山西繁峙縣后所鉛鋅礦激電測(cè)量應(yīng)用效果

靳月文，趙明宣

(山西華冶勘測(cè)工程技術(shù)有限公司，山西 太原 030002)

山西省繁峙縣后所鉛鋅礦區(qū)位于晉北地區(qū)，2001年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模3.0萬(wàn)t/a。2002年由于全縣境內(nèi)進(jìn)行礦山專項(xiàng)整頓，生產(chǎn)基本處于停滯狀態(tài)。之后由于種種原因，生產(chǎn)時(shí)斷時(shí)續(xù)，工作的連續(xù)性較差，僅對(duì)淺部礦體進(jìn)行了開(kāi)采。

為進(jìn)一步查明礦區(qū)深部及中西部黃土覆蓋區(qū)礦體分布特征，對(duì)全區(qū)資源儲(chǔ)量進(jìn)行詳細(xì)估算，給下一步生產(chǎn)提供地質(zhì)依據(jù)，在本區(qū)進(jìn)行了1∶2 000補(bǔ)充詳查工作。物探工作投入了激電中梯和激電測(cè)深，開(kāi)展面積性測(cè)量及精測(cè)剖面測(cè)量工作。根據(jù)電法勘查結(jié)果，布置了鉆探工程，對(duì)礦體進(jìn)行了資源量估算。全區(qū)累計(jì)查明332+333+334礦石資源儲(chǔ)量1 222 559 t，金金屬量3 984.09 kg，銀金屬量43 376.19 kg，鉛金屬量10 835.09 t，鋅金屬量9 589.85 t，電法勘查取得了較好效果。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于華北斷塊(Ⅱ級(jí))、呂梁—太行斷塊(Ⅲ級(jí))、五臺(tái)山塊隆(Ⅳ級(jí))的恒山—五臺(tái)山穹狀隆起的北東部，即五臺(tái)山山脈與恒山山脈的交接地帶。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為上太古界五臺(tái)超群石咀群金剛庫(kù)組(W1j)及新生界第四系(Q)。金剛庫(kù)組(W1j)出露于礦區(qū)的東部，由南向北巖性依次為黑云斜長(zhǎng)片巖(Ars)、變粒巖(Gr)、糜棱巖及絹英巖(Sq)、斜長(zhǎng)角閃(片)巖(Ars)夾黑云斜長(zhǎng)片巖及磁鐵石英巖(Qt)。地層總體走向NE，傾向NW，傾角30(°)～50(°)，區(qū)內(nèi)呈單斜產(chǎn)出(見(jiàn)圖1)。由于在礦區(qū)南側(cè)外圍所見(jiàn)巖性為金剛庫(kù)組之下的板峪口組頂部的石英巖，所以認(rèn)為礦區(qū)出露的地層應(yīng)屬金剛庫(kù)組中下部地層。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造有3種。即NEE向韌性剪切帶(斷裂)、NNE向及NNW向張扭性斷裂，3組均為控礦構(gòu)造，屬成礦前或成礦期構(gòu)造。其中以NEE向韌性剪切帶規(guī)模最大，控制著后所多金屬礦主要礦床的形成和礦體的空間分布，推測(cè)其可能形成于太古—元古代。NNW向的張扭性斷裂在成礦后仍有繼續(xù)活動(dòng)的跡象，但對(duì)礦體影響不大。

巖漿巖主要為燕山期中酸性石英斑巖及花崗斑巖。石英斑巖呈脈狀沿剪切帶的碎裂面或順地層貫入，長(zhǎng)數(shù)十米到數(shù)千米，寬1～6 m，最寬大于15 m。工作區(qū)地表未出露花崗斑巖，僅在鉆孔中見(jiàn)到，規(guī)模很小，一般呈脈狀產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較發(fā)育，其規(guī)模和強(qiáng)度與控礦構(gòu)造的規(guī)模以及巖石的破碎程度相關(guān)。NEE向剪切帶蝕變寬度較大，一般5～10 m，最大30 m左右。NNE及NNW向的兩組控礦構(gòu)造，蝕變規(guī)模一般較小，僅限于斷裂帶及兩側(cè)。較常見(jiàn)的蝕變類型有硅化、絹云母化、絹英巖化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、鉀化、高嶺土化、泥化等。這些蝕變類型組合的巖石，在礦化帶及其附近兩側(cè)組成一個(gè)淺色的褪變質(zhì)帶。

