰值為12.9%，該異常長約600m左右，寬約80～180m，總體走向呈NW條帶狀、串珠狀，異常北西側(cè)未封閉。該異常對應視電阻率異常為中高值異常，可能為高極化高電阻的花崗閃長巖引起。2個視極化率異常峰值處對應電阻率低值異常，推斷硫化物富集程度較高。同時該處為F6構(gòu)造破碎帶及次級斷裂構(gòu)造通過處，構(gòu)造運動較強烈，經(jīng)槽探工程驗證，斷裂破碎帶寬約0.3～1m，有金礦化顯示，金品位(0.17～1.27)×10-6，并伴有銀、鉛礦化，為成礦富集有利部位。

RJD-3激電異常：以視極化率5.0%等值線圈定激電異常，中心偏NE部位局部視極化率高于6%，具一定規(guī)模，異常呈橢圓狀，走向NW，長軸約450m，短軸約240m，其對應視電阻率參數(shù)為低阻異常特征(圖4)，推斷硫化物富集程度較高。同時該處為F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8構(gòu)造破碎帶交會通過處，發(fā)育多條花崗斑巖脈，礦化蝕變較強烈，巖石較破碎，具黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化蝕變。經(jīng)踏勘或槽探工程揭露，該處地表巖石具金礦化顯示，金含量為(0.12～1.74)×10-6，為成礦富集有利部位。

RJD-4激電異常：以視極化率5.0%等值線圈定激電異常，異常中心視極化率高于9%，規(guī)模較大，異常呈團狀、橢圓狀，總體呈NNW走向，異常長約1000m，寬度介于300～600m間。對應視電阻率參數(shù)，顯示為低阻異常特征。該異常地表大部分被第四系覆蓋，經(jīng)查證，異常區(qū)有金礦化顯示，金含量為0.17×10-6。推測由成礦金屬硫化物富集體引起。

RJD-5激電異常：該異常由JP38-JP42剖面控制，異常南西邊界處于激電中梯測量裝置接頭點附近，呈明顯的斷崖式曲線特征，因此初步推斷該異常南西邊界由電極效應引起，視極化率曲線有明顯的相對高極化率異常顯示，異常北部為F6構(gòu)造破碎帶通過處，經(jīng)查證，該異常無金礦化顯示，推斷該異常由黃鐵礦化巖石引起。

6 異常查證

6.1 西礦段RJD-1異常

發(fā)育Ⅰ號礦化蝕變帶(圖3)，地表圈定Ⅰ-1，Ⅰ-2共2條金礦體，間距200m，均為單工程控制，受F3斷裂構(gòu)造破碎蝕變帶控制，兩礦體厚0.87m，0.91m，金含量為1.40×10-6，1.98×10-6，含礦巖石為黃鐵礦化、方鉛礦化碎裂巖，兩側(cè)圍巖為花崗閃長巖。于Ⅰ-1號金礦體深部+3216m標高施工平硐，揭露控制礦體長120m，呈扁豆夾狀斷續(xù)產(chǎn)出，礦體平均厚度1.15m,平均品位8.17×10-6,含礦巖性為黃鐵礦化、黃銅礦化、方鉛礦化碎裂巖，證實巖石含硫元素，金礦化與硫化物富集密切相關(guān)[18]。礦體出露部位對應激電異常的最高值，具高極化低阻特征?？梢娨甬惓５脑驗楹鸬V化的硫化物巖體，為礦致異常。

1—第四系；2—灰色中粗粒花崗閃長巖；3—礦體位置及編號；4—探槽位置及編號；5—視電阻率曲線；6—視極化率曲線；7—Au元素異常曲線；8—Ag元素異常曲線；9—Pb元素異常曲線；10—Zn元素異常曲線圖5 地質(zhì)、激電、化探聯(lián)合剖面圖

