AMT與TDIP綜合方法在黔東南造山帶金礦勘查中的應(yīng)用

郭海 馬德勝 劉俊 張西君

摘要：黔東南地區(qū)的金礦主要以脈金和砂金為主，盡管民間采金方興未艾，但作為重點(diǎn)地質(zhì)勘查對象的巖金類型一直沒有單點(diǎn)規(guī)模上的大突破，黔東南的巖金主要為石英脈型金礦，礦脈的大小取決于石英脈的大小，而礦脈的厚薄、長短和數(shù)量決定了礦體的規(guī)模。鑒于此，中國地質(zhì)調(diào)查局開展了地球物理方法勘查黔東南金礦的實(shí)驗(yàn)，以探索出一種或幾種適合于在該地區(qū)勘查中、深度隱伏金礦的地球物理方法。此次用AMT和TDIP綜合方法在貴州黔東南南加工區(qū)開展概略性礦產(chǎn)檢查的試驗(yàn)，目的是了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造概況、圈定物探礦化異常區(qū)，并結(jié)合地質(zhì)測量和以往地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析，圈出含礦有利部位，為造山帶型金礦成礦預(yù)測及后續(xù)礦產(chǎn)工作提供基礎(chǔ)性資料。

關(guān)鍵詞：黔東南；金礦；AMT；TDIP；造山帶

1.引言

研究區(qū)位于貴州省黔東南劍河縣南加鎮(zhèn)附近，由于黔東南作為重點(diǎn)地質(zhì)勘查對象的巖金類型一直沒有在單點(diǎn)規(guī)模上的大突破，因此尋找金礦資源的突破口勢在必行。

通過筆者的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)在黔東南地區(qū)到目前為止，在金礦勘查方面，還沒有一套適合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況的勘探方法，主要原因是該地區(qū)地質(zhì)工作程度較低，特別是深部信息提取方面的工作程度很低。

通過中國地質(zhì)調(diào)查局本次開展的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，研究區(qū)發(fā)現(xiàn)有金礦化現(xiàn)象。該金礦化點(diǎn)為石英脈型金礦，主要受控于斷層和褶皺。因此對深部斷裂特征的研究是找礦的重要前提。研究表明，高分辨率的深部地球物理探測技術(shù)在探測地下構(gòu)造方面發(fā)揮著越來越大的作用（歐陽承新等，2007；曾慶棟等，2007；劉燕戌等，2009；蘭天偉等，2011；肖朝陽等，2011）。通過分析比較，并結(jié)合研究區(qū)控礦特征，選擇了EH4電磁測深技術(shù)對研究區(qū)金礦化點(diǎn)進(jìn)行地球物理勘探，以期為黔東南造山帶金礦勘探指明方向。

2.礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)特征

研究區(qū)區(qū)內(nèi)構(gòu)造較復(fù)雜，斷層主要呈北北東向和北東東向展布，褶皺主要為南加背斜。賦礦層位為青白口系再瓦組粉砂質(zhì)絹云母板巖、含凝灰質(zhì)絹云板巖、變質(zhì)沉凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)板巖和變余玻屑凝灰?guī)r等。含金石英脈及其礦體主要產(chǎn)于背斜軸部及近軸之兩翼，容礦構(gòu)造為層間剪切節(jié)理裂隙帶、層間剝離帶、小斷層交切部位等，這些部位控制了金礦體的分布、形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模。經(jīng)工程控制的金礦體共18個(gè)，均賦存于背斜近軸部含金石英脈中，金礦體與其載體（含金石英脈）為一一對應(yīng)關(guān)系。礦體產(chǎn)出空間受到層間斷層或?qū)娱g剝離帶制約，產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，局部有穿層現(xiàn)象，呈似層狀、透鏡狀或藕節(jié)狀產(chǎn)出。

礦體主要分布在720m～1000m標(biāo)高范圍，少量分布于520m～650m標(biāo)高，規(guī)模大小在40×40m～260×80m之間，平均厚度0.04m～1.36m，平均品位1.05～60.88×10-6。其中控制程度高、規(guī)模較大者有4號、7號和10號礦體：

