物探激電法在唐河銅鎳礦礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

摘 要:介紹了激電法在唐河某銅鎳礦礦產(chǎn)調(diào)查中的具體應(yīng)用。通過(guò)分析礦區(qū)地質(zhì)特征及地球物理特征以及對(duì)野外觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理解釋，圈定了激電異常，并對(duì)異常進(jìn)行了解釋推斷，詳盡地預(yù)測(cè)了區(qū)內(nèi)極化體的位置走向，為在唐河銅鎳礦深部的地質(zhì)找礦工作指明了方向。

關(guān)鍵詞:礦產(chǎn)預(yù)測(cè) 物探激電 異常

中圖分類號(hào):P5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(b)-0093-02

唐河某銅鎳礦位于河南省南陽(yáng)市唐河縣南部。在礦床綜合研究和理論預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)已知的周庵大型銅鎳礦床的成礦規(guī)律和找礦方法的研究，河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院物探分院承擔(dān)了唐河縣周庵銅鎳礦區(qū)周邊區(qū)域礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目，對(duì)調(diào)查區(qū)進(jìn)行了物探掃面和物探剖面測(cè)深工作，發(fā)現(xiàn)了與理論分析結(jié)論一致的激電異常帶。該發(fā)現(xiàn)改變了對(duì)周庵銅鎳礦區(qū)周邊區(qū)域礦產(chǎn)找礦前景的認(rèn)識(shí)，擴(kuò)大了找礦遠(yuǎn)景。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

工作區(qū)位于秦嶺復(fù)雜構(gòu)造帶東段，桐柏—大別隆起西部，南陽(yáng)斷陷盆地東緣。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，已發(fā)現(xiàn)的含礦巖體屬豫西南～豫南蛇綠巖帶中的隱伏超基性巖體，處于秦嶺～大別基性、超基性巖帶南亞帶、隨棗巖群的西段。

1.2 礦床類型

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)類型主要有與超基性巖有關(guān)的銅鎳礦床和構(gòu)造蝕變有關(guān)的金礦，與超基性巖有關(guān)的銅鎳礦床，主要為周庵銅鎳礦床。該礦床隱伏于新生界地層之下，侵位于中元古界地層，隱伏超基性巖體。銅鎳礦體賦存于巖體內(nèi)接觸帶蝕變殼內(nèi)，礦化巖石主要為蝕變二輝橄輝巖，部分為蛇紋巖、次閃石巖，具黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、鎳黃鐵礦化、黃銅礦化等蝕變，金屬硫化物的含量與品位關(guān)系密切，呈正相關(guān)關(guān)系。該礦床估算(331)+(332)+(333)資源儲(chǔ)量礦石量9754.90萬(wàn)噸，平均厚度為17.10m，鎳、銅平均品位分別為0.34%、0.12%，鎳、銅金屬量分別為328388噸、117534噸。伴生的鉑、鈀礦資源量達(dá)大型規(guī)模，金、銀、鈷礦資源量達(dá)中型規(guī)模。

1.3 礦區(qū)地質(zhì)特征

本區(qū)西部第四系、新近系碎屑沉積物廣泛分布，東部出露一套中元古界朱家山巖群和新城巖群中級(jí)變質(zhì)巖系。分為侯家莊巖組(Pt2h)和丘溝巖組(Pt2q)兩個(gè)巖組。區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造呈北西320°方向展布，在主體構(gòu)造的基礎(chǔ)上，疊加有北東向、北北東向小型褶皺和斷裂，顯示了本區(qū)多期構(gòu)造活動(dòng)的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北西向?yàn)橹?，局部發(fā)育北東向及近南北向斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿巖比較發(fā)育，主要為花崗巖，少量超基性巖、基性巖及其脈巖。在超基性巖體內(nèi)常見有角閃巖脈、輝綠巖脈、輝石巖脈、煌斑巖脈等。本區(qū)銅鎳礦床與超基性巖體關(guān)系密切。其中在周庵一帶經(jīng)航磁異常查證發(fā)現(xiàn)了超基性隱伏巖體，巖性主要為二輝輝橄巖及二輝橄欖巖，銅鎳礦床規(guī)模達(dá)大型。

