内蒙古阿巴嘎旗扎腊地区玄武岩覆盖区激电异常特征及成因探讨

时志兴，易凯，张庆礼，黎勇，杨锁，高明山

（1天津华北地质勘查局核工业二四七大队，天津 宝坻301800；2河北省地矿局第五地质大队，河北 唐山 063000）

内蒙古阿巴嘎旗扎腊工作区位于西伯利亚板块东南大陆边缘晚古生代陆缘增生带，在二连—贺根山板块对接带的西北侧，属滨西太平洋成矿域内蒙-兴安成矿带，Ⅲ级成矿区带属二连—东乌旗晚古生代-中生代铜银多金属、铬及铂族元素成矿带，Ⅳ级成矿远景区属阿巴嘎旗北部一带铜多金属成矿远景区，Ⅴ级找矿远景区属白音宝力格-吉尔嘎朗图铜、铅、锌、银找矿远景区[7]。工作区西北部约5km是高尔旗中大型铅锌矿床，铅锌银矿体主要赋存于泥盆系泥鳅河组变质细粒长石石英砂岩的破碎带中，地表大部分被第四系上更新统覆盖，为半隐伏矿体 ；该矿激电异常均与矿化蚀变带相吻合，在玄武岩覆盖区找到了工业矿体，激电找矿效果十分明显[4]。

1 地质概况

工作区内主要出露有上石炭-下二叠统宝力高庙组二段（CPbl2）：主要为角砾岩屑晶屑凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩和晶屑凝灰岩；第四系上更新统(Qp3a)：阿巴嘎组气孔状橄榄玄武岩；全新统(Qh)地层：坡积土色砂砾石与风成细沙土(Qhdl+eol)及冲积砂砾与湖积淤积堆积物(Qhal+l)。区内构造迹象不明显，被第四系砂土和牧草覆盖，南侧新生代火山作用强烈，存在一马蹄形火山口，火山喷发方式以裂隙中心式喷发为主，在火山口附近气孔状玄武岩基岩大面积出露，呈面状展布[7]。

2 物性特征

工作区内气孔状玄武岩、致密状玄武岩、角砾岩屑晶屑凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩视极化率较低，视电阻率相对较高，钻孔内的含Fe、Mn质结核泥土呈现明显的低阻高极化特征，是引起本次激电异常的主要原因。

图1 工作区地质图

3 激电异常特征分析

3.1 激电中梯面积性测量激电异常特征

图2 物性特征

本次激电测量工作采用加拿大GDD大功率直流机电仪，该仪器具有仪器性能稳定、野外重复观测一致性好，数据质量高等特点，其发射机稳流精度高，产品安全性好。激电中梯面积性测量AB极距1600m，MN极距40m，观测段1000m；激电中梯剖面测量AB极距1600m(观测段1000m)和800m(观测段500m)，MN极距40m；对称四极激电测深ABmax=1600m。

岩石名称 件数 极化率（%） 电阻率(Ωm)最小值 最大值 算术平均值 最小值 最大值 几何平均值气孔状玄武岩 13 0.16 1.75 1.25 35 5307 962致密状玄武岩 24 0.56 2.24 1.16 175 7360 1362角砾岩屑晶屑凝灰岩 10 0.50 1.66 0.88 492 9919 1468岩屑晶屑凝灰岩 26 0.34 1.62 0.87 190 10260 2140含Fe、Mn质结核泥土(钻孔) 8 1.21 5.45 3.55 28 2367 315

工作区完成1:10 000激电中梯测量7.40km2，以视极化率3.0%圈定3个激电异常，编号为DJⅡ-1、DJⅡ-2、DJⅡ-3。3个异常视极化率等值线较密集，梯度变化较大，值在大多在3.0%～5.47%之间，最高值为7.90%，视电阻率值在200-400Ω·m之间变化，异常显示为低阻高极化特征。这3个异常有一个共同特点均分布在靠近测线两端。