4號礦體：賦存于M4含金石英脈，由ZK001、ZK201、ZK203、ZK401鉆孔工程控制，南東翼控制傾向延伸長60m，礦體底板工程控制標(biāo)高在902.24m～926.15m之間。礦體呈似層狀，厚0.06m～0.15m，平均厚0.11m，總體為軸部厚、向兩翼變薄。礦石品位1.55～26.40×10-6，平均12.61×10-6。礦體北西翼傾向NW°，傾角35°～45°；南東翼向南東傾，傾角25°～40°，平均傾角33°，總體往北東方向側(cè)伏，側(cè)伏角11°，走向延伸有穿層現(xiàn)象。北西翼施工的ZK401鉆孔落空。估算金資源量（333+334？）：31kg，其中（333）9kg，（334？）22kg。

7號礦體：賦存于M7號含金石英脈，由ZK001、ZK201、ZK203、ZK101- 1鉆孔工程控制，礦體底板控制標(biāo)高802.421m～841.061m。走向長150m，往北東方向側(cè)伏，側(cè)伏角7°；傾向長60m。南東翼傾向SE°，平均傾角20°；北西翼施工的ZK401鉆孔落空。礦體呈似層狀，厚度0.34m～0.37m，平均厚0.35m，總體軸部厚，向兩翼略有變薄。礦石品位16.94～149.50×10-6，平均72.82×10-6。估算金總資源量（333+334？）：533kg，其中（333）160kg，（334？）373kg。

10號礦體：賦存于M10號含金石英脈中，由ZK001、ZK201、ZK203、ZK101- 1、ZK401鉆孔控制，底板標(biāo)高748.221m～795.161m，走向長80m，傾向長60m，往北東方向側(cè)伏，側(cè)伏角11°，在1-1′至2 -2′勘探線間有穿層現(xiàn)象。軸部礦體產(chǎn)狀近水平，南東翼礦體傾向SE°，傾角10°～20°，平均16°；北西翼傾向NW°，傾角45°左右。礦體呈似層狀，沿走向及傾向有分支復(fù)合現(xiàn)象，總體由兩個(gè)近平行的礦脈組成，夾石厚0.37m～3.68m，礦脈厚0.09m～ 1.36m，平均厚0.55m。礦石品位3.34～110.00×10- 6，平均48.49×10- 6。估算金總資源量（333+334？）：569kg，其中（333）167kg，（334？）402kg。

礦石物質(zhì)成分為：石英80%～90%，長石2%～4%，白云石3%～5%，方解石2%～3%，黃鐵礦1%～2%，絹云母2%～4%，綠泥石1%，及少量銳鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂等礦物。礦石中金主要以粒間金（自然金）狀態(tài)存在，自然金礦物形態(tài)以不規(guī)則片狀、粒狀、樹枝狀、薄膜狀或長條狀為主，粒徑一般為0.001mm～0.25mm，最大達(dá)3mm；次為以微粒、微脈狀自然金的形式產(chǎn)于五角十二面體黃鐵礦，毒砂的晶粒間、晶體缺陷、顯微裂隙中。屬自然金～多金屬硫化物～石英組合，主要載金礦物是黃鐵礦，其次為毒砂，其中細(xì)晶黃鐵礦（立方體及五角十二面體）含金為10.56～265.35×10-6，毒砂含金為6.65～7.26×10-6。

3.電磁測深（EH4）大功率激電（TDIP）簡介

EH4電磁測深（簡稱EH4）是由美國GEOMETRICS和EMI公司于1996年聯(lián)合研制的一種大地電磁測量系統(tǒng)。它將天然電磁場和人工電磁場相結(jié)合，是MT和CSAMT兩者的有機(jī)結(jié)合體。EH4以不同巖石在導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性上的差異作為測深的物性基礎(chǔ)，通過連續(xù)點(diǎn)陣上的測量得到地下二維剖面的視電阻率圖像，以此推測地下構(gòu)造和巖層的展布狀態(tài)。該系統(tǒng)的勘探深度可從地表幾十米至地下一千米，是目前國際上一種比較先進(jìn)的電磁勘探手段（沈遠(yuǎn)超等，2007；申萍等，2007；詹少全等，2009；張作倫等，2010）。

4. TDIP大功率激電簡介

根據(jù)測地測定點(diǎn)位，沿測線正向（或反向）做順序觀測，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，數(shù)據(jù)最優(yōu)時(shí)存儲數(shù)據(jù)，異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行檢查并存儲檢查數(shù)據(jù)。

剖面測量采用中間梯度裝置。剖面測量采用多功能網(wǎng)絡(luò)化物探數(shù)據(jù)采集和發(fā)射系統(tǒng)（V8，TXU-30），重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DJS-9大功率激電接收機(jī)，該系統(tǒng)采用短導(dǎo)線工作方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

