EH4电导率成像技术和激电中梯在浙西南某铅锌矿的应用

蒋健美 ，李 瑞 ，章 辉，郑 儒

（1.成都理工大学，成都 610059；2.浙江省第七地质大队，杭州 310000）

0 前言

近年来，随着地表矿体的逐渐减少，深部隐伏金属矿体的寻找备受关注。因此，以地质资料为基础，开展对应的地球物理勘查方法就显得越来越重要。激电中梯法和EH4电导率成像技术是找矿中的两种重要的地球物理勘查方法［3］。激电中梯法主要研究岩矿石的电阻率和极化率参数；EH4电导率成像技术通过接收地下不同频率的电磁波，探测地层视电阻率变化，通过研究解释地电电阻率剖面差异来识别矿体展布空间形态。作者在成矿理论指导深部找矿的基础上，利用EH4电导率成像技术及激电中梯两种物探方法，用地质资料约束物探反演，综合解释推断铅锌矿化异常一处，更进一步推断了周围可能存在的矿体展布。最终经钻孔验证，取得了良好的找矿效果。

1 矿区地质概况

浙西南～闽中多金属成矿带主体为中元古裂谷形成的龙泉群变质岩系，总体呈NE 方向展布，局部呈构造剥蚀天窗分布。裂谷北西侧为早元古界八都群（Pt1bd）古陆，以韧性剪切带为界；南东侧被侏罗纪火山岩所覆盖，并多处见燕山期中酸性侵入岩产出。岩石变质程度主体为高绿片岩相，局部为低角闪岩相，主要岩性有绿泥绿帘阳起片岩、石英云母片岩、斜长角闪（片）岩、黑云斜长变粒岩及大理岩等。与铅锌多金属矿成矿有关的岩石，主要有大理岩和绿片岩等。

本区为典型的二元结构，中元古界龙泉群南弄组（Pt2ln）变质岩构成了本区的基底，上覆盖层为上侏罗统大爽组（J3d）、高坞组（J3g）（见下页图1）。

（1）南弄组（Pt2ln）岩性主要有二云变粒岩、二云石英片岩、斜长角闪岩、大理岩等，变质程度为高绿片岩相，局部达低角闪岩相，原岩为玄武岩、凝灰岩等基性火山岩夹砂泥质岩及泥灰岩建造。

（2）大爽组（J3d）主要岩性有晶玻屑凝灰岩、含角砾玻屑凝灰岩及长石砂岩夹层等。

（3）高坞组（J3g）岩性较简单，为晶屑熔结凝灰岩、含岩屑晶屑熔结凝灰岩。

矿区内未见大的岩体，但脉岩发育，主要有花岗岩脉、花岗斑岩脉、霏细斑岩脉、闪长玢岩脉等，分布于变质岩中。其中以霏细斑岩脉最为发育，长一般为200m～2 500m，宽为10m～300m；其次为花岗岩脉，出露长度为2 400 m，宽为3 m～40m。其中燕山期花岗斑岩脉含Cu、Pb、Zn背景值高，与成矿关系密切［4］。

2 矿区地球物理特征

作者利用激发极化模拟机，对该矿区所采集的三十九件岩石标本和典型的九种地质体露头进行电性参数测量［5］，从下页表1和表2中可以看到该矿区的地球物理特征如下：

（1）视极化率。根据所测的露头电性参数结果可见（见下页表1），稠密浸染状（块状）铅锌矿和蚀变、矿化岩石及枫坪组泥岩有较高的电化学活动性（ηs＞2%），且其视极化率依次降低。而从所测的岩石标本电性参数结果可见（见下页表2），铅锌矿化、黄铁矿化较强的凝灰岩，以及霏细斑岩视极化率较高，片麻岩、角闪岩、伟晶岩和花岗岩视极化率都较低，而凝灰岩和霏细斑岩本身极化率较低，结合地质资料来看，所采集极化率高的凝灰岩和霏细斑岩标本，都来自于变质岩和火山岩接触带上。

（2）视电阻率。稠密浸染状（块状）铅锌矿石、构造角砾岩，以及接触带附近黄铁矿化较强的凝灰岩和霏细斑岩，均表现为中低阻，其视电阻率一般为1 000Ω·m＜ρ＜2 000Ω·m，但变质岩一般都显示高电阻率特征，因此在异常解释［6］中要结合地质资料。其它标本矿石基本显示中高阻特征。

（3）对所测标本的视电阻率和视极化率做交会图（见下页图2），通过不同的图标区分，我们看到稠密浸染状（块状）铅锌矿石和接触带附近黄铁矿化较强的凝灰岩（正方形表示），具有低电阻率高极化率的特点，与其它岩石（圆形表示）的区别比较明显。

（4）在八都群变质岩的某些层位上含石墨，石墨常规电法具有高极化率，低电阻率的特征，但根据资料得知，在本区，石墨矿与铅锌矿密切共生，因而亦可作为一间接指示目标。

图1 地质地形图Fig.1 Geological map

表1 露头电性测定表Tab.1 The electrical determination of outcrops

表2 矿区内模拟机测得电性测定表Tab.2 The electrical determination measured bymine simulator

图2 视极化率～视电阻率交会图Fig.2 Apparent polarizability－apparent resistivity crossplot

3 矿区物探方法与成果

根据以上矿区岩矿石标本、与典型的九种地质体露头电性参数分析，铅锌矿具有低阻、高极化率的地球物理特征。我们选取了EH4法和激电中梯两种物探方法组合［10］，开展物探工作，进一步详查、预测矿化异常带展布。

