雙頻激電法在貴州戈塘金礦的應(yīng)用研究

陳 洲,左宇軍,王 憲，宋希賢，韓 毅

(1.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州大學(xué)貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550025；3.貴州省優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源高效利用工程實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550025；4.復(fù)雜地質(zhì)礦山開(kāi)采安全技術(shù)工程中心，貴州 貴陽(yáng) 550025)

雙頻激電法在貴州戈塘金礦的應(yīng)用研究

陳 洲1,2,3,4,左宇軍1,2,3,4,王 憲1,2,3,4，宋希賢1,2,3,4，韓 毅1,2,3,4

(1.貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州大學(xué)貴州省非金屬礦產(chǎn)資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550025；3.貴州省優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源高效利用工程實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550025；4.復(fù)雜地質(zhì)礦山開(kāi)采安全技術(shù)工程中心，貴州 貴陽(yáng) 550025)

貴州黔西南屬于山區(qū)，地形地質(zhì)條件復(fù)雜。準(zhǔn)確探測(cè)黔西南微細(xì)浸染型金礦的礦體形態(tài)和賦存狀態(tài)，是高效開(kāi)采該類金礦的一個(gè)難題。利用雙頻激電法在貴州黔西南安龍縣戈塘金礦進(jìn)行頻率域激電中梯掃面和頻率域激電測(cè)深工作，對(duì)黔西南微細(xì)浸染型金礦的礦體形態(tài)進(jìn)行探索性物探試驗(yàn)。結(jié)果表明：激電中梯工作所圈定的激電異常區(qū)域基本能夠反映礦體的范圍；激電測(cè)深工作基本能夠反映礦體的傾向、延深及埋深等產(chǎn)狀特征；雙頻激電法可以適應(yīng)貴州的山區(qū)地形以及微細(xì)浸染型金礦的復(fù)雜地質(zhì)條件，在該類型金礦的形態(tài)探測(cè)、解決因礦體邊界不清而導(dǎo)致的開(kāi)采效率低下、礦石貧化嚴(yán)重等問(wèn)題方面有一定價(jià)值。

微細(xì)浸染型；金礦；雙頻激電法；激電中梯；激電測(cè)深

戈塘金礦為貴州省黔西南地區(qū)典型的微細(xì)浸染型金礦[1]，該金礦具有微細(xì)浸染型金礦普遍的特征：礦石呈浸染狀、細(xì)脈浸染狀，圍巖蝕變?nèi)?，礦化與圍巖界線不明顯[2]。且貴州地處西南山區(qū)，在礦產(chǎn)資源勘查方面存在礦產(chǎn)勘查技術(shù)難度大、勘查程度不高、勘查工作滯后、地質(zhì)找礦規(guī)律和成礦規(guī)律研究薄弱等問(wèn)題[3]。該類型金礦在開(kāi)采過(guò)程中存在因礦體形態(tài)探測(cè)不準(zhǔn)、礦體邊界不清而導(dǎo)致開(kāi)采效率低下、礦石貧化嚴(yán)重等問(wèn)題。所以，準(zhǔn)確把握黔西南微細(xì)浸染型金礦礦體形態(tài)、賦存狀態(tài)，對(duì)金礦床進(jìn)行高效開(kāi)發(fā)利用是一個(gè)難題。

雙頻激電法[4-5]具有觀測(cè)速度快、工作效率高、輕便靈活、抗干擾能力強(qiáng)、不受供電電流變化影響等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效、便捷的物探手段。在許多地方均有成功的工程應(yīng)用實(shí)例，尤其在針對(duì)金屬礦的找礦工作中取得了較好的應(yīng)用效果[6-12]。柳建新、白宜城等人研究了雙頻道激電法在我國(guó)西部地形陡峭的高寒山區(qū)等特殊地貌景觀環(huán)境下進(jìn)行普查找礦的方法技術(shù)及其地質(zhì)效果，證明該方法適合在西部地區(qū)特殊地貌景觀條件下開(kāi)展普查找礦工作[7,13]。趙斌，甕晶波等人將雙頻激電法應(yīng)用于貴州省晴隆縣大廠銻礦并取得了良好的找礦效果[14]。

