四川会理黄土坡铜镍矿区物化探特征及意义

刘　君，唐顺娟，邓　波

四川会理黄土坡铜镍矿区物化探特征及意义

刘君，唐顺娟，邓波

（四川省地质矿产勘查开发局403地质队，四川峨眉614200）

通过在研究区内开展1:5000激电测量和土壤地球化学测量，分析区内主要岩（矿石）物性特征，Cu、Co、Ni元素富集与分散特征，并对主要物化探异常进行详细分析，认为区内物化探异常整体受地层和岩性控制，以Cu元素异常为主，辅以Co、Ni元素异常，表现为中低阻中极化特征。

铜镍矿；物化探，特征；会理

随着我国矿产资源勘查工作的深入，物化探综合找矿方法得到广泛应用。磁法、激发极化法、测深类电磁法（如可控源音频大地电磁法CSAMT、瞬变电磁法TEM）、重力及地球化学水系沉积物测量、土壤测量、岩石测量等[1-2]综合利用于辽宁大台沟铁矿、大平梁铜矿、核桃坪矿集区铅锌铜多金属矿、内蒙古五岔沟、内蒙古准苏吉花钼矿勘查中取得了较好效果[3-9]。会理黄土坡铜镍矿第四系覆盖较厚，可通过1∶5000激电和土壤地球化学测量，为区内找矿提供物化探依据。

1　矿区地质简况

研究区位于康滇地轴中部，河口背斜东北翼。主要构造形迹为东西向及其伴生的次级构造，控制了区内地层、火成岩、矿产的产出与分布。

矿区大面积出露前震旦系昆阳群黑山组（Pt2h）及落雪组（Pt2l）变质岩系（图1），呈北西—南东走向，倾向北东，倾角39°~86°。其西部由于断层、构造的影响产状变化较大，倾向多转为北北东，倾角24°~87°。仅在东部出露三叠系白果湾组（T3b）和第四系（Q）。

该区以南北向应力作用导致的力屯-玉新村背斜为主体的构造骨架,并由一些次级背、向斜及压扭性断裂组成。主要构造呈东西向及北西-南东向延深。

区内火成岩分布与东西向构造带基本一致，以力屯-玉新村背斜轴部及南翼较为发育，以闪长岩为主（δ），此外区内还可见到辉绿岩脉、辉长岩脉及煌斑岩脉穿插于各类岩石或构造之中。

图1　黄图片区地质概况图

2　区域物化探特征

2.1区域物探特征

黄土坡矿区主体处于M159航磁异常中，该异常强度10～60nT，呈似等轴状，规模较小。分析认为该异常为超基性岩体引起，其形态显示为一较大的岩珠，这对于寻找铜镍矿较为有利。

2.2区域化探异常特征

研究区地处谢学锦院士圈出的“川、滇、黔、桂”巨型铂钯地球化学省的主体部位，杨子地台西缘成矿带。铂、钯平均值分别为1.39×10-9和1.12×10-9（全国平均值分别为0.46×10-9和0.40×10-9），其区域铂、钯浓集比分别为3.32和3.04，并与铜、镍、钴、铬等元素伴生，显示为有找矿前景的地球化学块。该区发育二叠纪辉长岩、早元古代大板桥类蛇纹岩、橄榄岩、橄榄辉石岩、绿泥透闪石岩等。铂、钯地球化学异常高峰值浓集区坐落在基—超基性岩上，呈不规则等轴园形，钯异常分布面积较铂异常分布面积要大。

近年开展的1∶5万水系沉积物测量成果显示，超基性岩体位于铂钯高值异常中心；异常峰值明显，梯度大，专家认为黄土坡是区内寻找铜镍铂最有利的地段。

表1　黄土坡矿区岩（矿）石物性参数统计表

3　物化探异常特征

3.1物探异常特征

3.1.1物性特征

工作区系统采集的各类岩（矿）石标本，采用强迫电流法，用SQ-3C型双频激电仪（矿区测量时使用的仪器）进行了物性参数测量，其结果见表1。大理岩、粉砂质板岩、褐铁矿的幅频率F最低，常见值均小于0.6%；风化大理岩幅频率中等，变化范围较小，常见值为2.22%；共采集到两种类型的炭质板岩B4和B10，其中最常见的类型为B10，B4幅频率F常见值与风化后大理岩相差不大，为2.83%，但其变化范围较大；B10幅频率F较高，常见值为12.08%。大理岩电阻率较高，常见值为371Ω·m，其风化后电阻率显著降低，常见值不到100Ω·m；褐铁矿、B10类型炭质板岩电阻率相近，均为中低阻，常见值分别为143Ω·m和110Ω·m；粉砂质板岩、B4类型炭质板岩、风化大理岩电阻率相近，均为低阻，常见值小于100Ω·m。

