浅析某金矿勘查中物探方法的应用

夏体能

（云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队,云南 曲靖 655000）

近几年在滇黔桂接壤区域发现原生金矿体后,由于玄武岩特有的地形、地貌及含矿岩层出露情况,以及地勘经费问题,对已发现的原生金矿未作系统勘查工作或未能有所突破。随着对金矿地质条件和金矿建造电性研究的进一步深入,发现大多数金矿床都与硫化矿物或矿化蚀变相伴生,在空间上也受到某些地层或构造的控制,而这些地质因素往往与围岩存在着明显的电性差异;此外,由于天然地磁场的空间分布规律及其变化地下物质磁性的分布是不均匀,在地磁场的作用下,磁性不均匀引起地磁场的空间分布发生变化,也就是,由于矿体和构造的存在,使地下物质磁性分布的不均匀性,其与围岩存在一定的磁性差异,因此,电法和磁法勘探用于地质深部填图、圈定找矿远景区或直接找矿,以及研究矿体、构造产状都有一定指导意义。

1 区域地质、地球物理特征

1.1 区域地质概况：某金矿区位于莲花山背斜南东翼NE向强构造变形区,普安山字型构造西反射弧与弭勒-师宗深大断裂带结合部;大地构造隶属于扬子陆块西南缘,东南面濒临右江造山带,地处川滇黔相邻铁、铜、铅、锌、金、银成矿区。区内主要出露地层为台地碳酸盐岩沉积的中二叠统茅口组及大陆溢流相的峨眉山玄武岩组,其次为二叠统晚期陆源碎屑岩 -龙潭组。中二叠喷发的峨嵋山玄武岩分布广泛,是主要含矿层位。

1.2 区域地球物理场特征：区域重力异常:滇黔桂"金三角"位于中国东部重力梯级带上,反映了该区处于地壳结构和地壳厚度的转换部位,而这种转换部位,又常常是成矿的有利部位。整个滇黔桂"金三角"地区磁场总体特点是较平静和单调,属典型的沉积岩弱磁场。航磁异常呈NNW-SN向。

2 矿床地质特征

2.1 构造、地层：测区位于莲花山背斜南东翼的NE向强构造变形区内,区内构造以断裂为主,褶皱不发育,总体构造格局为向SE倾斜的单斜构造;断裂构造以一系列NE向为主。出露地层岩性主要有上二叠统龙潭组(P2l)的粘土岩夹煤层,中二叠统峨眉山玄武岩组(P2)的凝灰岩、凝灰质玄武岩及凝灰质粘土岩以及茅口组(P2m)灰岩。其中以P2组分布面积最大,P2m、P2l零星出露于断夹块内及断裂边缘。

2.2 矿体特征

测区有氧化和原生两种类型金矿:(1)残(坡)积型金矿:矿体受茅口灰岩溶蚀凹地控制,w(Au)一般为0.5×10-6～12×10-6,多呈鸡窝状分布；(2)岩性控制及断裂改造叠加形成的层控断裂型矿体:受岩性及层间构造控制,多产于层间滑动带经过的峨嵋山玄武岩第一段凝灰岩和第二段凝灰质玄武岩内。矿体呈透镜状、不规则囊状及似层状产出,与地层产状基本一致。目前控制矿体长100～180m,厚度3.1～8.3m，w(Au)一般为0.90×10-6～24.8×10-6,平均为 6×10-6。

2.3 围岩蚀变及矿化：矿石类型主要有凝灰岩型、凝灰质玄武岩型两种。矿石结构主要有砂状结构、不等粒结构、交代结构、泥质结构等;矿石构造主要为土状、块状、角砾状、条带状等。与金矿产出关系密切的围岩蚀变主要有硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、粘土化、毒砂化等。

2.4 矿体富集规律

(1)产于峨嵋山玄武岩第一段内的矿体受古岩溶地貌及形态的控制。

(2)矿体均产于峨嵋山玄武岩第一段凝灰岩和第二段凝灰质玄武岩中层间构造部位。

(3)矿体主要富集于层间构造与高角度断裂的交汇部位,距该部位越近,其矿化越强;反之则弱。

(4)矿体受蚀变控制,在金矿(化)体产出地段往往伴随有不净石英细脉,石英细脉越细、颗粒越小,对成矿越有利。

3 地质勘查中地球物理勘探方法的应用

开展地球物理勘探,目的在于充分发挥各自地球物理方法的优势,在岩石物性测量的基础上,使各自相对独立的地球物理方法有机的结合起来。工作中,我们选择了一块NE向延长的测区,沿SE 150°方向布设了多条勘探线,先后开展了地面高精度磁测和二维激电测深(IP),并在两种物探方法的主要勘探线布置上一致,其结果有利于对两种方法的对比解释,充分发挥各种地球物理方法的优势。