本次采集選用中間梯度裝置，中間梯度（簡稱中梯）的供電電極A、B是固定不變的（圖1），測量電極MN在AB中間部位（1/3—2/3）的范圍內(nèi)沿側(cè)線逐點(diǎn)移動(dòng)，觀測相鄰兩側(cè)點(diǎn)的電位差。此外，MN還可以在偏離主側(cè)線的一定距離（AB/6范圍內(nèi)）且與主側(cè)線平行的旁側(cè)線上進(jìn)行觀測。

本次測量同步方式選擇為主動(dòng)同步，供電時(shí)間參數(shù)選擇為8s，斷電延時(shí)200ms，取樣寬度40ms，測量次數(shù)選擇1。

5.資料分析與解釋

5.1 AMT推斷解釋

南加1號測線存在六條低阻、中低阻異常帶（圖2），推測為斷裂引起（Fnj1-2、Fnj1-3、Fnj1-4、Fnj1-5、Fnj1-6、Fnj1-7），F(xiàn)nj1-4與Fnj1-5兩條斷裂推測為次生斷裂，F(xiàn)nj1-7斷裂規(guī)模相對較大，其余斷裂規(guī)模相對較小。

南加2號測線存在七條低阻、中低阻異常帶（圖3），推測為斷裂引起（Fnj2-1、Fnj2-2、Fnj2-3、Fnj2-4、Fnj2-5、Fnj2-6、Fnj2-7），F(xiàn)nj2-4、Fnj2-5兩條斷裂推測為次生斷裂，F(xiàn)nj2-7斷裂規(guī)模相對較大，其余斷裂規(guī)模相對較小。

南加3號測線存在7條低阻、中低阻異常帶（圖4），推測為斷裂引起（Fnj3-1、Fnj3-2、Fnj3-3、Fnj3-4、Fnj3-5、Fnj3-6、Fnj3-7），F(xiàn)nj3-4、Fnj3-5兩條斷裂推測為次生斷裂，F(xiàn)nj3-7斷裂規(guī)模相對較大，其余斷裂規(guī)模相對較小。

從各條剖面所推斷的斷裂構(gòu)造看，斷裂Fnj1-6、Fnj2-6、Fnj3-6具有較好的對應(yīng)關(guān)系，為了便于對比分析，將此斷裂構(gòu)造命名為斷裂Fnj6。斷裂Fnj6為一近似水平的隱伏斷裂構(gòu)造，斷裂規(guī)模相對較小。

各條剖面所推斷的斷裂構(gòu)造中斷裂Fnj1-2、Fnj2-2、Fnj3-2具有較好的對應(yīng)關(guān)系，為了便于對比分析，將此斷裂構(gòu)造命名為斷裂Fnj2。所推斷的Fnj2斷裂出露位置與區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果所發(fā)現(xiàn)的F2斷裂位置相吻合，但與之相差別的是F2斷層規(guī)模相對較大，這與Fnj2斷裂所反映出來的斷裂規(guī)模是相矛盾的，在此值得注意的是，與Fnj2斷裂相鄰近的斷裂Fnj1-7、Fnj2-7、Fnj3-7同時(shí)也具有較好的對應(yīng)關(guān)系，為了方便對比分析，將此斷裂構(gòu)造命名為斷裂Fnj7，從其異常特征看，該斷裂規(guī)模相對較大，為測線所跨區(qū)域內(nèi)規(guī)模最大斷裂，據(jù)此推斷，斷裂Fnj2與斷裂Fnj7應(yīng)為同一時(shí)期產(chǎn)生的同一斷裂，但后期受斷裂Fnj-6的剪切影響，其上部地層滑脫切斷斷裂F2，保存規(guī)模不大的斷裂Fnj2，在其下部，保存規(guī)模相對較大的斷裂構(gòu)造Fnj7，F(xiàn)nj6斷裂是形成虛脫空間的直接原因。

其余所推斷的斷裂構(gòu)造中，斷裂Fzh1-4、Fzh2-4、Fzh3-4具有較好的對應(yīng)關(guān)系，斷裂Fzh1-5、Fzh2-5、Fzh3-5具有較好的對應(yīng)關(guān)系，斷裂Fzh1-3、Fzh2-3、Fzh3-3具有較好的對應(yīng)關(guān)系，但其共同特征是其規(guī)模相對較小。為了便于與大功率激電資料對比分析，將上述3條斷裂構(gòu)造分別命名為斷裂Fnj4、Fnj5、Fnj3。