测区主要矿石为含矿大理岩，其幅频率F较高，常见值为19.3%，是矿区F最高的岩（矿）石，但当含矿大理岩位于地表严重风化后，矿物结构发生变化，导致F明显降低，其常见值主要位于1%~2%之间。含矿大理岩电阻率最高，常见值为1062Ω·m，其风化后电阻率显著降低，常见值不到100Ω·m。

图2　视幅频率平面等值线图（左）和视电阻率平面等值线图（右）

通过分析测区内岩石与矿石的物性特征我们发现，含矿大理岩幅频率最高，常见值主要在15%~25%之间；B4类型炭质板岩幅频率较高，常见值主要在10%~20%之间；风化大理岩、B2类型炭质板岩幅频率中等，常见值位于2%~3%之间；含矿大理岩（风化）幅频率较低，常见值主要在1%~2%之间；大理岩、粉砂质板岩、褐铁矿幅频率最低，常见值均小于1%。含矿大理岩电阻率最高，常见值大于1 000Ω·m；大理岩电阻率较高，常见值主要在200~500Ω·m之间；褐铁矿电阻率中等，常见值主要在100~200Ω·m之间；其余岩（矿）石电阻率较低，常见值基本小于100 Ω·m。该区探寻的铜镍矿（化）体主要表现为高阻高极化特征，不含矿大理岩表现为高阻低极化特征，主要成矿围岩炭质、砂质板岩均表现为低阻特征，因此矿体与成矿母岩、围岩间物性差异明显。

3.1.2激电异常特征

激电测量结果，莲塘矿段内视幅频率平面等值线呈椭圆形或长条状，走向近东西向，与地层走向基本一致。视幅频率变化范围较大，在大理岩明显出露地段视幅频率一般不超过3%；在炭质板岩明显出露地段视幅频率一般大于10%，与“大理岩为低极化、炭质板岩为高极化”这一物性特征吻合。视电阻率平面等值线呈椭圆形或长条状，走向近东西向，与已知地层走向基本一致。视电阻率整体不高，主体小于100Ω·m，在大理岩明显出露地段视电阻率主要在100~500Ω·m之间；在炭质板岩明显出露地段视电阻率一般小于50Ω·m，与“大理岩为高阻、炭质板岩为低阻”这一物性特征吻合。视幅频率高值区与视电阻率低值区基本对应，说明该矿段大部分高值激电异常是由低阻高极化地质体引起。由岩（矿）石标本物性特征可知，本次探寻的目标体主要表现为高阻高极化特征，结合工区踏勘情况和地质资料分析，推测该矿段大部分高值视幅频率激电异常是由炭质岩石引起。

田房矿段视幅频率高低区域分布明显，东南角视幅频率较高，基本大于4%；其余区域视幅频率较低，基本小于2%，部分区域视幅频率甚至为负值。视电阻率高中低区域分布明显，北部视电阻率最高，基本大于200Ω·m；中部视电阻率中等，主体位于50~100 Ω·m之间；南部视电阻率最低，基本小于50Ω·m。

3.2测区化探特征

3.2.1元素地球化学特征

土壤地球化学测量，分析测试了Cu、Co、Ni三种元素。结果显示，测区Cu、Co、Ni平均值分别为233.1×10-6、26.8×10-6、48.4×10-6；最大值分别达到6 440×10-6、199.2×10-6、1 908×10-6（表2）。测区研究元素变异系数Cv1小于0.5，为均匀分布，大于等于0.5小于1为不均匀分布，Cv大于1为分布极不均匀，即具有强分异特征。元素富集系数K1大于1为富集，0.5至1之间元素富集与贫化不明显，小于0.5则为贫化。