針對(duì)貴州礦產(chǎn)特點(diǎn)及資源勘查所存在的問(wèn)題，本文采用雙頻激電法在貴州黔西南安龍縣戈塘金礦進(jìn)行勘探工作。在前人的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)雙頻激電法在貴州微細(xì)浸染型金礦床的應(yīng)用效果，為貴州微細(xì)浸染型金礦床的高效勘探累積一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)特征

戈塘金礦區(qū)大地構(gòu)造位于楊子準(zhǔn)地臺(tái)南緣普安旋扭構(gòu)造變形區(qū)的東南部。區(qū)內(nèi)出露地層包括以下幾種。

1)下三疊統(tǒng)朗組。巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖、粘土巖、粘土質(zhì)粉砂巖、泥巖、雜色頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖粘土巖互層。

2)上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興、大隆組。巖性主要為深灰色中～厚層狀燧石灰?guī)r。

3)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M。上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M分為五段。第三、四、五段巖性主要為炭質(zhì)粘土、煤、細(xì)砂巖、粉砂巖、硅化灰?guī)r；第二段為黑色炭質(zhì)粘土巖，部分地段夾煤線，含細(xì)粒星散狀黃鐵礦，為含金層頂板標(biāo)志層；第一段為戈塘金礦含金層，厚度一般0.50～76.0m，變化較大，直接覆蓋于茅口組古巖溶侵蝕面上，厚度不大、巖石成因類型多樣、橫向變化明顯。由于受底盤(pán)起伏、物質(zhì)來(lái)源和水動(dòng)力條件變化的制約，往往在幾十米至幾百米距離內(nèi)由多個(gè)巖性段劇變到兩個(gè)巖性段。

4)下二疊統(tǒng)茅口組。平行不整合于上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M之下，為一厚層塊狀石灰?guī)r。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以褶皺和斷裂構(gòu)造為主，戈塘為一穹隆狀的短軸背斜，軸向由東向西為南東向轉(zhuǎn)至近東西向，遭受區(qū)域性北東向至海馬谷斷裂切割破壞。區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)為威海息期峨眉山玄武巖漿噴溢及燕山期偏堿性超基性—基性、堿性巖漿的侵入，侵入體的圍巖具有大理巖化，偶有菱鐵透鏡體出現(xiàn)，無(wú)金異常顯示。

1.2 礦床基本特征

黔西南戈塘金礦礦床主要產(chǎn)出條件和基本特征見(jiàn)表1。

2 地球物理特征及方法技術(shù)選擇

2.1 地球物理特征

測(cè)區(qū)內(nèi)出露巖石比較單一，為了更加客觀地推斷解釋異常,使資料更加完善,由礦山地質(zhì)人員配合對(duì)測(cè)區(qū)具有代表性的出露地層以及露天礦山新采出的巖石，采用露頭小四極法進(jìn)行巖石電性參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)采用在不同地段對(duì)同一地層或巖性進(jìn)行測(cè)量或?qū)ν坏貙踊驇r性不同位置多次測(cè)量，取平均值的方法。巖石電性參數(shù)如表2所示。可知，上二疊紀(jì)龍?zhí)督M第二段激電特征表現(xiàn)為低阻低極化；下二疊紀(jì)茅口組激電特征表現(xiàn)為高阻低極化；上二疊紀(jì)龍?zhí)督M第一段(即含礦層)激電特征表現(xiàn)為明顯的低阻高極化，與上下地層有明顯差異。由表2可知，綜合分析各巖層極化率與電阻率，該區(qū)域具備開(kāi)展激電工作的前提條件。

表1 戈塘金礦礦床主要產(chǎn)出條件和基本特征表[15]

表2 戈塘金礦礦區(qū)巖、礦石標(biāo)本電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2.2 方法技術(shù)選擇

本次研究工作，先在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行電法掃面，劃定異常區(qū)域。依據(jù)電法掃面的成果，在異常區(qū)域內(nèi)進(jìn)行電法測(cè)深工作，探測(cè)區(qū)域內(nèi)隱伏礦體的產(chǎn)狀特征。電法掃面及電法測(cè)深均采用頻率域激電。激電掃面測(cè)量采用頻率域激電中間梯度裝置,主線加旁線測(cè)量方式，AB=800m，點(diǎn)距20m。激電測(cè)深,最大供電極距為AB/2=340m。