表1 研究区主要岩(矿)石磁参数表

3.1 地面高精度磁测：本次地面高精度磁测采用100m×20m的网度进行野外数据采集。磁法测量采用的是加拿大生产的GSM-19T地面高精度质子旋进磁力仪,以观测总场的方式进行。在对区内主要岩(矿)石磁参数进行了测量(表1),从表1中看出,本区含矿岩石与围岩磁化系数有很大的差异,具有进行地面高精度磁法提供了物理条件。

3.1.1 地面高精度磁测平面特征：从△T平面等值线平面图看,测区内△T正异常(一般在100～500nT之间)成带分布在近EW向断层F201～F202间,且强磁正异常分布在已发现的金矿体周围,为P2β凝灰质玄武岩、凝灰岩出露。其南北侧以负异常为主,北为P2m的灰岩出露,南以P3l的粉砂岩、粘土岩及P2β 的凝灰质粘土岩出露为主。通过软件数据处理成三维图像,反映出磁异常与岩性、构造及金矿点出露、分布较吻合。△T经化极向下延拓,随着延拓深度的加大,异常急剧发散。异常的极值(极大值与极小值)差随着延拓深度的加大而急剧变大。延拓至地下30m时很难分辨出有价值的信息;△T经化极向上延拓,随着延拓高度的增大,磁异常在逐渐收敛。随着向上延拓高度的增大,磁异常的极值差在逐渐减小。当延拓增加到一定高度后,已基本过滤掉了有价值的异常,从而推断磁性矿体埋深相对较浅。

3.1.2 地面高精度磁测剖面特征：在测区作了两条精测剖面(精测剖面点距为5m),从7000线精测剖面的地质解释成果看,地质磁性体的理论曲线与实测曲线拟合成度较好,所测得的地质磁性体产状几近水平,与该矿区磁性地层(玄武岩组)产状(倾角一般在10°～20°)相符。成规模的磁性岩石位于桩号2000～3300的下方,呈现平板状,磁性体基底位于1570～1600m的海拔高度上,表现出波浪起伏状,其厚度为60～100m不等。推断测区玄武岩组及其与茅口灰岩的接触面在海拔高程为1570～1600m的位置,成矿有利部位位于点号2800～3200下方和以点号2500为中心200m的水平范围内,海拔高度在1570～1720m的垂直深度范围内。

3.2 二维激电测深：测区IP测量网度200×50m,与高精度磁测同一区域。测量使用南方仪器公司生产的RTK实时差分GPS(1+1)进行放样和测量工作,仪器型号:灵锐S82;使用法国IRIS公司生产的发射机(VIP4000)及接收设备(ELREC PRO接收器)。本工程数据采用GEO TOMO公司的RES2DINV反演软件系统处理。

在工作中,选取若干条激电测深反演剖面与地质剖面对比,从而获得本次岩矿石的电性参数,从统计结果(表2)可以看出:茅口组灰岩与玄武岩及龙潭组含煤碎屑岩地层之间存在着明显电阻率差异,黄铁矿化岩石与其它岩石存在明显的充电率差异,而金矿体多与黄铁矿化相关,故本次工作有着充分的二维激电测深勘探的前提。

3.2.1 激电测深平面特征：从测区激电测深二维反演成果的不同高程切片看出,充电率异常主要分布在中浅部玄武岩或碎屑岩中,形态各异,规模不等,但从标高1600m处开始,在测区中部,明显出现一带状异常,主异常走向与测线基本垂直,主要分布于6400～7400线之间和2600～3200点之间,并且到中深部异常仍很清晰,说明在中深部仍具较好的找矿前景。