1.4 礦區(qū)激電特征

根據(jù)礦區(qū)物性資料，第四系、第三系為低電阻、低極化;主要圍巖中蛇紋石化二輝橄欖巖為高電阻、中低極化;石英巖電阻次高，中低極化;大理巖電阻又次之，低極化;銅鎳礦、黃鐵礦顯示低電阻、高極化;而區(qū)內(nèi)含銅、鎳、鉑的超基性巖體應(yīng)為中高電阻、中等極化。巖礦石電性測(cè)定結(jié)果表明，礦體與圍巖間有明顯的激電特性差異，故在該區(qū)用激發(fā)極化法(激電中梯、激電測(cè)深等)圈定含銅鎳硫化物礦化帶和含銅鎳硫化物富集帶具有良好的地球物理前提。

2 激電法在礦產(chǎn)調(diào)查中的應(yīng)用

2.1 激電法簡(jiǎn)介

激發(fā)極化法(簡(jiǎn)稱激電法)是以地殼中不同巖石、礦石的激電效應(yīng)差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過(guò)觀測(cè)與研究人工建立的直流(時(shí)間域)或交流(頻率域)激電場(chǎng)的分布規(guī)律進(jìn)行找礦和解決地質(zhì)問(wèn)題的一組電法勘探分支方法(李金銘，2004)。激電法是勘查各類金屬礦產(chǎn)的方法。在激電剖面法中常用的裝置類型有:中間梯度裝置、偶極裝置、近場(chǎng)源裝置和聯(lián)合剖面裝置。其中中梯裝置是目前我國(guó)金屬礦激電法中，用來(lái)進(jìn)行普查勘探金屬礦產(chǎn)的一種主要裝置。裝置圖如圖1所示。

本次物探工作采用的工作方法主要為激電中梯，其比例尺為1:10000，網(wǎng)度為100m×20m。

2.2 儀器設(shè)備

野外生產(chǎn)供電電源采用10kW發(fā)電機(jī)，使用重慶奔騰大功率WDFZ-10型發(fā)送機(jī)供電和WDJS-2激電接收機(jī)測(cè)量。野外生產(chǎn)采用雙向短脈沖供電方式，以短導(dǎo)線方式測(cè)量，供電時(shí)間為8s，周期為32s，斷電延時(shí)為100ms，最大供電電壓為950V，最大供電電流為4.5A，激電中梯測(cè)量點(diǎn)距為20m，供電極距為1500m，測(cè)量極距為40m。

2.3 激電異常的處理與解釋

野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)改正之后，使用武漢中地信息工程有限公司開發(fā)的MAPGIS軟件繪制了視極化率ηs平面等值線圖(圖2)。

2.3.1 異常的判識(shí)

從ηs平面等值線圖(圖2)可看出，ηs正常場(chǎng)在4%左右，異常下限選為5%，由ηs5%等值線可圈出Dη-1-1、Dη-1-2二個(gè)激電異常。在工區(qū)的中部和東部出現(xiàn)激電異常，其幅值在7.0%～10.0%之間，呈似矩形條帶狀展布，走向與區(qū)域構(gòu)造線基本一致.

2.3.2 定性解釋

1)由附圖2可以看出，Dη-1-1異常為測(cè)區(qū)主異常，位于測(cè)區(qū)東南部，為似矩形帶狀異常，走向約300°，與構(gòu)造帶方向基本一致，長(zhǎng)約500m，寬約400m，曲線南側(cè)較緩，北側(cè)較陡，具體位于測(cè)區(qū)46線至56線的30-80號(hào)點(diǎn)之間，該異常為一較大面積的高值視極化率異常區(qū)，視極化率ηs極大值為12.4%，大部分在7.0%-10.0%之間，其中異常中心區(qū)位于48線-56線的36-74號(hào)點(diǎn)之間，視極化率ηs值為大部分在9.0%以上。對(duì)應(yīng)于此位置的是低阻異常，視電阻率ρs值在100-200ΩM之間。出露地層為朱家山巖群大雀山巖組(Pt2d)變質(zhì)巖，主要巖性為榴輝巖，激電異常和銅鎳化探異常對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，分析認(rèn)為激電異常為銅鎳礦化體引起。

Dη-1-2激電異常，位于Dη-1-1主異常東部，走向大約300°，與構(gòu)造帶方向基本一致，長(zhǎng)約500m，寬約100-200m，呈條帶狀展布，和Dη-1-1主異常處于一個(gè)異常帶上，具體位于測(cè)區(qū)56線至66線的40-64號(hào)點(diǎn)附近，視極化率ηs值一般大于7.0%，ηs極大值為9.3%。對(duì)應(yīng)于此位置的是高低阻異常過(guò)渡帶，ρs值在300-600ΩM。出露地層為朱家山巖群大雀山巖組(Pt2d)變質(zhì)巖，主要巖性為榴輝巖，激電異常和銅鎳化探異常對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，分析認(rèn)為激電異常為銅鎳礦化體引起。