测区内Cu元素富集系数达到8.63，为富集元素，表现为强富集状态；Co、Ni元素富集系数在0.5～1之间，说明元素富集与贫化状态不明显。测区Cu、Ni元素变异系数大于1，为强分异型元素；Co元素变异系数在1~0.5之间，属弱分异型元素（表3）。

3.2.2元素地球化学异常特征

土壤地球化学测量分析了Cu、Co、Ni，圈出大小、规模不等的单元素异常19个，综合异常8个（图2、表4、5）。异常整体受地层和岩性控制，呈近东西向，主要为铜元素异常，少数为铜镍钴组合异常。异常主要分布在前震旦系昆阳群落雪组（Pt2l）变质岩中，仅HTP-3-甲异常分布在辉长岩及橄榄辉石岩接触带。

表2　元素含量特征统计表（单位：10-6）

表3　土壤地球化学特征一览表（单位：10-6）

表4　主要单元素异常特征一览表（单位：10-6）

4　物化探异常解释推断

在研究区内的工作取得较好成果，结合物探、化探、地质对主要异常进行解释推断如下：

HTP1异常：该异常为Cu单元素异常，呈元宝状近东西向分布于研究区西侧。异常面积、规模较大，分别为0.12km²、0.26，最大值为4 963×10-6，平均值为660.92×10-6。异常浓度分带清楚，浓集中心突出，梯度变化大。主要分布在前震旦系会理群落雪组变质岩系中，浓集中心位于钙质、炭质板岩与石英白云石大理岩的接触。

物探激电在异常区内圈出较好异常（JD3），长约570m，宽约130m，面积约0.054 1km2, 视幅频率为中等大小，主要在4%~10%之间。视电阻率表现为中低阻，主要在10~100Ω·m之间,表现为中低阻中极化特征，与探寻目标体的物性特征吻合较好，且该异常处于大理岩中，成矿环境有利。

该异常物化探测量成果较好，地质成矿环境有利，经工程验证，该异常主要是由已知矿（化）体引起，找矿前景较好。

HTP2异常：该异常位于测区中部，呈椭圆形，走向不明。异常为Cu单元素异常，面积约0.05km²，规模0.06。最大值为559.7×10-6，平均值为365.93×10-6，异常具有一定的浓集趋势和梯度变化。

激电测量在化探异常南西侧异常显示较好，长约315m，宽约88m，面积约0.021 9km2，视幅频率为中等大小，主要在6%~8%之间；视电阻率表现为低阻，基本小于30Ω·m。综合来看，该异常表现为低阻中极化特征。

该异常所处地质环境复杂，位于落雪组石英白云石大理岩与落雪组钙质炭质板岩夹大理岩的交界处，东西侧为闪长岩，并被一北西向断层穿过。该异常北端见矿（化）体，因此，该异常为已知矿（化）体引起。

HTP3异常：异常位于测区东侧，受测线影响南西端未封闭。该异常为Cu、Co、Ni元素组合异常，元素套和较好三元素浓度分带清楚，浓集中心突出，梯度变化大，最大值分别为6 440× 10-6、1 908×10-6、199.2×10-6，平均值分别为751.39×10-6、267.17×10-6、83.67×10-6。

异常处于晋宁期辉长岩和海西期橄榄辉石岩接触带。异常区内有较好的激电异常显示（JD6），长约310m，宽约110m，面积约0.028 3km2。视幅频率较高，主要在5%~15%之间；视电阻率表现为低阻，基本小于40Ω·m，表现为低阻中高极化特征。

表5　综合异常特征表

图3　元素异常图

该异常规模面积大，组合元素套合好，都具有三级浓度分带，浓集中心明显；经探槽工程验证，有铜镍矿体存在，为甲类异常，找矿潜力较大。

HTP6异常：该异常为Cu单元素异常，呈不规则状近东西向分布与测区东侧。异常面积、规模较大，其值分别为0.2km²、0.32，最大值为1 424×10-6，平均值为481.63×10-6。异常具有一定才浓集趋势和梯度变化，达到二级异常浓度。

激电测量在化探异常外围显示为中-低阻中极化特征，与探寻目标体的物性特征有一定差异，但该异常处于大理岩中，且地表探槽见矿（化）体，因此，该异常为已知矿（化）体引起。

