綜合物探法在某鉛鋅礦區(qū)勘查中的應(yīng)用

李開(kāi)鵬

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì))

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綜合物探法在某鉛鋅礦區(qū)勘查中的應(yīng)用

李開(kāi)鵬

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì))

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，有色金屬礦產(chǎn)資源的市場(chǎng)需求量與日俱增，而可供開(kāi)采的有色金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量與礦石品位均急劇下降?，F(xiàn)階段，我國(guó)淺部及已探明的有色金屬相關(guān)資源都面臨枯竭，為進(jìn)一步推動(dòng)有色金屬礦產(chǎn)找礦工作，以內(nèi)蒙古某鉛鋅礦區(qū)為例，詳細(xì)分析綜合物探法在有色金屬礦勘查中的應(yīng)用流程，供類(lèi)似礦產(chǎn)的勘查工作參考。

有色金屬 綜合物探法 礦產(chǎn)勘查

我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量雖較豐富，但人均擁有量較低，僅為世界平均水平的50%。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于有色金屬的需求量與日俱增。與此同時(shí)，可供開(kāi)采的相關(guān)礦產(chǎn)資源卻面臨枯竭，礦石品位也下降明顯。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外礦產(chǎn)行業(yè)日漸關(guān)注覆蓋厚、埋藏深、地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)的找礦勘探，以期尋找出隱伏的礦產(chǎn)資源。綜合物探法是當(dāng)前勘查隱伏礦產(chǎn)的重要手段，在礦產(chǎn)勘查找礦工作中取得了一定的成效[1]。為此，本研究以某鉛鋅礦區(qū)為例，采用綜合物探法進(jìn)行勘查。

1 有色金屬礦區(qū)地球物理特性

(1)有色金屬礦(巖)石物理特性。有色金屬礦(巖)石的物性主要包括密度、磁性、電性，其中，圍巖中的變粒巖具有最高的密度。綜合物探技術(shù)可根據(jù)礦巖石的不同密度來(lái)勘查金屬礦?；旌蠋r的磁性在有色金屬礦(巖)石中最強(qiáng)，一般較礦磁性高出1～2個(gè)級(jí)次，其他礦(巖)石間的磁性差異并不明顯。礦石的磁性較微弱，但含有磁黃鐵礦的礦石可能具有中—弱磁性。圍巖的典型特點(diǎn)是高電阻率、弱微極化[2]，相當(dāng)一部分金屬礦石則具有高極化、中阻等特征。

(2)礦區(qū)地球物理場(chǎng)與有關(guān)異常特征。①礦區(qū)周?chē)Ｓ嘀亓Ξ惓?，在高密度的分度區(qū)域內(nèi)存在大范圍的剩余重力異常，若礦體埋藏深度較淺，剩余重力可表現(xiàn)為規(guī)則性異常；②礦區(qū)周?chē)女惓?，若表現(xiàn)為正磁異常，說(shuō)明可能存在大量的含有磁黃鐵礦的礦石，若為負(fù)磁異常，說(shuō)明存在大量的不含或含有少量磁性礦物的礦石，若發(fā)現(xiàn)是正、負(fù)磁異常轉(zhuǎn)換帶，各碎巖層之間的閃巖相變粒巖系的接觸邊界是不整合的；③礦區(qū)周?chē)る姵潆娐十惓?，利用相關(guān)等值線來(lái)劃分局部異?；虻V化區(qū)域，在成礦有利部位可發(fā)現(xiàn)等值線存在異常膨脹或異常彎曲的現(xiàn)象。

2 綜合物探技術(shù)

(1)大地電磁測(cè)深法。該方法誕生于20世紀(jì)60年代，并于1980年正式應(yīng)用于礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域。該方法是一種以天然交變電磁場(chǎng)為被動(dòng)場(chǎng)源的電磁測(cè)深法，探測(cè)深度較大，且不受高阻層的干擾，可直接探測(cè)到上地幔，具有工作成本較低、野外裝備較輕便等特點(diǎn)，對(duì)于地下低阻層具有極強(qiáng)的敏感性，因此，非常適合于對(duì)金屬礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘探。