為進(jìn)一步了解該區(qū)電性地質(zhì)體的構(gòu)造產(chǎn)狀和埋深，在基本控制Dη-1-1、Dη-1-2異常位置上布置了50線激電中梯和測(cè)深工作，繪制了綜合剖面圖(見附圖3)。

2)由50線綜合剖面圖(見附圖3)可以看出，激電中梯ηs背景值為5.0%左右，在36-74號(hào)點(diǎn)之間出現(xiàn)稍高視極化率異常，激電異常ηs值一般在7.0%-9.0%之間，在50線的34-50號(hào)點(diǎn)附近為低緩高極化低阻異常，在60-72號(hào)點(diǎn)之間出現(xiàn)高極化率異常，ηs極大值為12.4%，對(duì)應(yīng)的視電阻率為相對(duì)低阻，ρs在100～200ΩM左右。化探成果顯示在50-70號(hào)點(diǎn)附近有銅、鎳礦化存在。

為了進(jìn)一步了解極化體的產(chǎn)狀和埋深，布置了激電測(cè)深工作，由激電測(cè)深等值線斷面圖可以看出，30-64號(hào)點(diǎn)之間深部有高極化反映，82號(hào)點(diǎn)附近淺部有高極化反映，78-86號(hào)點(diǎn)之間有高阻地質(zhì)體反映。從測(cè)深資料經(jīng)計(jì)算機(jī)反演(帶地形高密度電法二維反演軟件)所得極化率模型、電阻率模型解釋結(jié)果(見附圖3)可以看出，極化率模型在34號(hào)點(diǎn)附近100-120m深處有極化體存在，64-42號(hào)點(diǎn)之間存在南傾極化體，北部頂板深大約140m，南部深約250m，86號(hào)點(diǎn)附近深200m左右反映有極化體。電阻率模型反映在34-60號(hào)點(diǎn)之間180-300m深度有低阻體，互相證明了高極化低阻地質(zhì)體的存在。為了進(jìn)一步了解極化體的產(chǎn)狀和埋深，布置了激電測(cè)深工作，由激電測(cè)深等值線斷面圖可以看出，40-54號(hào)點(diǎn)之間深部有高極化反映，68-78號(hào)點(diǎn)附近淺部有高極化反映。由極化率電阻率模型解釋結(jié)果(見附圖3)可以看出，極化率模型在40-80號(hào)點(diǎn)之間120-260m深處存在南傾極化體，北部頂板深大約120m，南部深約260m。電阻率模型反映在58-78號(hào)點(diǎn)之間有低阻體，證明了高極化低阻地質(zhì)體的存在。根據(jù)物性測(cè)定結(jié)果，激電異常區(qū)內(nèi)出露的巖石其極化率較低電阻率較高，不能引起低阻高極化異常，而銅鎳礦(化)體卻能引起高極化低阻異常，因此，推測(cè)Dη-1-1和Dη-1-2激電異常是由隱伏銅鎳礦(化)體引起，該異常為礦致異常。

3 結(jié)論

(1)本次物探工作在測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了2個(gè)有意義的激電異常，分別編為Dη-1-1、Dη-1-2;(2)Dη-1-1和Dη-1-2位于測(cè)區(qū)東南部，為測(cè)區(qū)主異常，出露巖性為為朱家山巖群大雀山巖組(Pt2d)變質(zhì)巖，主要巖性為榴輝巖，激電異常和銅鎳化探異常對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，分析認(rèn)為激電異常為銅鎳礦化體引起。(3)通過(guò)激電工作，較詳盡地了解了區(qū)內(nèi)極化體的位置走向，指明了找礦方向，為工程驗(yàn)證提供了依據(jù)，指導(dǎo)了深部及外圍的地質(zhì)找礦工作。

(4)在找礦靶區(qū)做一定量對(duì)稱四極激電測(cè)深工作，可預(yù)測(cè)礦體埋藏深度等，表明了物探方法用于了解深部地質(zhì)情況，探測(cè)淺—深部隱伏、半隱伏盲礦體中，物探推斷與鉆探驗(yàn)證結(jié)果基本吻合。２０１０年在異常上施工2個(gè)鉆孔，均見到較好的礦體，在預(yù)測(cè)找礦工作中取得了明顯的效果。

參考文獻(xiàn)

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