1.2 礦體特征及找礦標(biāo)志

本區(qū)礦床類型屬中—低溫?zé)嵋簶?gòu)造蝕變巖型金多金屬礦床，礦體賦存于上太古界五臺(tái)超群石咀群金剛庫(kù)組地層中。礦區(qū)控礦構(gòu)造主要有兩組，一組產(chǎn)于礦區(qū)中部的NEE向韌性剪切帶中，控制的礦體有②、③號(hào)礦帶(體)，總體走向NEE向，傾向NNW，傾角35(°)～55(°)；另一組產(chǎn)于礦區(qū)北東部的NNE向斷裂構(gòu)造中，由西向東控制的礦體有、、⑦、⑨號(hào)等礦體，總體走向NNE，傾向NW，傾角70(°)～80(°)。

②號(hào)礦帶(體)是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的礦帶(體)，帶內(nèi)賦存著②-Ⅰ、②-Ⅱ、②-Ⅲ、②-Ⅳ、②-Ⅴ號(hào)共5個(gè)礦體，由黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等多金屬礦化的強(qiáng)硅化體或硅化蝕變絹英巖組成，呈較穩(wěn)定的脈狀、透鏡狀，與韌性剪切帶產(chǎn)狀基本一致；③號(hào)礦帶(體)包含③-Ⅰ、③-Ⅱ號(hào)兩個(gè)礦體，礦體由黃鐵礦化、方鉛礦化、糜棱巖化、硅化、絹英質(zhì)蝕變巖組成。③-Ⅰ號(hào)礦體位于②-Ⅰ礦體上盤，產(chǎn)于韌性剪切帶北部，規(guī)模僅次于②-Ⅰ礦體。礦體呈較穩(wěn)定的脈狀、透鏡狀，與韌性剪切帶產(chǎn)狀基本一致。③-Ⅱ號(hào)礦體位于③-Ⅰ礦體上盤，與③-Ⅰ礦體近似平行，為隱伏礦體。礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與③-Ⅰ礦體基本一致。

總結(jié)以往地質(zhì)工作成果，本區(qū)具有以下找礦標(biāo)志。

1)五臺(tái)超群變質(zhì)基底斷裂構(gòu)造發(fā)育地區(qū)，特別是構(gòu)造帶的交匯部位。

2)NEE向韌性剪切帶及NNE向張扭性斷裂控制著本區(qū)②、③號(hào)礦帶(體)及、、⑦、⑨號(hào)礦體的產(chǎn)出形態(tài)、規(guī)模，故尋找與之平行的構(gòu)造帶是本區(qū)控礦的主要標(biāo)志。

3)充填于上述韌性剪切帶及斷裂構(gòu)造中的含金多金屬蝕變巖及強(qiáng)硅化體，是本區(qū)金多金屬礦床的直接找礦標(biāo)志。蝕變巖形成的蝕變破碎帶在地表呈明顯的巖石顏色變淺的褪色帶。

4)次火山巖脈(石英斑巖脈等)的發(fā)育地段。

2 地球物理特征

此次工作在礦區(qū)內(nèi)共采集9種鉆孔巖芯標(biāo)本197塊，進(jìn)行了電性參數(shù)測(cè)定[1-3]，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 巖石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)