(2)音頻大地電磁法。音頻大地電磁測(cè)探技術(shù)是利用雷電活動(dòng)產(chǎn)生的天然音頻大地電磁場(chǎng)，通過(guò)研究地電斷面的變化特點(diǎn)，探測(cè)有色金屬礦床。該法探測(cè)深度小于2 000 m，頻率小于10 000 Hz，因此，適用于中—淺層地質(zhì)勘探。該法具有探測(cè)深度大、不易受地形干擾，裝備輕便等優(yōu)點(diǎn)[3]。

(3)可控源音頻大地電磁法。該方法起源于20世紀(jì)80年代，是一種以主動(dòng)場(chǎng)源頻率域?yàn)榛A(chǔ)的電磁勘探技術(shù)，勘探深度超過(guò)2 000 m，可通過(guò)變頻調(diào)整到相應(yīng)的探測(cè)深度以測(cè)量深度，還可對(duì)剖面進(jìn)行研究分析[4-6]。該技術(shù)在勘查隱伏礦體與深層地質(zhì)構(gòu)造方面效果明顯，在開(kāi)展測(cè)量工作時(shí)僅需利用移動(dòng)接收機(jī)進(jìn)行面積性測(cè)深工作。

(4)激發(fā)極化法。該方法可根據(jù)不同巖石的激電效應(yīng)差異來(lái)勘查地質(zhì)狀況，可將600 m或700 m的供電線按照“II”型布局，點(diǎn)距設(shè)為20 m，接收機(jī)距設(shè)為40 m，根據(jù)探測(cè)礦區(qū)的地形與礦區(qū)范圍，測(cè)量極距激電中梯剖面，在此基礎(chǔ)上計(jì)算并整理相關(guān)原始數(shù)據(jù)，繪制出極化率平面圖并圈定激電異常點(diǎn)。

(5)瞬變電磁法。該方法是一種基于電磁感應(yīng)原理的勘探技術(shù)，通過(guò)對(duì)目標(biāo)物產(chǎn)生的渦流場(chǎng)形成的二次電磁場(chǎng)變化響應(yīng)特征進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出對(duì)應(yīng)的空間形態(tài)[7]。該技術(shù)探測(cè)深度大，并且對(duì)低阻覆蓋層具有較強(qiáng)的穿透力，因此，非常適合用于高導(dǎo)電性的大型礦體探測(cè)。若在斷層位置開(kāi)采有色金屬礦產(chǎn)，可采用瞬變電磁法探測(cè)漏水?dāng)嗔?，還可用鉆孔驗(yàn)證法檢測(cè)漏水?dāng)嗔训拇嬖凇?/p>

3 應(yīng)用實(shí)例

某鉛鋅礦區(qū)位于內(nèi)蒙古錫林郭勒盟阿巴嘎境內(nèi)，距中蒙邊境2 km。礦區(qū)基本為第四系風(fēng)成砂覆蓋，極少量被第四系更新統(tǒng)灰黑色安山玄武巖覆蓋。出露地層包括二疊系中統(tǒng)寶力格組第二、第三巖性段凝灰?guī)r、砂巖、角礫狀凝灰熔巖等。侵入巖主要為印支期的似斑狀花崗巖，并集中于礦區(qū)西北、西南部。礦脈主要呈網(wǎng)細(xì)脈狀，并受到NW向斷裂構(gòu)造控制。礦脈厚度沿走向或傾向均不穩(wěn)定。圍巖蝕變主要為硅化、綠泥石化、碳酸巖化等。