本次探測(cè)工作使用湖南繼善高科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的DQ-1000型大深度雙頻激電儀，據(jù)前人工作經(jīng)驗(yàn)，使用頻段為2頻點(diǎn)更適合浸染型礦體，其工作頻率為4Hz(高頻)和4/13Hz(低頻)，觀測(cè)及計(jì)算參數(shù)為視幅頻率FS和視電阻率ρs。

3 應(yīng)用效果及鉆孔驗(yàn)證

3.1 中梯掃面

對(duì)戈塘金礦試驗(yàn)采場(chǎng)上方80000m2區(qū)域進(jìn)行激電中梯掃面。測(cè)區(qū)布置為矩形，測(cè)線沿矩形長(zhǎng)邊方向布置，從西南至東北方向依次為1～6號(hào)測(cè)線。試驗(yàn)采場(chǎng)曾進(jìn)行過(guò)網(wǎng)度為80×80的鉆探勘察，勘探線為方位310°。

因巖礦層的電性參數(shù)在戈塘金礦科花露天采場(chǎng)，巖礦層露頭處被風(fēng)氧化，物性參數(shù)測(cè)量所得復(fù)頻值普遍高于地下測(cè)量，為使掃面數(shù)據(jù)圈定的異常范圍更接近實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，適當(dāng)調(diào)整異常值，以視幅頻率3.5%等值線劃定激電異常。測(cè)區(qū)內(nèi)共劃定兩個(gè)激電異常區(qū)域，分別為Fs-1異常和Fs-2異常。測(cè)區(qū)范圍及激電中梯異常區(qū)域如圖1所示。

Fs-1異常區(qū)域位于測(cè)區(qū)西北端，以幅頻率3.5%等值線圈定，視幅頻率峰值為4.50%。異常區(qū)為不規(guī)則形狀，長(zhǎng)約120m,最寬處約60m，南西-北東走向，在異常西南端部沿北西方向出現(xiàn)分支。異常區(qū)域內(nèi)除第四系表土層，出露地層為上二疊紀(jì)龍?zhí)督M第二段，為一層厚度不大的粉砂巖。

Fs-2異常區(qū)域位于測(cè)區(qū)中部，以視幅頻率3.5%等值線圈定，視幅頻率峰值為4.31%。異常區(qū)形狀近似矩形，橫跨測(cè)區(qū)，長(zhǎng)約220m,最寬處約100m，南西-北東走向，在異常中部沿北東方向出現(xiàn)分支。異常區(qū)域內(nèi)除第四系表土層，出露地層為上二疊紀(jì)龍?zhí)督M第二段，為一層厚度不大的粉砂巖。

圖1 中梯掃面視幅頻率等值線圖

圖2 1號(hào)剖面異常區(qū)域測(cè)深極化率色譜斷面圖

圖3 1號(hào)剖面異常區(qū)域測(cè)深電阻率色譜斷面圖

圖4 戈塘金礦1線綜合剖面圖

3.2 四極測(cè)深

為了查清礦體深部產(chǎn)狀特征,共布設(shè)了6條測(cè)深剖面,共計(jì)44個(gè)測(cè)深點(diǎn)。1號(hào)剖面長(zhǎng)500m，位于一號(hào)異常區(qū)西南端，測(cè)深面上異常區(qū)域內(nèi)共布置10個(gè)測(cè)深點(diǎn)，點(diǎn)號(hào)1-1～1-10，點(diǎn)距10m。圖2、圖3分別為1號(hào)剖面異常區(qū)域測(cè)深極化率色譜斷面圖及1號(hào)剖面異常區(qū)域測(cè)深電阻率色譜斷面圖。圖4為貴州黔西南戈塘金礦1線激電中梯剖面及對(duì)1線剖面上10兩個(gè)激電測(cè)深點(diǎn)異常解釋推斷剖面圖。由圖可知，F(xiàn)s等值線圈定的異常范圍與地質(zhì)控制礦體范圍基本吻合；異常區(qū)內(nèi)視幅頻率Fs曲線總體呈不對(duì)稱“M”型，局部呈不對(duì)稱“八”字型，反映極化體應(yīng)向北西傾斜；Fs-1異常北西側(cè)出現(xiàn)視幅頻率陡增且出現(xiàn)峰值，反映出F35斷層的控制因素。