由表1可見(jiàn)：鉛鋅礦化石英巖的極化率明顯高于其他巖石，而電阻率最低，表現(xiàn)為明顯的低阻高極化特征；黃鐵礦化石英脈的極化率和電阻率均最高，表現(xiàn)為明顯的高阻高極化特征；而硅化蝕變巖的極化率平均值為6.50%，電阻率平均值為1 025 Ω·m，表現(xiàn)為相對(duì)的低阻高極化特征，與鉛鋅礦化石英巖相似；其他巖石的極化率在1.30%～3.03%之間，電阻率在2 047～7 414 Ω·m之間，為相對(duì)高阻低極化特征。由此可見(jiàn)，鉛鋅礦化巖石及硅化蝕變巖與圍巖有明顯的電性差異，在本區(qū)投入激發(fā)極化法進(jìn)行找礦，具備較好的物性前提。

由于本區(qū)礦體主要受 NEE向韌性剪切帶及NNE向張扭性斷裂控制，充填于上述控礦構(gòu)造中的含金多金屬蝕變巖及強(qiáng)硅化體中富含金屬硫化物，具有較強(qiáng)的激發(fā)極化效應(yīng)，能引起較高的激電異常，因此圈定和研究與NEE向韌性剪切帶及NNE向張扭性斷裂平行的激電異常，具有極大的找礦意義。而石英斑巖由于具有高電阻率特征，通過(guò)視電阻率異?？梢匀Χù位鹕綆r脈(石英斑巖脈等)的發(fā)育地段，對(duì)深部找礦具有一定的指導(dǎo)意義，這是在本區(qū)投入激電測(cè)量的重要前提條件。

3 電法工作

激電中梯面積性測(cè)量[4-6]采用1∶2 000工作比例尺，線距20 m，點(diǎn)距10 m。AB極距1 500 m，MN極距40 m，觀測(cè)范圍限于裝置中部的2/3范圍內(nèi)。掃面結(jié)束后，根據(jù)圈定的平面異常，結(jié)合地質(zhì)勘查需要，布置了激電中梯剖面測(cè)量和激電測(cè)探工作，進(jìn)一步細(xì)化和解剖異常。激電中梯剖面測(cè)量點(diǎn)距10 m，局部加密到5 m，觀測(cè)范圍限于裝置中部的1/3范圍。激電測(cè)深點(diǎn)布置在面積性測(cè)量圈定的主要異常地段，共布設(shè)15點(diǎn)，進(jìn)一步了解地質(zhì)體垂向變化及極化體的空間產(chǎn)出形態(tài)。激電測(cè)探采用對(duì)稱四級(jí)裝置，(AB/2)mix=1.5 m，(AB/2)max=1 200 m，MN=AB/(1/3～1/20)。

4 成果分析

4.1 激電中梯掃面

激電中梯視極化率等值線平面[7-8]如圖2所示。

圖2 激電中梯視極化率等值線平面

由圖2可知：該區(qū)視極化率背景值約在2.5%左右，以3%等值線圈定2個(gè)異常，編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ號(hào)異常。Ⅰ號(hào)異常分布于測(cè)區(qū)東北部和中部，面積約0.3 km2，向東部未封閉。在異常內(nèi)部，4%等值線圈定了大小不均的異常14個(gè)，分布雜亂，編號(hào)依次為Ⅰ-1～Ⅰ-14。

