双频激电在西峡县任家沟铅锌矿区普查找矿中的应用

刘勇

(河南省有色金属地质矿产局第三地质大队,河南郑州 450001)

双频激电在西峡县任家沟铅锌矿区普查找矿中的应用

刘勇

(河南省有色金属地质矿产局第三地质大队,河南郑州 450001)

任家沟铅锌矿区位于河南省西峡县境内,矿区地形复杂,山势陡峭,自然条件十分恶劣。我队依据该区矿石的电性和电化学活动性的特点,选用轻便、灵活的双频激电法进行扫面,克服种种困难;并根据激电异常发现了新矿体,使本区的地质找矿工作取得了突破,为进一步普查找矿指明了方向。

双频激电 任家沟铅锌矿区 找矿 应用

1 区域地质概况

西峡县任家沟铅锌矿,区域上位于秦岭造山带北,秦岭构造亚带秦岭地体的中部,朱阳关—夏馆深大断裂之南侧。成矿区划属于朱阳关—夏馆有色金属、贵金属成矿带。区域地层主要为秦岭群,呈现为一大的向斜构造。区域性断裂主要有朱阳关—夏馆深大断裂及西坪—马山大断裂,以上断裂及其派生的次级断裂具有多期活动的特点,对区内岩浆活动及成矿作用起到了明显的控制作用。其派生出的次级断裂带密集发育区控制着矿脉的总体分布,单个破碎蚀变带则控制并赋存铅、锌等多金属矿体。区内岩浆活动发育,为加里东期的酸性花岗岩,呈岩基、岩体、岩株形态出现,中细粒、中粗粒结构,块状构造。这些岩浆活动一方面提供了部分多金属元素的物质来源,另一方面为矿液的运移也提供了热源。任家沟铅锌矿床成因,初步认为属于与加里东期岩浆活动有关的中、低温热液矿床。

图1 西峡县任家沟铅锌矿区地质、物探激电异常综合平面图

图2 西峡县任家沟铅锌矿0线地质物探综合剖面

2 矿区地质概况

矿区出露地层为下元古界秦岭群石槽沟组黑云斜长片麻岩、斜长角闪片岩、大理岩以及第四系。本区经历了多期、多次的构造活动,次级断裂发育,对铅锌矿床成矿十分有利。矿区断层主要有F1、F2、F3、 F4等,以下分述之。F1:长度大于2000米,走向NNE,已发现的铅锌矿脉基本受其控制,是区内主要的含矿构造。F2:倾向153°—165°,倾角56°—62°,是与F1同期形成的次级断裂。F3:长度160米,走向NNW向,规模不大,构造蚀变也弱,矿化不强,地表铅锌矿品位不高,目前来看与成矿关系不明显。F4:走向NNW,为成矿期后构造运动形成的后期断裂,它错断了F1和由F1控制的构造矿化蚀变带,长度230米。

区内岩浆岩为加里东期中细粒花岗岩、花岗斑岩等。花岗岩呈脉状在区内广泛分布,规模大小不一,其在侵入的过程中所携带的大量汽水热液对成矿十分有利。

矿区目前共发现矿脉3条。

Ⅰ号矿脉:已发现地表出露长度1600m,特征为构造破碎蚀变岩,受F1断层控制,呈脉状。破碎蚀变带厚度10—40m,走向上稳定连续,倾向120°—173°,倾角50°—60°,几年前就有民间个体户在Ⅰ号矿体的露头部位进行开采,但是由于他们缺少相关的技术手段和技术资料为指导,施工的坑道未能掘进到主要的、特别是深部的矿体,只好放弃。从收集民采坑道的资料来看,Ⅰ号矿脉广泛发育有分支复合的现象。花岗(斑)岩脉及其底板的黑云斜长片麻岩均具蚀变矿化,尤以硅化、褐铁矿(黄铁矿)化极为强烈。金属矿物主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿以及孔雀石、铜蓝、褐铁矿等,围岩多具硅化、绢云母化、黄铁矿化,矿石主要为填隙结构、充填交代结构,浸染状、块状构造。矿体的出露情况不明显,为半隐伏矿体。地表仅有因少量铁质风化而形成的铁帽。民采坑道中显示,矿体赋存于花岗斑岩脉中,产出标高与地表相差40m左右。为细脉浸染状方铅矿、闪锌矿,部分呈团块状。样品分析结果:Pb:1．90—12．9%;Zn:1．0—9．6%。

Ⅱ号矿脉:新发现的Ⅱ号矿脉长140m,产状165°∠56°。地表由于风化层和植被覆盖,矿体露头不明显,是根据物探工作获得的双频激电异常,进行地表工程验证后发现的矿(化)体。矿化情况与Ⅰ号矿脉类似,同为构造破碎蚀变岩型的铅锌矿体。

Ⅲ号矿脉:长160m,受断层F3控制,具硅化、绢云母化、褐铁矿化,产状75°∠50°。矿石中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿以及铜蓝、孔雀石等。矿石结构有粒状,稠密浸染状,浸染状、稀疏浸染状等构造。其中有用矿物主要为方铅矿、闪锌矿,其次为黄铜矿、孔雀石、铜蓝;伴生有用组分为银。

