地电化学提取法在碳酸盐岩地区隐伏铅锌矿寻找中的应用

王佳音 祁昌炜 刘 磊

(1.青海省地质调查局；2.青海省地震局)



地电化学提取法在碳酸盐岩地区隐伏铅锌矿寻找中的应用

王佳音1祁昌炜1刘 磊2

(1.青海省地质调查局；2.青海省地震局)

地电化学提取测量法探测深度较大，具有确定单一探测目标的能力，可用于第四系覆盖区，在常规物化探方法作用效果不佳的情况下可有效发现异常，达到快速、高效、准确确定探测区地质情况的目的。首先在已有工程控制矿体的麒麟厂矿区进行方法可行性试验，然后将该方法推广至无工程控制的某未知矿区进行隐伏铅锌矿找矿预测，实践表明：矿区2条剖面线异常点与地质找矿信息具有高度的吻合性，可见该方法找矿效果良好。

地电化学提取技术 碳酸盐岩地区 隐伏铅锌矿 找矿预测

地电化学提取法是一种介于地球物理和地球化学两者间新的找矿方法[1-5]，相对于常规物化探法，不仅可间接探测矿床及周围环境的物化性质，直接探测到矿床产生的金属离子，进入化探“盲区”，并且在第四系覆盖区也可发现常规化探方法难以发现的隐伏矿床在地表的异常信息[6-9]，因此该方法可作为产生离子晕矿种的“攻深找盲”手段[10]。近年来该方法得到了广泛应用，取得了一定的成效[11-13]。本研究以某未知矿区为例，首先选择有工程控制矿体的麒麟厂矿区进行可行性试验，然后进行隐伏铅锌矿找矿预测分析。

1 研究区地质概况

研究区主要出露泥盆系、石炭系、二叠系地层，在车家坪一带2个背斜中均出露C1b地层，研究区具有找矿前景的地层主要为下石炭统摆佐组[14-16]，主要分布于研究区北部，岩性主要为肉红色、米黄色粗晶白云岩(图1)。区域上分布有雨碌、待补、鲁纳、大菜园、麒麟厂和矿山厂等断层，并分布有梁子上、水塘子、二道平等向斜以及金居河、小米落背斜等褶皱构造。

图1 研究区地质概况

2 地电化学提取法基本原理

研究区矿体上有不同厚度的覆盖物，矿体的成矿元素、伴生元素经溶解为离子，在矿体内部形成微电池，在扩散作用、地下水等共同作用下向上运移，在矿体围岩及地表覆盖物中形成相应的离子晕。当存在外加电场时，离子在其作用下发生迁移并富集，在电极处析出且浓度降低，离子晕局部平衡遭受破坏，为保持物质平衡，深部离子向上迁移提供补给，确保上部离子平衡，但下部离子向上迁移后，该上迁离子源又遭受平衡破坏，须依靠深部离子的补充以达到新的平衡，如此从深部向上逐级补充离子，直至深部矿体。下部离子又不断向上迁移，离子可不断地向电极附近迁移，便形成了平衡—失衡—平衡的动态平衡模式。

地电化学提取法基于动态平衡原理利用人工电场提取深部离子，分析异常与矿体的关系，从而确定是否存在隐伏矿体[17-20]。本研究地电化学提取法采用的设备全部由手工制作完成(参照罗先熔教授专利发明)。一定规格的碳棒外侧包裹经特殊处理的吸附材料，碳棒一端有导线引出与电源的正负极相连，组成离子接收器。在设计的剖面测点处挖坑埋入离子接收器，并浇灌适量提取液，埋设一定时间后挖出电极，取下吸附材料，进行实验室化验分析吸附材料所提取的相关离子。试验材料及参数：①吸附材料，经特殊处理后对Pb、Zn等元素有较强吸附作用的脱脂海绵；②提取液，浓度为15%的硝酸，用量1 000～1 500 mL；③测点布置，测点距离参考相应比例尺的化探采样标准设置；④提取电极阴、阳极间的距离，50～100 cm；⑤提取时间，48 h；⑥供电电源，9 V高性能干电池。

3 可行性试验

选择研究区附近麒麟厂矿区已有工程控制的80#勘探线进行试验。该剖面线矿体埋深1 050 m，走向N32°～35°E，倾向SE，倾角63°～70°，Pb平均品位10.33%，Zn平均品位19.89%，矿石类型为氧化矿和硫化矿存在的混合矿。麒麟厂铅锌矿80#勘探线钻孔对矿体的揭露较完整，并且无采空区的影响。在试验剖面上测定出明显的地电化学异常，异常部位与已知铅锌矿体的赋存部位较吻合，Pb、Zn、Cd等异常明显，且异常吻合程度较好(图2)。

(1)Pb异常。Pb背景值37×10-6，异常下限43.9×10-6，位于该剖面6#～7#点，异常强度(60～90.1)×10-6，异常高出背景值1.6～2.4倍，异常宽35 m，最高异常值位于6#点，达90.1×10-6，高出背景值2.4倍。该异常高值段与已知铅锌矿体的赋存部位吻合。

(2)Zn异常。Zn背景值38.1×10-6，异常下限46.7×10-6，最高异常值位于6#点，达207×10-6，高出背景值5.4倍，该异常高值处于已知铅锌矿体的赋存部位，与Pb最高值点重合。