根據(jù)該礦區(qū)地質(zhì)特征及巖礦石的物性特征，選用大功率激電法、可控源音頻大地電磁法、高精度磁法等進(jìn)行探測(cè)，首先采用大功率激電法對(duì)礦區(qū)進(jìn)行大范圍的普查測(cè)量，以便在短時(shí)間內(nèi)探測(cè)到300 m以內(nèi)的淺層是否存在高阻高極化異常；然后對(duì)于激電異常區(qū)域利用高精度磁法進(jìn)行探測(cè)，以鑒別礦產(chǎn)與非礦產(chǎn)所造成的異常；最后通過(guò)可控源音頻大地電磁法對(duì)1 000 m以內(nèi)的淺層進(jìn)行探測(cè)，了解成礦規(guī)律。

(1)激電掃面。布線方位取60°，測(cè)網(wǎng)規(guī)格100 m×20 m，共處理15 km2。經(jīng)勘測(cè)顯示，在該范圍內(nèi)存在19個(gè)局部激電異常，其中，有4個(gè)異常構(gòu)成NW走向，且各異常帶呈平行排列，寬約0.5 km。4個(gè)激電異常帶的極化率為0.8%～1.5%，表現(xiàn)為高阻、高極化特征。地表踏勘結(jié)果顯示，多數(shù)極化率異常與零星出露的礦化蝕變破碎帶位置基本一致。區(qū)內(nèi)僅有個(gè)別由于視電阻率異常在風(fēng)成砂與基巖裸露因素的作用下，局部出現(xiàn)畸變，其余大多數(shù)均與區(qū)內(nèi)強(qiáng)硅化現(xiàn)象有關(guān)。綜上分析，礦區(qū)內(nèi)可能有4條NW向的張性或壓扭性斷裂構(gòu)造群，且與該區(qū)域內(nèi)的礦化活動(dòng)聯(lián)系緊密。

(2)剖面工作。剖面分析顯示，在中梯激電異常附近存在磁異?，F(xiàn)象，兩者異常中心均有所偏移，表明磁異常與激電異常分別反映出2種不同的地質(zhì)現(xiàn)象，進(jìn)一步說(shuō)明該區(qū)內(nèi)礦化活動(dòng)與輝綠巖脈存在較大關(guān)聯(lián)。

4 結(jié) 語(yǔ)

以內(nèi)蒙古某鉛鋅礦為例，將大功率激電法、可控源音頻大地電磁法、高精度磁法相結(jié)合對(duì)該礦區(qū)進(jìn)行綜合探測(cè)，取得了一定的成效。實(shí)踐表明，綜合物探法在勘查深部隱伏礦體方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，具有經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有效等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦區(qū)綜合物探成果，區(qū)內(nèi)找礦方向應(yīng)為深部隱伏巖體和圍巖的外接觸蝕變帶，尤其是NE或NW向的激電異常帶。

[1] 孝希有，吳敬教.綜合物探方法在內(nèi)蒙古宜里地區(qū)鉬多金屬礦普查中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽，2010，37(18)：305-306.

[2] 王立群，劉國(guó)興，韓江濤，等.大功率激電和CSAMT法在敦化團(tuán)北地區(qū)查找錫鉬礦的應(yīng)用[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2008(S)：4-7.

[3] 徐成杰.淺析綜合物探方法在銀鉛鋅多金屬礦中的應(yīng)用[J].地球，2015，16(8)：227-228.

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

[5] 馬俊學(xué)，陳 劍，滕永波，等.金屬礦山巷道地球物理超前預(yù)報(bào)方法研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J].金屬礦山，2016(4)：1-12.

[6] 胡耀星，張 冰.黑龍江省鹿鳴鉬礦地球物理特征及異常模型[J].金屬礦山，2015(1)：82-85.

[7] 劉爭(zhēng)先.分析綜合物探在尋找有色金屬礦中的作用及其展望[J].低碳世界，2013，25(14)：136-137.

2016-04-08)

李開(kāi)鵬(1982—)，男，工程師，558000 貴州省都勻市開(kāi)發(fā)區(qū)旺福大廈7樓。