3 矿区岩(矿)石电性及电化学活动性特征

为查明本区铅锌矿脉与围岩的电性及电化学活动性特征,采集了116块岩、矿石标本,用SQ—3C双频激电仪对矿石的幅频率和电阻率进行了测试。通过相关资料可以看出,矿化构造蚀变岩的Fs值比较高,普遍大于5．0%。而电阻率ρs较低,比围岩低5—10倍。呈现出高极化、低电阻的特征。围岩的F值均小于3．0%,呈现出低极化、高电阻的特征。不难看出,矿化岩石与非矿化岩石的激电以及电阻率特征有着十分明显的差异,具备利用双频激电法在该区进行普查找矿的基本条件。

4 双频激电普查及异常解释

就激电法而言,目前分为时间域和频率域两类。频率域激电近30年来发展十分迅速,它以要求供电电流小、装备轻便,效率高,有利于在交通不便、地形复杂的地区开展工作等优势为特点,在野外工作中得到了广泛的应用。

西峡县任家沟铅锌矿区地形复杂,山势陡峭,适宜于选用双频激电法开展普查找矿。通过相关数据分析及实验表明:尽管频率域激电观测的异常相对于时间域的异常数值上较低(由于二者采集数据的技术条件的差别,事实上不应要求它们的数值相等),但二者均能较好地反映金属硫化物引起的激电异常位置、范围及矿体与围岩的物性差别。

本区本次开展激电中梯扫面,选用的是SQ—3C(2005改进型)双频激电仪。从Ⅰ号矿脉布置的10条双频激电中梯剖面成果显示:每条剖面都出现了高极化、低电阻的激电异常,位置基本和地表出露的铁帽吻合,视幅频率峰值最高达6．8%,一般在4%左右,异常宽度60—130m。正常场上的视幅频率(Fs)一般在2．0%以下,铁帽露头以及其下的矿化体上的测点,视幅频率(Fs)异常值一般在3．5%-6．8%之间变化。

该矿区的激电观测对矿体反映明显。由于本区岩性较单一,不存在含炭质岩石等干扰因素,矿脉上激电异常均呈现出高极化、低电阻的特征,与岩、矿石标本测试的物性特征相符合。因此推断激电异常是由铅锌矿脉引起的。从图1的Fs等值线图可以看出:该区存在两个近东西延伸的激电异常。

Ⅰ号异常:激电异常长度约1000米,宽度约60—130米,视幅频率(Fs)值最高为6．8%。异常沿Ⅰ号矿脉走向展布,基本连续稳定,局部有不规则的变化。分布于黑云斜长片麻岩与花岗斑岩脉接触部位的构造破碎蚀变带(即F1断层)上。由此推测激电异常的局部不规则形状可能是由受次级断层控制的矿脉引起。该激电异常NW方向梯度变化较陡,SE方向变化较缓,推测矿脉向SE方向倾斜,倾角较陡。

2007年度,根据0线激电异常的分析结果,我队在该剖面设计施工了一个钻孔(ZK01),孔深110米,在87米—93米位置发现了6米厚的铅锌矿化构造蚀变带(图2),岩芯样品分析结果表明达到工业品位的铅锌矿厚度2．2米。这一发现使本区的地质找矿工作获得突破,同时也为双频激电在该矿区的实际应用提供了很好的经验。

Ⅱ号异常:位于Ⅰ号异常南侧,规模较小,仅在3线、7线两条剖面上有所反映。异常长约150m,宽60m,视幅频率(Fs)值最高为5．5%。由于地表风化层及植被覆盖,Ⅱ号异常的地表没有矿化显示,在初期的地质工作中未能发现。后根据双频激电测量结果推断该异常是由铅锌矿(化)体引起的。据此地质技术人员在该激电异常区布置了两条探槽进行揭露,发现了近北东—南西向分布的Ⅱ号矿化构造蚀变带采样分析结果:Pb:3．0—6．2%;Zn:1．0—4．6%。这一实例不但说明在地质未能发现的隐伏矿体上双频激电能够取得明显的效果,而且表明在已知矿脉旁侧的未知地段,存在着尚未发现的隐伏矿体,为该区进一步找矿、扩大矿区远景提供了线索。

5 结论与建议

(1)双频激电是频率域激电法中一个新的分支方法,双频激电法以其装备轻便、观测速度快、效率高、稳定性好、抗干扰能力强等特点在本区物探工作中发挥了重要作用。使本次物探工作得以顺利完成并取得了预期的效果。(2)本矿区的矿(化)体和围岩的导电性以及电化学活动性差异明显,双频激电测量具有良好的地球物理前提并取得了明显的找矿效果;该矿区无论在成矿环境、矿体规模上均具有良好的找矿前景。本次双频激电测量覆盖面积仅为该矿区的一部分,鉴于双频激电在已知矿体外围又发现了新的隐伏矿体,建议在Ⅰ号异常以外的地区扩大范围继续进行双频激电扫面,扩大矿区远景。

[1]夏中广,王世权.谱特征参数在评价激电异常源性质中的应用[J].物探与化探,2006(6).

[2]西峡县任家沟铅锌矿区普查工作总结,河南省有色金属地质矿产局第三地质大队.

刘勇(1973—),男,吉林通化人,大专,毕业于中国地质大学(武汉),地质勘查与找矿专业,从事地球物理勘探工作。