异常处于前震旦系会理群落雪组（Pt2l）变质岩系的地层中，主要为石英白云石大理岩、钙质炭质板岩夹大理岩；异常与地层走向一致，受多组近南北向及近东西向小断层控制，成矿条件较好。

5　结论

1）结合标本物性特征、测区激电异常形态、激电工作原理和地质资料综合分析认为，铜镍矿（化）体激电特征主要表现为中高阻中极化特征，但受地层整体电阻率偏低的影响，铜镍矿（化）体在实测中表现为中低阻中极化特征，因此，重点找矿靶区应为中低阻中极化区。

2）炭质板岩为本次激电工作的主要干扰源。从视幅频率平面等值线图上看，测区发现了大面积高值视幅频率异常区，其对应的视电阻率基本为低阻，表现出明显低阻高极化特征。结合物性资料、地质资料和现场踏勘综合分析认为，大部分高值视幅频率异常是由炭质岩石引起，找矿意义不大。

3）区内Cu、Ni元素富集、变异系数均较大，说明Cu、Ni元素在测区内地质、地球化学作用强烈，元素迁移、富集明显，特别是Cu,是区内最重要的成矿元素；Co元素相对较弱，可作为成矿指示元素。

4）圈定综合异常8个，初步认为HTP1、HTP3两个甲类综合异常，面积规模大，强度较高，初步工程验证有矿（化）体出露，具有较大的找矿潜力，可进一步进行工程验证，确定工业矿体范围及品位。HTP2、HTP5、HTP6甲异常面积规模较大，具有较大的基础研究和找矿意义，可进一步工作，以确定找矿潜力。

5）该区化探综合异常整体受地层和岩性控制，呈近东西走向；初步认为区内前震旦系昆阳群落雪组（Pt2l）变质岩及测区东部田房矿段辉长岩及橄榄辉石岩接触带是寻找铜镍多金属矿的有利部位。

[1] 袁桂琴，杨少平，孙跃，石旭东．隐伏金属矿勘查中物化探方法技术应用研究［J］．物探化探计算技术，2012，34（6）：631～640．

[2] 陈国帅，彭建辉，曾明中．加快物化探技术应用开发力度努力实现深部找矿上的重大突破[J]．资源环境与工程，2008，22（特刊）：3．

[3] 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所编．中国重要金属矿勘查物探化探方法技术应用［M］．北京：地质出版社，2011．

[4] 王小兵，徐明山，雷建华．新疆鄯善县大平梁铜矿综合物探方法找矿效果［J］．新疆地质，2010，28（1）：57．

[5] 庞洪伟，洪秀伟，李尔峰，等．EH4方法在辽宁本溪大台沟铁矿勘查中的应用［J］．山东国土资源，2011，27（7）：18．

[6] 朱余银．保山核桃坪矿床构造地球化学特征及隐伏矿预测［C］．上海：中国科学院上海冶金研究所－博士生论文．2000．

[7] 陈永清，卢映祥，夏庆霖，等．云南保山核桃坪铅锌矿床地球化学特征及其成矿模式与找矿模型［J］．中国地质，2005，32（1）：90．

[8] 肖明尧， 费新强. 内蒙古五岔沟地区物化探异常特征及找矿前景［J］．地质与勘探，2011，47（5）：876～884．

[9] 王继春，肖荣阁，郎海涛，陶继雄，许永旺，李鹏. 内蒙古准苏吉花钼矿床物化探异常特征及其地质意义［J］，2011，25（2）：253～260．

Geophysical and Geochemical Characteristics of the Huangtupo Cu-Ni Deposit in Huili, Sichuan

LIU Jun TANG Shun-juan DENG Bo
（No. 403 Geological Team， BGEEMRSP， Emeishan， Sichuan 614200）

Geophysical and geochemical characteristics of the Huangtupo Cu-Ni deposit in Huili， Sichuan. 1:5000 induced polarization survey and soil geochemical survey as well as physical property study indicate that geophysical and geochemical anomalies in this region controlled by stratigraphy and lithology.

Cu-Ni deposit； geophysical and geochemical exploration； characteristic； Huili

P618.41，63；P631,632

A

1006-0995（2015）03-0367-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.012

2014-07-28

刘君（1985- ），男，四川峨眉人，工程师，现从事区域地质调查及矿产勘查工作