(3)Cd异常。Cd背景值1.85×10-6，异常下限2.32×10-6，位于该剖面5#～7#点，异常强度3.27×10-6，异常高出背景值1.4倍，异常宽45 m，最高异常值位于13#点，达4.16×10-6，高出背景值2.2倍。该异常高值处于已知铅锌矿体的赋存部位，与Pb、Zn高值点吻合度好。

由上述分析可知：地电化学提取的Pb、Zn、Cd异常在深部隐伏铅锌矿体上方均有显示，与已知矿体赋存位置及倾向延伸十分吻合，显示出良好的指示作用，表明该方法在研究区寻找隐伏铅锌矿体有一定的可行性。

4 找矿预测

图2 麒麟厂矿区80#线地电化学提取试验剖面

4.1 10#剖面地电化学提取异常特征

(2)Zn异常。Zn背景值38.5×10-6，异常下限57.3×10-6，该异常位于剖面19#～21#点，异常强度(134.2～389.2)×10-6，异常高出背景值3.5～10倍，异常宽约60 m，最高异常值为389.2×10-6，位于剖面20#测点处，与Pb最高异常值测点重合(图3)。

(3)Cd异常。 Cd背景值0.54×10-6，异常下限0.73×10-6，在剖面上测出2个Cd异常：第1异常为强度0.68×10-6的单峰异常，异常高于背景值1.3倍，位于C1b地层内，与Pb、Zn异常高值重合性较好，但规模小；第2异常为强度1.30×10-6的单峰异常，异常高于背景值2.4倍(图3)。

4.2 14#剖面地电化学提取异常特征

(2)Zn异常。Zn背景值38.5×10-6，异常下限57.3×10-6，在剖面上测出3个Zn异常：第1异常位于剖面19#～20#点，异常强度(50.6～94.7)×10-6，异常高出背景值1.3～2.5倍，规模小、不明显；第2异常位于剖面22#～23#测点，异常强度(92.9～2 154.0)×10-6，异常高出背景值2.4～56倍，异常宽50余米；第3异常为强度95.2×10-6的单峰异常，异常高于背景值2.5倍，规模小、不明显，最高异常值为2 154.0×10-6，高于背景值56倍，位于剖面23#点，与Pb最高异常值测点重合(图4)。

(3)Cd异常。Cd背景值0.54×10-6，异常下限0.73×10-6，在剖面上测出2个Cd异常：第1异常位于22#～23#点，强度(1.47～2.21)×10-6，异常高于背景值2.7～4.1倍；第2异常为强度1.11×10-6的单峰异常，异常高于背景值2.1倍，规模小，最高异常值为2.21×10-6，高于背景值4.1倍，位于剖面22#点，与Pb、Zn最高异常值测点重合性较好(图4)。

图3 10#地电化学提取剖面

总体来讲，10#、14#剖面上的Pb、Zn、Cd异常分布较集中、吻合程度较好，对照地质剖面图，可看出该2条剖面的异常范围均对应于石炭系白佐组地层。据此推断异常深部可能存在隐伏铅锌矿床，研究区与麒麟厂矿区的相似之处有：①元素异常分布大多为单峰异常；②元素异常都具有一定强度，尤其是Pb、Zn异常值高出背景值39、56倍；③元素异常形态规则、清晰，异常峰值吻合度较好，并且绝大多数对应于含矿层位。可见，研究区地电化学提取测点所示的C1b地层为最有希望的地段，可作为下一步工作的重点突破区。

图4 14#地电化学提取试验剖面

5 结 语

分析了地电化学提取法的基本原理及方法技术，对麒麟厂矿区已有工程控制的剖面进行了可行性试验，发现该方法找矿效果较好。在此基础上对研究区进行了隐伏铅锌矿找矿预测研究，根据元素异常特征，可知在元素异常对应的部位可能存在隐伏铅锌矿体，表明采用地电化学提取法在碳酸盐岩地区进行隐伏铅锌矿找矿勘查成效显著。

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Application of the Geo-electriochemical Extraction Technique of the Prospecting of Concealed Pb-Zn Deposit in the Carbonate Rock Area

Wang Jiayin1Qi Changwei1Liu Lei2

(1.Qinghai Geological Survey;2.Qinghai Earthquake Administration)

The detecting depth of geo-electrochemical extraction method is large,it has the ability to determine a single detection target,it is suitable for the Quaternary system coverage.The anomalies can be found effectively under the conditions of the unsatisfactory effects obtained by the conventional geophysical and geochemical prospecting methods,so the geological conditions of the detection region can be detected rapidly,effectively and accurately.Firstly,the feasibility test in the Qinlinchang mining area with the known engineering controlling ore-bodies is done,then,the geo-electrochemical extraction method is used to conduct the prospecting prediction of concealed Pb-Zn deposit in the unknown mining area.The application results show that the abnormal points of the two section lines of the unknown mining area are consistent with the geological prospecting information,the ideal prospecting effects of the geo-electrochemical extraction method is obtained.

Geo-electrochemical extraction method,Carbonate rock area,Concealed Pb-Zn deposit,Prospecting prediction

2016-05-16)

王佳音(1985—)，女，工程师，810001 青海省西宁市黄河路15号。