激发极化法在智利拉尼帕铜金矿区的找矿应用（上）

雒凌飞

（长沙中色矿产勘查有限公司，湖南 长沙 472500）

0 前言

该矿区位于智利中部第五大区，隶属瓦尔帕莱索（Valparaiso）大区帕托尔卡（Petorca）省管辖。地理中心坐标：南纬32°19′5.7″，西经70°54′51.40″。1993年，由SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGIA Y MINERIA对包括拉尼帕全矿区在内的HOJAS QUILLOTA Y PORTILLO地区进行了1∶25万地质填图；2004～2006年，由北京地质矿产研究院对本区进行了考查及综合研究；2008～2011年，中色地科矿产勘查股份有限公司在本地区周边进行了劳斯奎洛斯项目地质普查工作；2010年，中色地科矿产勘查股份公司申请立项“智利拉尼帕铜矿预查”完成，并于2013年提交了预查报告。

1 矿区地质特征

1.1 矿区主要地层（图1）

矿区地层主要是下白垩统拉斯契加斯组（Las Chilcas）地层（Klc），为一套陆相湖泊相火山岩及火山碎屑岩［1］。其黑云母 Ka－Ar年龄125±29Ma.。包括凝灰岩、角砾凝灰岩、火山角砾熔岩、安山岩、气孔构造状安山岩及安山玢岩。安山岩与安山玢岩在本区分布广泛，构成了矿体的主要围岩，是矿区的赋矿层位。此外在矿区的北东部及其他局地段还有动力变质的热液蚀变带（ah），在西部还有硅化蚀变安山岩。

蚀变岩（ah）：主要分布于矿区的北东部，地表为灰白色、黄褐色，团块状、粉末状蚀变岩，原岩为角砾岩，主要蚀变有褐铁矿化、高岭土化、绿泥石化、黄铁矿、石膏、黄钾铁钒，少量硅化等，在构造裂隙或蚀变带边部有时可见有孔雀石化。

硅化安山岩（Qh－si）：主要分布在预查区的中西部，浅灰色－灰白色、褐黄色，块状构造，岩石成分为石英，少许褐铁矿。岩石局部见斑状结构，残余安山质角砾，局部见孔雀石在裂隙中。

图1 智利拉尼帕铜金矿区地质简图

1.2 拉尼帕矿区构造

矿区内断裂主要有3组，北西向F1（走向320°～340°）、近南北向F2（走向350°～15°）和北东向F3（走向30°～60°）。

近南北向和北东向断裂为主要的控矿及含矿构造，成矿作用较好，北西向构造在本工作区不突出，可能是比较早，被后期的构造所改造或者北西向构造在该区原来活动就较弱。

1.3 拉尼帕矿区岩浆岩

侵入岩［1］主要分布在矿区外围东南部，主要为闪长岩，花岗闪长岩，侵入时代大致为中晚白垩世。岩浆沿断裂带、层间破碎带上侵，多岩株、岩枝产出。矿区内地表仅见少量闪长岩岩枝，但是钻孔岩心揭露，地表下闪长岩比较常见，这充分说明在矿区的深部存在隐伏岩体。此外，测区内见一些辉绿岩脉、闪长玢岩脉顺构造破碎带顶板或底板出现。

1.4 拉尼帕矿区矿化带特征

矿化蚀变带总体走向为近南北向展布，沿走向长约3420m，东西向宽约1080m。以产出铜金矿为主，主要是一组近南北向的断层破碎带，另一组北东向断裂组形成的菱形构造格局控制着铜（金）矿（化）体的产出。其北东部发育褪色化面型热液蚀变体。该矿化带中地表矿脉较多，民采点较多。经2010～2013年的勘查已圈定出24条铜（金）矿（化）体，其中10条产于近南北向断裂破碎带中，另有14条北东向铜（金）矿（化）体。

1.5 围岩蚀变及矿化

矿区内热液蚀变普遍，主要有面型分布的褐铁矿化、高岭土化、硅化、绿帘石化、绿泥石化、赤铁矿化（镜铁矿化）、铁锰碳酸盐化、重晶石化、钾化和钠化的热液蚀变体，其次为线型分布的含孔雀石、蓝铜矿、黄铜矿、辉铜矿等矿化的含矿构造带。

2 矿区矿体特征

拉尼帕矿区内已发现矿体20多条，主要赋存于近南北向和北东向断层破碎带中。其中规模较大的E2号矿体特征如下述：

E2矿体：矿体长约1020m，最窄处约1.5m，最宽处5m，平均宽度2.5m。倾向75°～90°；倾角41°～75°，矿体地表露头高度1457～1613m。铜矿体主要受F192断层破碎带所控制，主要呈近南北向分布。矿体普遍具褐铁矿化、孔雀石化，矿化的富集与破碎带内石英脉、碳酸盐脉、铁碳酸盐脉、重晶石脉的的发育程度密切相关，一般在上述脉体或细脉出现或增多的部位铜金等金属矿化明显富集变好，可见到黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、辉铜矿等原生金属矿物。由于上述脉体的连续性不太好，多呈平行细脉状不连续出现，或呈豆荚状间断出现，导致矿体的矿化富集亦随之而变。在该矿体的一侧或两侧有时还有辉绿岩脉、闪长岩脉等的出现。矿体围岩主要为安山岩、角砾凝灰岩、安山玢岩、角砾熔岩、凝灰岩，蚀变主要为绿泥石化、绿帘石化、硅化、碳酸盐化、高岭土化等。