表2 岩矿石电性参数

3.2.2 激电测深剖面特征：本测深断面电性界面十分清晰,(P2m)灰岩呈"高阻"显示,其反演电阻率值在1000 Ω·m以上;（P2β)玄武岩反演电阻率值在100～1000Ω·m之间,为"中低阻"反映;(P3l)粘土岩则表现为明显"低阻",其值在100Ω·m以下。各剖面都显示出了强度不等的反演充电率异常。异常主要分为两类:一类主要位于玄武岩组中，中部异常,部分延伸到灰岩内部,强度15～60mv v,规模不等,形态各异,多沿断裂面或其上下盘两侧的层间裂隙分布,表明异常与构造关系密切;部分异常位于灰岩溶蚀凹地内或沿灰岩与玄武岩的假整合面分布,因此,茅口组灰岩的凹陷部位或灰岩与玄武岩的假整合面是寻找金矿的间接标志。结合本区地质、钻孔资料,认为异常是由不同程度的黄铁矿化引起,黄铁矿是本区主要载金矿物,多呈浸染状分布,而围岩蚀变也以黄铁矿化、硅化为主,故此类异常有重大的找矿意义。

另一类异常分布于(Pl)含煤碎屑岩中或(P3l与P3β )接触部位,强度15～40mv v,近地表及中深部均有所显示,与地质资料和实地踏勘结果对比得知,煤层或含炭质较多的岩石能引起较高强度的充电率异常和很低的电阻率异常,但这种异常多集中在中浅部及近地表;在(P3l)下部或其与(P3β）接触部位的异常,极有可能是黄铁矿化和含炭质岩层综合引起,故仍具有一定的找矿意义。

4 验证与对比及问题探讨

4.1 验证与对比：据测区钻孔表明:7000线剖面3000桩号附近的钻孔(ZK911),孔深102.67m,于孔深77.6m处见矿,见矿围岩为凝质玄武岩(电阻率约158 Ω·m),具强硅化、强黄铁矿化、毒砂(局部)之特征,见矿位置基本位于异常(30～40mv??v)中心处,而灰岩(电阻率大于1000Ω·m)顶界面的深度与推测位置也基本吻合。在6800线剖面2500桩号附近已施工钻孔(ZK502),孔深156.81m,于孔深约85m处见矿化,见矿围岩为块状玄武岩(电阻率约398 Ω·m),具强硅化及黄铁矿化,局部见褐铁矿化。从断面图来看,钻孔并未打在异常中心(30～50mv v),而是向右偏移了约30m(15～20mv??v),但灰岩顶界面(电阻率约1000Ω·m)的深度与推测位置基本吻合。此外,工作中对所有的IP剖面进行地质剖面对比,所推测的岩性界面(主要是灰岩与玄武岩的分界面)位置、玄武岩蚀变体(硅化蚀变为高电阻率,玄武岩中褐铁矿化强为高极化率)、推测断层(两侧电阻率突变)等与实际地质情况吻合较好。总之,利用IP测量和磁法测量开展综合物探勘探,在测区对作深部地质填图,划分岩性及推测灰岩基底起伏特征,推测断层、划分蚀变体(带)以及根据IP异常圈定金属硫化物空间分布,圈定深部成矿远景区都具有一定应用效果。

4.2 问题探讨

(1)在开展物探勘探过程中要注意地面和地下金属设施等外界电磁噪声的影响,在对激电资料作推断解释时,注意识别人工导体引起的假异常,其中,地下埋设的金属管道和地下电缆引起的激电异常更应加以重视。(2)对物探数据观测的精度以及数据处理是物探工作的一个重点,因此,在物探设备的选择及原始数据的收集、数据处理方法、软件的使用等对物探成果有很大影响。(3)本区地形高差相对较大,切割剧烈,由于目前反演计算方法的限制,地形的影响难以完全消除,故可能对解释精度有一定影响。(4)在对IP异常综合分析时要注意,充电率强异常中心不一定就是金矿体富集位置,有时在异常的密集梯度带上、异常的膨大及拐弯部位,或中等强度的异常位置,往往是金矿体赋存的有利空间。(5)对物探成果的解释要建立在对具体矿床的地质及物性进行详细研究的基础上,从中排除干扰,去伪存真,提取有用信息,更好地指导地质勘探工作。

结论：(1)本区含矿岩石与围岩有较大磁性和电阻率差异,并且,含黄铁矿化的岩石与其它岩石存在明显的充电率差异,因此,本区具有进行地面高精度磁法和二维激电测深勘探的前提和条件。(2)IP测量和磁法测量用于地质矿产勘查工作是可行的,在一定条件下,可以指导勘探工程的设计。(3)具有效率高、费用低、准确性可靠的特点。(4)可以作深部地质填图,推断建立地质模型,以用于矿产勘查和矿床建模等工作的需要。(5)根据物探异常圈定深部成矿远景区,指导找矿。(6)物探测量在金矿勘查中的应用有一定指导作用,其找矿效果有待今后工作中验证。