5.2 TDIP推斷解釋

從ηa等值線平面圖（圖5）總的來看，全區(qū)ηa值平均值為6.1%，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，區(qū)內(nèi)金礦常與黃鐵礦共生，因此，在研究區(qū)內(nèi)金礦可能賦存區(qū)域極化率與黃鐵礦含量呈正相關(guān)關(guān)系。綜合分析全區(qū)數(shù)據(jù)分布并結(jié)合物性統(tǒng)計(jì)情況確定異常下限ηa為8%。在研究區(qū)西南部和中部圈出ηa8%以上，形態(tài)規(guī)則、延續(xù)性較好，規(guī)模不等的2處相對高極化條帶狀異常。為敘述方便，分別編為NJⅠ、NJⅡ號異常。

NJⅠ號異常呈條帶狀分布，位于南加2號線上620號點(diǎn)位到680號點(diǎn)位之間、南加3號線上500號點(diǎn)位到580號點(diǎn)位之間。走向呈北北東方向，NJⅠ異常強(qiáng)度雖然不高，但異常形態(tài)規(guī)則，且在東北部發(fā)現(xiàn)有零星高極化存在，視電阻率較低。在南加3號線上420號點(diǎn)位附近發(fā)現(xiàn)有開礦老硐，在南加2號線上460號點(diǎn)附近發(fā)現(xiàn)有開礦老硐，極化率（ηa）呈上升趨勢。據(jù)此推斷，該異常應(yīng)為420號點(diǎn)附近金礦礦化點(diǎn)在深部的反應(yīng)。

NJⅡ號異常呈條帶狀分布，位于南加1號線800號點(diǎn)到960號點(diǎn)之間、南加2號線800號點(diǎn)到940號點(diǎn)之間、南加3號線820號點(diǎn)到900號點(diǎn)之間，NJⅡ異常強(qiáng)度高，異常形態(tài)規(guī)則，異常在西南角開口較大。推斷為深部金礦礦化的反應(yīng)。

從大功率激電電阻率異常等值線平面圖（圖6）來看，在工作區(qū)存在5處較為明顯的電阻率低值異常條帶，對比分析三條測線的AMT解釋成果，大功率激電電阻率剖面平面圖中Fnj-2、Fnj-4、Fnj-5、Fnj-3四條低阻條帶與AMT解釋成果中所推斷的斷裂對應(yīng)較好。

根據(jù)上述推斷解釋結(jié)果及工作區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，南加工作區(qū)內(nèi)斷裂Fnj7規(guī)模相對較大，可能為區(qū)內(nèi)導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造，與之相鄰近斷裂構(gòu)造Fnj1、Fnj2、Fnj4、Fnj5、Fnj6可能為容礦構(gòu)造，結(jié)合激電極化率和電阻率異常，異常條帶Fnj-9、Fnj-5分別與NJI、NJⅡ極化率異常相對應(yīng)，均表現(xiàn)為低阻高極化異常，據(jù)此進(jìn)一步推斷，這兩個(gè)異常所跨區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造賦存金、鉛鋅等多金屬礦的可能性更大。

6.鉆探驗(yàn)證

通過鉆孔資料和地球物理勘探資料綜合對比，在該區(qū)域物探異常顯示區(qū)域與鉆孔驗(yàn)證較為吻合，說明在該區(qū)域開展地球物理勘探工作是有效的。這是在黔東南造山帶開展的較為少見的地球物理勘探工作，對今后在造山帶開展物探工作有一定的借鑒意義。其中AMT在本次工作中垂向電阻率變化分辨率較明顯，對垂向異常劃分比較明顯；TDIP在本次工作中面上激化率的分辨率較高，對平面異常劃分比較明顯。

7.結(jié)論與建議

（1）在金礦勘查項(xiàng)目中，EH4電磁測深和大功率激電兩種地球物理勘探方法在造山帶地區(qū)聯(lián)合開展是可行有效的。

（2）建議開展大功率激電測深工作，對該區(qū)域異常深度給予更加準(zhǔn)確的定義。

（3）建議擴(kuò)大勘查范圍，增加面積性工作，進(jìn)一步查證該區(qū)域異常延伸范圍，加深對該區(qū)域地下礦物賦存的認(rèn)識，為造山帶型金礦成礦預(yù)測及后續(xù)礦產(chǎn)工作提供基礎(chǔ)性資料。

（4）建議加大勘探深度，進(jìn)一步查證該區(qū)域300m以下的礦物賦存情況，為今后在造山帶地區(qū)開展找礦工作探索寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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