據(jù)1-1～1-10十個(gè)測(cè)深點(diǎn)測(cè)深數(shù)據(jù)推斷，在垂深60～100m范圍內(nèi)，存在極化異常體，異常體在上二疊紀(jì)龍?zhí)督M地層中，推斷為礦致異常。結(jié)合ZK1950鉆孔驗(yàn)證結(jié)果，孔深約72m處見(jiàn)礦，與激電測(cè)深結(jié)果大致吻合。

4 結(jié) 論

1)通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行雙頻激電法中梯掃面，共圈定兩個(gè)異常區(qū)域: Fs-1及Fs-2。經(jīng)驗(yàn)證，異常區(qū)域范圍與地質(zhì)控制礦體方位基本吻合，激電中梯工作所圈定的激電異常區(qū)域基本能夠反映地質(zhì)控制礦體的范圍。

2)綜合測(cè)區(qū)基于雙頻激電法的中梯掃面、激電測(cè)深結(jié)果表明：通過(guò)激電中梯Fs曲線以及激電測(cè)深結(jié)果，可反映出露的隱伏礦體的傾向、延深及深度等產(chǎn)狀特征。

3)通過(guò)綜合分析測(cè)區(qū)的地球物理特征以及地質(zhì)成礦規(guī)律，認(rèn)為雙頻激電法能夠適應(yīng)貴州的山區(qū)地形和微細(xì)浸染型金礦的復(fù)雜地質(zhì)條件；在該類型金礦的形態(tài)探測(cè)、解決因礦體邊界不清而導(dǎo)致的開(kāi)采效率低下、礦石貧化嚴(yán)重等問(wèn)題方面有一定價(jià)值。

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The application research of dual-frequency IP method in Getang gold mine of Guizhou

CHEN Zhou1,2,3,4，ZUO Yu-jun1,2,3,4，WANG Xian1,2,3,4，SONG Xi-xian1,2,3,4，HAN Yi1,2,3,4

(1.Mining College，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.Guizhou Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non-metallic Mineral Resources，Guizhou University，Guiyang 550025，China；3.Guizhou Engineering Lab of Mineral Resources，Guiyang 550025，China；4.Engineering Center for Safe Mining Technology Under Complex Geologic Condition，Guiyang 550025，China)

Southwest Guizhou belongs to mountainous area，its topography and geological conditions are complicated.Accurate detection of micro-disseminated type gold ore body shape and occurrence state is a problem for the efficient exploitation of the gold mine.Using dual-frequency IP method to conduct frequency domain IP ladder sweep and frequency domain IP sounding in Anlong county′s pond gold mine of Southwest Guizhou，the Southwest Guizhou micro disseminated type gold ore body form of exploratory geophysical experiment was carried out.The results show that induced polarization of work outlining basic IP anomaly region in the ladder can basically reflect the scope of ore body；The IP sounding work can basically reflect the tendency of the ore bodies，the deep and occurrence characteristics of buried depth；Dual-frequency IP method can adapt to Guizhou mountainous terrain and complex geological conditions of the micro disseminated deposits，it also have certain value in detection for the morphology of this type gold ore exploration，ore body mining boundary is not clear due to the problems such as low efficiency，severe ore dilution aspects.

micro-disseminated；gold deposit；dual-frequency IP method；induced-current middle-gradient；IP sounding

2014-04-11

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目資助(編號(hào)：2012BAB08B06)；貴州省自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目資助(編號(hào)：教科2010003)；貴州省優(yōu)秀科技教育人才省長(zhǎng)資金項(xiàng)目資助(編號(hào)：黔省專合字(2011)36號(hào))；貴州省高層次人才科研條件特助經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目資助(編號(hào)：TZJF-2010年-044號(hào))；貴州省科技計(jì)劃(工業(yè)攻關(guān))項(xiàng)目資助(編號(hào)：黔科合GY字(2011)3063)；貴州省科技計(jì)劃(社會(huì)攻關(guān))項(xiàng)目資助(編號(hào)：黔科合SY字(2011)3144)

陳洲(1989-)，男，碩士研究生，主要從事礦山動(dòng)力災(zāi)害防治的研究工作。E-mail:15085968841@163.com。

左宇軍(1965-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事巖石力學(xué)與采礦工程方面的教學(xué)與研究工作。E-mail:zuo_yujun@163.com。

TD15

A

1004-4051(2015)05-0086-05