我们在本矿区共圈出激电异常七个，在矿区的地形地质图（见图1）中可以看出，异常从上往下依次为Jd5、Jd6、Jd3、Jd7、Jd1、Jd4、Jd2。我们还根据激电异常布置了六条EH4 测线，分别是E0、E3、E4、E8、E12、E14。

作者在本次研究中，选取“0”号测线进行分析，“0”号测线总长1 600m，它的综合剖面图（如图3所示）从上到下，分别是激电剖面图、剖面地形草图、EH4测深断面图。在图3中我们可以分析得到：

（1）剖面地形草图结合地质资料，我们可以看出，①测线0m～240m 左右为上侏罗统大爽组晶玻屑熔结凝灰岩（J3d）；②240m～670m、720m～840m、920m～1 000m 为下元古界龙泉群南弄组斜长片麻岩（Pt2ln（gn））；③670m～720m、840m～860m 为斜长角闪片岩（Pt2ln（sch））；④860 m～920m为花岗斑岩（γπ）；⑤1 000m～1 420m 为霏细斑岩（νπ）；⑥1 420m～1 600m上侏罗统高坞组晶玻屑熔结凝灰岩（J3g）。

图3 “0”线综合剖面图Fig.3 Comprehensive profile of line“0”

（2）从激电剖面图［7、8］上可以看出，“0”号测线视极化率为0.2～4.4%，在700m～750m 左右有激电异常Jd1，表现为高极化率，极化率为2.3～4.4%，位于矿区斜长角闪片岩上。

（3）从EH4测深断面图［9］上可以看出，测线0 m～240 m 凝灰岩电阻率表现为低阻；200 m～1 600m电阻率相对高，但也有几处相对低阻带，分别在700 m～750 m、850 m～920 m、1 300 m～1 500m。

（4）浙西南～闽中多金属成矿带主体分布在变质岩系中，多金属矿具有低阻高极化率的特点。从综合剖面图中，我们发现700m～750m 的电阻率低而极化率高，互相吻合很好。从EH4的电阻率断面等值线图看出，该矿化体产状较陡，近乎直立，经钻孔验证确实有近乎直立的铅锌矿体存在。

4 结论

（1）该区铅锌矿属于金属硫化物，理论上具有低阻高极化率的特点。作者在本次研究中共选取三十九块岩矿石标本、九种典型地质露头，来研究矿区岩石的地球物理性质。通过数据说明稠密浸染状（块状）铅锌矿石具有高极化低电阻率的特点，与其它岩石电性差异明显，与理论相符。但应该指出铅锌矿石因其矿石矿物结构构造的差异，其极化率和电阻率均有较大的变化。

（2）作者在地质资料的基础上，选取了EH4电导率成像技术、激电中梯两种物探方法寻找铅锌矿，最终通过打钻验证了矿体的存在，钻孔及矿体分布在剖面地形草图上标出。钻孔未打穿变质岩层，由EH4电测深断面图反映矿体可能出现反倾，因此深部500m，700m 处可能还有探矿前景。

（3）该矿区物探勘查验证了物探方法在浙西南地区找铅锌矿的成功，如能得到更好地验证，则可以形成一套更完善的找矿模式，对浙西南地区地质找铅锌矿攻深找盲提供有力支持。

［1］刘鸿泉，孙希奎，张华兴，等.电磁成像系统在煤矿中的应用研究［J］.煤炭科学技术，2002，30（10）：39.

［2］柯马罗夫BA.激发激化法电法勘探［M］.闫立光，译.北京：地质出版社，1983.

［3］张胜业，潘玉玲.应用地球物理学原理［M］.武汉：中国地质大学出版社，2004.

［4］袁见齐，朱上庆，翟裕生.矿床学［M］.北京：地质出版社，1985.

［5］BENDAT J S，PIERSOL A G.Random data：Analysis andMeasurement Procedures［M］.Jo hn Wiley ＆Sons Inc，1986.

［6］王春生，于爱军，陈孝强，等.EH4连续电导率成像技术在矿产勘查中的应用：以内蒙古阿吉勒铜铅锌多金属矿床为例［J］.地质与资源，2011，20（5）：387.

［7］王志强，朱向泰，李瑞.EH4电导率成像系统在矿产勘查中的应用［J］.地质找矿论丛，2007，22（4）：306.

［8］蒋元安，李永年，雷建华，等.激电中梯勘探深度探讨［J］.西部探矿工程，2010，21（10）：145.

［9］孙治新，周蕾蕾，刘松.大功率激电在黔西南某铅锌矿勘探中的应用［J］.甘肃冶金，2012，26（2）：86.

［10］曹亮，郭孟习，程双，等.综合物探方法在内蒙古某铅锌矿勘查中的应用［J］.吉林地质，2010，29（2）：94.