矿区内其余矿体的特征于此大致类似，不在一一列举。

3 矿区矿体内矿石矿物成分及产出特征

矿体内铜矿石中铜金属矿物主要为黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿，其次为孔雀石、蓝铜矿等。黄铜矿一般呈不规则团粒状，稀散浸染状产出，边部具褐铁矿化。斑铜矿较少，一般沿黄铜矿缝隙充填，被褐铁矿交代呈残留状。辉铜矿地表较少见，主要产出于深部原生矿石内。褐铁矿多沿黄铜矿边部或裂隙分布，在矿石中浸染稀散的黄铁矿绝大多数氧化成褐铁矿。

4 矿区矿体的围岩及夹石

本区内矿体围岩主要为安山岩、安山玢岩、角砾凝灰岩为主，其次在局部地段会见到角砾熔岩或凝灰岩，另外一些辉绿岩脉、闪长岩脉常常产出于含矿构造破碎带的顶板或底板，厚度一般2～4m，也会成为局部地段矿体的围岩部分。矿体夹石主要为破碎带内矿化较弱的蚀变安山岩、安山玢岩等。

5 矿区地球物理特征及激电测深的找矿应用

5.1 矿区地球物理特征

矿区地表标本电性参数统计见表1，钻孔岩芯电性参数见表2。表1～4引用数据由中色地科物探组于2011～2013年在矿区采集标本实测，数据来源于智利拉尼帕铜金矿预查物探工作总结。

由表1和表2可知，安山岩、凝灰岩具有较高的极化率、电阻率，闪长岩电阻率较高，其余围岩极化率、电阻率相对较低。含铜硫化物矿石电阻率相对较低，同时其极化率值较高。

表1 测区岩矿石标本极化率、电阻率统计表

表2 测区钻孔岩芯标本极化率、电阻率统计表

综上所述，从区内地球物理特征分析可以看出，该区具备投入电法的地球物理前提条件［2］。

5.2 激发极化法找矿应用

目前矿区物探工作采用了激电剖面测深和中梯剖面测量［2］两种方法。电法工作所使用的仪器设备为5kW直流大功率激电仪器，发射机为重庆奔腾数控技术研究所生产的WDFZ－5大功率发射机，接收机为国内较先进的WDJS－2型激电接收机。

激电测深剖面技术参数：

工作装置：单极－偶极装置

无穷远极：1500m

发射电流：1～7A

发射周期：8s

点距：50m

MN极距：100m

隔离系数：1～8

延时：100ms

积分时间：20ms

测量参数：一次电位、自然电位、视极化率

叠加次数：3次

电法数据使用BTRC－2004导出，使用RES2D软件进行二维电阻率和极化率反演并导出反演文件，最终使用Surfer生成反演拟断面图。

物探组在拉尼帕矿区西部实测了11条中梯剖面，剖面长度均为1km。完成激电测深剖面5条，编号分别为 CE1、CE2、CE3、CE4、CE5，剖面总长度6800m，各条剖面的空间位置见图1。

5.2.1 数据处理及异常初步解释推断

（1）激电中梯异常信息提取及初步解译

①激电中梯低阻与高阻异常的区分

从全区测量的556个测点的视电阻率分析，区内最低值为17.78Ωm、最高值为1422.14Ωm，以200Ωm间隔分成7个区间进行统计，结果如表3。

表3 中矿段测区激电中梯视电阻率测量成果统计表

从表3的频率分布看，小于等于200Ωm及大于等于600Ωm的均约占20%，其余约60%为200～600Ωm的中阻区。因此确定小于等于200Ωm为低阻异常，大于600Ωm为高阻异常。

②激电中梯视极化率异常分布

从表4看出，均值1.42～2.54的频率占65%，因此取2.5%作为极化率背景值较为合理，3%作为异常下限，划分激电异常区。

表4 中矿段测区激电中梯视极化率测量成果统计

③激电中梯异常圈定

由激电中梯视电阻率成果统计（表3）可见，200～600Ωm的数值占到测区的60%，低于200Ωm和大于600Ωm的均约占数据的20%。从研究异常的角度，本区重点研究低阻区和高阻区。该区共圈定了3个异常区（R1、R2、R3），具体位置见图2。

图2 测区电阻率异常平面等值线图

R1高阻异常带位于测区的中部偏西，为北东－南西走向，横穿工作区。位置上与断层F1对应，也与北北东向矿化带中的三段较强矿化段位置吻合。该高阻异常应为安山岩体的显示，是矿化体的围岩。

R3高阻异常位于测区的中南部，走向与R1一致，规模不及R1，位置上与断层F2对应，结合地表填图调查结果来分析，也是安山岩体的地质特征。

R2低阻异常位于测区的中部，为R1和R2的夹持部位。地表地质工作目前未发现异常，但对应位置极化率属于中高值（2.4～3.0%），该低阻中高极化异常位于已知矿体的东侧，推测为隐伏的浸染状富硫化物地质体引起。

按照激电中梯视极化率成果统计（表4）可见，64%在2.7%以下，2.7～3.0%占18%，大于3%的高极化率部分约占17%。以3%为异常下限，该区共圈出3处高极化率异常地段（IP1、IP2、IP3），见图3。

图3 测区极化率异常平面等值线图

IP1与IP2位于测区的中北部，形态规模相近，为两组近于平行的北东－南西走向的异常带。IP1异常走向长度约450m，宽度大于160m，该异常西北方向未封闭，结合地表出露矿体，IP1的西北方向应为找矿有利地段。

IP2异常走向长度约500m，最宽处约200m，最窄处约40m，位于F17、F38的夹持部位，地表也有已知矿体出露。说明该异常应为矿致异常。

IP3为R1和R3高阻异常的夹持部位，与R2低阻异常大致对应，从构造位置来分析，该低阻高极化异常或为隐伏富硫化物地质体的显示。

该处中梯测量所圈定的异常与地质调查综合分析的结果相当吻合，为进一步的找矿工作提供了非常有用的物探找矿信息。