6.2 東礦段圈定的RJD-2，RJD-3異常

分布于Ⅱ號礦化蝕變帶內(nèi)，嚴格受F5，F(xiàn)6，F(xiàn)8斷裂破碎蝕變帶及其次級構(gòu)造控制。

(1)RJD-2異常：如圖5所示，視極化率曲線呈較明顯的尖峰狀，南西側(cè)曲線較陡，北東側(cè)曲線相對較緩。依據(jù)曲線形態(tài)，推斷地下礦化蝕變體產(chǎn)狀傾向NE。視極化率曲線在127～132點，視極化率值較高，在2.0%～10.5%之間；對應視電阻率較低，在240～479Ω·m之間，具有明顯的低阻高極化特征。經(jīng)槽探工程驗證，異常為F6構(gòu)造破碎帶通過處，破碎帶內(nèi)見有Ⅱ-1號金礦體，金含量1.42×10-6，巖性為黃鐵礦化碎裂巖。黃鐵礦化蝕變強烈，證實極化率峰值為構(gòu)造破碎帶內(nèi)硫化物富集體引起的，金礦體與異常峰值對應基本吻合；化探剖面反映了良好的Au，Pb，Zn組合異常，3個元素相關(guān)性好，異常曲線吻合度較好，峰值較高。Au元素極大值為392.5×10-9，Pb元素極大值為2686×10-6，Zn元素極大值為687×10-6?？梢娂る娭刑?、基巖化探異常高峰值與發(fā)現(xiàn)的金礦體位置對應基本吻合，金礦化體為引起異常的原因，表明異常為礦致異常。說明該區(qū)激電中梯剖面測量、基巖地化剖面測量對指導找礦效果較好。

(2)RJD-3異常是斷裂破碎蝕變帶及其次級構(gòu)造交會部位。破碎帶內(nèi)充填了不同走向花崗斑巖脈，黃鐵礦化蝕變強烈，巖石破碎。經(jīng)探礦工程揭露，地表圈定Ⅱ-3、Ⅱ-4兩金礦體，深部發(fā)現(xiàn)了3條達到工業(yè)品位的隱伏金礦體，其主礦體Ⅱ-5號呈透鏡狀，規(guī)模最大，礦體長約120m，平均厚度2.25m，平均品位4.92×10-6。含礦巖石為浸染狀黃鐵礦化碎裂巖、碎裂狀花崗斑巖，圍巖蝕變?yōu)辄S鐵礦化、方鉛礦化等，兩側(cè)圍巖為花崗閃長巖。黃鐵礦化蝕變強烈，說明巖石含硫元素，金礦化與硫化物富集體密切相關(guān)。對比地質(zhì)資料，異常范圍內(nèi)斷裂構(gòu)造破碎帶發(fā)育，破碎帶內(nèi)充填有花崗斑巖脈，蝕變強烈。構(gòu)造破碎帶是花崗斑巖脈的上升通道，推測金成礦與花崗斑巖的熱液活動相關(guān)性最大，該區(qū)眾多的花崗斑巖脈可能是深部大規(guī)?；◢彴邘r侵入巖主體沿構(gòu)造裂隙上升冷卻形成的細脈分支，巖漿熱液在沿裂隙上涌的過程中使圍巖發(fā)生蝕變，含礦成分在通道內(nèi)富集冷卻形成具有工業(yè)價值的金礦體[15-16,19]。激電異常顯示出低阻高極化特征且與已發(fā)現(xiàn)的礦體對應良好，證實了其激電異常由構(gòu)造破碎帶內(nèi)的蝕變花崗斑巖含金元素的金屬硫化物富集體引起，最終證明了深部成礦的可能性，認為是礦致異常。

7 結(jié)論

(1)利用基巖化探于該區(qū)雖取得一定效果，但區(qū)內(nèi)第四系風積黃土覆蓋嚴重，基巖露頭出露極差，開展大比例尺土壤和基巖化探較為困難。所以在該區(qū)利用化探方法找礦效果欠佳。

(2)通過野外地質(zhì)勘查和激電中梯剖面測量，圈定5處激電異常，通過施工探礦工程驗證，共劃分2個礦段圈定了9條金礦體。證實了激電異常是由斷裂礦化蝕變帶的金屬硫化物富集體引起，嚴格受NW向斷裂或次級構(gòu)造控制[18-19]，金礦石類型為黃鐵礦化方鉛礦化碎裂巖，金品位自地表向深部有變富趨勢，為找尋金礦資源圈定了理想的靶區(qū)[20]。金礦體與所圈定的激電異常的視極化率高值區(qū)中基本吻合，對應良好。說明該區(qū)激電中梯測量對指導找礦具較好的效果。區(qū)內(nèi)碎裂狀花崗斑巖、蝕變花崗閃長巖、碎裂巖具有低阻高極化率的特征，所以在該區(qū)開展激電中梯剖面測量工作圈定激電異常，尋找金屬硫化物富集體，進而達到間接找礦的目的是行之有效的。因此在今后與該地區(qū)尋找同類型金多金屬礦床時應重視利用激電中梯剖面測量的找礦手段，必定會起到事半功倍的找礦效果，并且低電阻高極化激電異常部位，是尋找金多金屬礦的有利部位，同時該方法可降低成本，節(jié)約勘查資金，以達到以最少的投入獲取最大的勘查經(jīng)濟效益之目的。

(3)該方法的成功使用，為該區(qū)后續(xù)地質(zhì)勘查工作進一步縮小了找礦靶區(qū)，節(jié)約了勘探費用，預示了埋藏的金多金屬礦化體的存在。