Ⅰ-1號(hào)異常分布在測(cè)區(qū)東北，面積約0.1 km2，向東部異常未封閉。異?？傮w上呈NE向展布，地表出露巖性為斜長(zhǎng)角閃巖、絹英片巖，局部有混合巖和石英斑巖出露。異常等值線總體上表現(xiàn)為較為明顯的NW舒緩、SE較密的特點(diǎn)，反映了對(duì)應(yīng)的極化體向NW傾斜，與地層及構(gòu)造帶產(chǎn)狀一致。在異常內(nèi)部，5%等值線圈定了異常4個(gè)，編號(hào)依次為Ⅰ-1-1、Ⅰ-1-2、Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-4。Ⅰ-1號(hào)異常的南部與③號(hào)礦體相吻合，由已知的③號(hào)礦體所引起。異常的東部(Ⅰ-1-1號(hào))視極化率值較高，6%等值線圈定的異常走向近南北向，與已知的⑦、⑨號(hào)礦體基本吻合，因此該地段高值異常由⑦、⑨號(hào)礦體所引起。高值異常北側(cè)的次級(jí)異常，推斷是由⑦、⑨號(hào)礦體向北延伸所引起，應(yīng)在該部位加以工程驗(yàn)證；Ⅰ-1號(hào)異常的西北部與號(hào)礦體大致吻合，認(rèn)為該地段的異常由已知的號(hào)礦體所引起；Ⅰ-1號(hào)異常的西部，異?？傮w上沿NNE向展布，2個(gè)高值異常Ⅰ-1-4、Ⅰ-1-3呈條帶狀沿NE向排列，長(zhǎng)約170 m，地表大部分被黃土覆蓋，局部出露斜長(zhǎng)角閃巖、絹英片巖和石英斑巖。推斷該部分異常由賦存于構(gòu)造帶中的蝕變巖及強(qiáng)硅化體所引起，是成礦有利地段，可在5號(hào)及9號(hào)勘探線上加以工程驗(yàn)證；Ⅰ-1號(hào)異常的西南部Ⅰ-1-2號(hào)異常呈NE向條帶狀展布，位于③號(hào)礦脈的北部，地表出露巖性主要為混合巖，局部斜長(zhǎng)角閃巖、絹英片巖和變粒巖，異常處于號(hào)礦脈向西南的延伸方向及③號(hào)礦脈向北西的傾向延伸方向上，處于成礦有利地段，應(yīng)在第5勘探線上予以工程驗(yàn)證。

電法工作結(jié)束后，根據(jù)推斷解釋結(jié)果，在5線施工了ZK502、ZK503鉆孔，見(jiàn)礦良好。其中ZK502孔中分別見(jiàn)到了③-Ⅰ、②-Ⅰ、②-Ⅲ、②-Ⅳ號(hào)及號(hào)礦體，ZK503孔中見(jiàn)到③-Ⅰ、②-Ⅲ號(hào)礦體，說(shuō)明激電Ⅰ-1-2、Ⅰ-1-4號(hào)異常是礦致異常，電法推斷與鉆探見(jiàn)礦情況相吻合。

Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4號(hào)異常均為走向NEE或NE、長(zhǎng)度不大的異常，3個(gè)異常處于Ⅰ號(hào)異常的西部，地表均被第四系黃土所覆蓋。Ⅰ-2、Ⅰ-4號(hào)異常與Ⅰ-1-4、Ⅰ-1-3同處于一個(gè)NE向異常帶上，異常特征相同，因此推斷他們由同一個(gè)地質(zhì)體所引起，從所處位置及產(chǎn)狀來(lái)看，他們主要應(yīng)由號(hào)礦體向西南延伸部分所引起，應(yīng)在8線予以工程驗(yàn)證；Ⅰ-13、Ⅰ-14號(hào)異常為近EW向分布的條帶狀異常，推斷為②、③號(hào)礦帶向西部的延伸所致，屬礦致異常，由于該區(qū)均為黃土覆蓋，應(yīng)予以工程驗(yàn)證。后期，根據(jù)電法推斷結(jié)果，在8線施工了ZK802、ZK803、ZK804號(hào)鉆孔，其中ZK802號(hào)孔中見(jiàn)到了②-Ⅰ、②-Ⅲ、③-Ⅰ、③-Ⅱ號(hào)礦體，可見(jiàn)，Ⅰ-13、Ⅰ-14號(hào)異常很好地指示了②、③號(hào)礦帶向西部的延伸。ZK803號(hào)孔中見(jiàn)到了②-Ⅲ、③-Ⅰ、③-Ⅱ及號(hào)礦體，而ZK804號(hào)孔中則在328.05 m處見(jiàn)到了號(hào)礦體，說(shuō)明激電Ⅰ-2、Ⅰ-3號(hào)異常推斷結(jié)果與實(shí)際吻合。由于8線處于礦區(qū)西部，地表均為第四系黃土覆蓋，地質(zhì)情況不詳盡，因此電法異常對(duì)8線布設(shè)鉆探工程起到了關(guān)鍵作用。ZK802、ZK803、ZK804鉆孔在西部發(fā)現(xiàn)的新的隱伏礦體，對(duì)于擴(kuò)大該礦區(qū)的儲(chǔ)量起到了積極作用。