3.2 激电中梯剖面测量、激电测深激电异常特征

在DJⅡ-1异常上布设A号激电中梯剖面；在DJⅡ-2、DJⅡ-3异常上B、C号激电中梯、对称四极测深剖面。

B线异常特征：当AB=1600m时，面积性测量发现的DJⅡ-2异常无显示，视极化率在1.0%～3.0%左右变化，视电阻率小于250Ω·m；AB=800m，激电异常重现，视极化率在3.0%～5.0%之间变化，视电阻率在250-1000Ω·m之间变化。A、C线异常特征与B线相似。在B线、C线上布置激电测深剖面。B线在距离地表0-90m之间，视极化率值均小于3%，对应的视电阻率在1000-2000Ω·m之间，呈现出明显的高阻低极化特征；在距离地表90-170m之间，存在一个近水平的高极化体，视极化率值均大于3%，最大值为4.39%，对应的视电阻率在200-700Ω·m之间，呈现出明显的中低阻高极化特征(图3)。C线激电测深异常特征与B线相似。

图3 B线激电中梯、激电测深异常图

4 钻孔验证情况

图4 DJⅡ-2激电异常钻探验证示意图

为了验证激电异常，在B线上布设ZK01钻孔，钻孔深度350m。钻探结果显示阿巴嘎组玄武岩厚度约90m,宝力高庙组凝灰岩埋深约200米，玄武岩与凝灰岩中间夹杂一层厚度约60米的含Fe、Mn质结核的风化层，呈现低阻高极化特征，主要由风化砾石及粘土组成，引起本次激电异常。

5 激电异常成因探讨

通过以上分析，本工作区激电异常分布特征如下：激电中梯面积性测量(AB=1600m)时，低阻高极化激电异常分布在观测段两端，中部无明显激电异常。布设激电中梯剖面对面积性异常进行验证：当AB=1600m时，面积性测量发现的低阻高极化激电异常消失，低阻高极化激电异常出现在观测段两端；当AB=800m时，面积性测量发现的低阻高极化激电异常重现，但是观测段两端有向高阻低极化过渡趋势。通过对称四极激电测深，在距离地表0-90m深度范围内，存在一个近水平状高阻低极化体；在距离地表90-170m深度范围内，存在一个近水平状低阻高极化体；170m深度以下，存在明显的低阻低极化体。

笔者认真分析本次激电异常特征及钻探验证结果，认为阿巴嘎组玄武岩覆盖层在工作区内呈近水平状，其下部的含Fe、Mn质结核的风化层顶部呈近水平状，构成一个由浅到深的“玄武岩(高阻低极化)-含Fe、Mn质结核的风化层(低阻高极化)-凝灰岩(低阻低极化)”地质地球物理模型。研究表明, 中梯装置的异常幅值不是随着供电电极距的增加而无限增大的，在无已知矿的情况下,通常根据任务要求的一般勘查目标体深度,按以下关系确定，AB=(4～10)h式中h为极化体的顶端埋深[2]。激电中梯装置观测段各点的勘探深度都不同，以装置主剖面的中心点O点勘探深度最大，约等于AB/2，为100%；主剖面始末点最大勘探深度理论约等于AB/2的74.6%；旁剖面的始末点最大勘探深度理论约等于AB/2的63%；旁剖面观测段的中心点最大勘探深度理论约等于 AB/2 的 91.6%[1]、[5]、[6]。因此在本次激电中梯测量中：AB=1600m，靠近观测段始末点，探测深度较浅，为含Fe、Mn质结核的风化层，中部探测深度较大，为宝力高庙组凝灰岩；AB=800m,靠近观测段始末点，探测深度较浅，为阿巴嘎组玄武岩，中部探测深度较大，为含Fe、Mn质结核的风化层。

6 结论

工作区内玄武岩覆盖层下的低阻高极化激电异常由含Fe、Mn质结核风化层引起，并建立了该地区地质地球物理模型。激电中梯装置观测段各点的勘探深度都不同，装置主剖面的中心点勘探深度最大。激电中梯装置的异常幅值跟供电电极距长度有关，应根据勘查目标体深度估算AB 极长度。由于作者水平有限，此文章仅供在该地区或同类地质条件工作的同行参考。