在I號(hào)異常的南部，Ⅰ-6、Ⅰ-7、Ⅰ-8、Ⅰ-9、Ⅰ-10號(hào)5個(gè)異常自西向東展布排列，走向呈NEE向，位置上與已知的②號(hào)礦帶相吻合，認(rèn)為這些異常是由②號(hào)礦帶中的多金屬蝕變巖及強(qiáng)硅化體所引起。Ⅰ-5號(hào)異常位于Ⅰ-1號(hào)異常的西南，地表大部被黃土覆蓋，局部出露巖性為絹英片巖。從所處位置看，該異常應(yīng)由③號(hào)礦脈所引起，是③號(hào)礦脈向西南的延伸部分，應(yīng)在4號(hào)勘探線上予以工程驗(yàn)證。

Ⅱ號(hào)異常分布在測(cè)區(qū)的東南角，異常走向總體上呈NNE-NE向，長(zhǎng)約400 m，寬約200 m，向東、向南均未封閉。在異常內(nèi)部，5%等值線圈定了2個(gè)異常，編號(hào)為Ⅱ-1、Ⅱ-2。Ⅱ-1號(hào)異常位于礦區(qū)尾礦庫(kù)西北的山坡上和尾礦庫(kù)北側(cè)的山溝里，地表出露巖性為斜長(zhǎng)角閃巖和變粒巖，異常南東側(cè)有石英斑巖出露。該異常表現(xiàn)為強(qiáng)度高、梯度大、形態(tài)規(guī)整的特點(diǎn)，呈近等軸狀分布，異常極大值高達(dá)43.5%，與Ⅰ號(hào)異常特征不同。從平面異常來(lái)看，引起異常的極化體表現(xiàn)為略向南東側(cè)傾斜，傾角很大，與本區(qū)地層及構(gòu)造產(chǎn)狀不一致。推測(cè)該異常由黃鐵礦化強(qiáng)烈的地質(zhì)體所引起，屬性質(zhì)不明異常。為驗(yàn)證該異常，后期在12線施工了ZK1201孔，孔深537.6 m。鉆探結(jié)果：孔內(nèi)浸染狀黃鐵礦化強(qiáng)烈，未見(jiàn)到礦(化)體，說(shuō)明該高強(qiáng)度異常是由黃鐵礦化所引起，非礦致異常。

激電中梯視電阻率等值線表明，區(qū)內(nèi)500 Ω·m以下低阻地帶出現(xiàn)在測(cè)區(qū)的西南大部和西北角，而這些區(qū)域正是視極化率掃面基本無(wú)異常的地段。視極化率平面異常除Ⅰ-2、Ⅰ-3號(hào)異常外，其余異常均位于視電阻率500 Ω·m以上區(qū)域內(nèi)。由此說(shuō)明，引起該區(qū)電法異常的礦(化)體、蝕變帶與高阻巖體關(guān)系密切，且黃鐵礦化明顯，故在平面上表現(xiàn)為中(高)阻、高極化的異常特征。此外，部分視電阻率異常處于激電中梯視極化率無(wú)異常部位，但高阻異常明顯，地表基本被黃土所覆蓋，推斷這些異常是由隱伏的石英斑巖所引起。

4.2 激電中梯剖面及測(cè)深

在測(cè)區(qū)內(nèi)布置了7條激電中梯剖面，分別位于4、5、8、9、13、17、21勘探線上。同時(shí)，在8、9、21線上布設(shè)了15個(gè)激電測(cè)深點(diǎn)，以了解地下電性層在剖面內(nèi)垂向變化特征[9-10]，并具體確定極化體的埋深和產(chǎn)狀，指導(dǎo)鉆探工程。本文以9線為例說(shuō)明。9線激電中梯剖面長(zhǎng)700 m，橫穿Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-2和Ⅰ-9號(hào)激電異常。圖3為9線激電中梯曲線。由視極化率曲線可見(jiàn)：在剖面內(nèi)出現(xiàn)3處高值異常，異常極大值分別對(duì)應(yīng)Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-2和Ⅰ-9號(hào)平面異常，剖面異常和平面異常完全吻合。3處異常曲線均表現(xiàn)為北西緩、南東陡的特征，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的極化體向北西傾斜。

圖3 9線激電中梯測(cè)量結(jié)果

9線激電測(cè)深斷面橫貫Ⅰ-1-3號(hào)激電異常，共布設(shè)電測(cè)深點(diǎn)5個(gè)。圖4為9線激電測(cè)深擬斷面圖。由視極化率等值線可見(jiàn)：斷面內(nèi)由上至下，視極化率逐步上升，在AB/2=1 000 m以后開(kāi)始下降。出現(xiàn)2處異常中心，分別位于350號(hào)點(diǎn)下方AB/2=500 m處和280號(hào)點(diǎn)下方AB/2=150 m處。中心位于280號(hào)點(diǎn)下方淺部的高極化異常ηs極大值為5.8%，對(duì)應(yīng)部位出現(xiàn)一處明顯的低阻異常，表現(xiàn)為相對(duì)低阻和高極化的特征。推斷該異常由號(hào)礦體所引起，經(jīng)反演計(jì)算埋深在130 m左右；而中心位于350號(hào)點(diǎn)下方的高極化異常南東寬、北西窄，由南東向北西深度逐漸加大，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的極化體向北西傾斜。推斷該異常是由②號(hào)礦體向北西延伸部分所引起，經(jīng)反演在斷面內(nèi)埋藏深度在230 m左右。由于深部的異常在280號(hào)點(diǎn)下方接近尖滅，因此推斷②號(hào)礦體在280號(hào)點(diǎn)下方埋藏較深，且厚度很小，或者尖滅。

圖4 9線激電測(cè)深測(cè)量結(jié)果

后期，根據(jù)電測(cè)深推斷結(jié)果，在這2個(gè)測(cè)深點(diǎn)附近布設(shè)了ZK903、ZK902鉆孔。鉆探驗(yàn)證結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可見(jiàn)：在ZK902孔中見(jiàn)到了②-1、②-2號(hào)礦體，而ZK903孔未見(jiàn)到，說(shuō)明電測(cè)深推斷結(jié)果與實(shí)際相吻合。ZK903在127.17 m處見(jiàn)到了③-1號(hào)礦體，在173.4 m處見(jiàn)到了號(hào)礦體，激電測(cè)深推斷礦體深度與實(shí)際比較接近。

5 結(jié) 語(yǔ)

1)本區(qū)礦體主要受 NEE向韌性剪切帶及NNE向張扭性斷裂控制，充填于這些控礦構(gòu)造中的多金屬蝕變巖及強(qiáng)硅化體，能引起較高的激電異常。經(jīng)鉆探驗(yàn)證，在圈定的Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-2、Ⅰ-1-4和Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-13號(hào)等激電異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)了隱伏礦體，表明電法圈定的與控礦構(gòu)造平行的條帶狀激電異常，對(duì)本區(qū)找礦具有極大的指導(dǎo)意義。

2)通過(guò)對(duì)Ⅰ、Ⅱ號(hào)異常的對(duì)比研究及鉆孔驗(yàn)證結(jié)果可知，高強(qiáng)度的視極化率異常與強(qiáng)烈的浸染狀黃鐵礦化相關(guān)，而低阻、相對(duì)高的次級(jí)極化率異常與礦體關(guān)系更為密切。

3)燕山期次火山巖(石英斑巖等)早于成礦，具有為成礦提供熱源的條件，屬于成礦有利部位。由于其具有高電阻率特征，通過(guò)視電阻率異?？梢匀Χù位鹕綆r的發(fā)育地段，對(duì)深部找礦亦具有一定的指導(dǎo)意義。

圖5 9線地質(zhì)剖面