激发极化法在昆仑河黑刺沟金矿勘查应用效果研究

苑永涛，封建平，谭运鸿，蔡生顺

（1.青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海西宁810012；2.青海省地质调查院，青海西宁810012）

1 概述

昆仑河地区位于青海省格尔木市南部，地处东昆仑中新远古代—早古生代缝合带南侧东昆仑南坡俯冲增生杂岩带内[1]，其北为北昆仑岩浆弧，南部紧邻巴颜喀拉地块[2]。成矿区带划分属东昆仑金、铜、铅锌、铁、多金属成矿带中的昆南金、铜、钴成矿带上，是青海省金、铜、多金属成矿有利地区，具有形成各类金、铜、多金属矿的巨大潜力[3]，目前在预查内共周边发现矿（化）点、矿化线索共28处。

黑刺沟金矿于2012年通过1∶5万水系异常查证时发现矿化线索并开展查证工作，金矿蚀变带两侧被第四系覆盖，地表直接找矿较为困难，为进一步扩大找矿规模，急需开展物探工作对蚀变带追索。激发极化法是一种成熟有效的物探方法，广泛应用于我国的金属矿产勘查，对追索蚀变带具有良好的效果。邹光华对我国6个大型或特大型金矿床（田）的伴生金属矿物特征与围岩蚀变作用研究，认为在有利的地质—地球物理条件下，激电方法不失为一种比较有效的找金物探方法[4]；孙宗席等人在新疆第四系覆盖较厚的戈壁滩双泉金矿区运用激电法取得了事半功倍的效果[5]。

2015年在该金矿区矿化蚀变地段以试验为主布设了1∶5千激电中梯剖面测量工作10km，通过激电剖面的实施，在各剖面电阻率梯度转换部位与土壤异常区圈定的蚀变带展布位置十分对应，且有中等幅值的矿化激电异常JD1显示，部分地段与地表圈定的构造蚀变带相吻合，说明1∶5千激电中梯剖面在工区追索矿化蚀变带方面有很好的指导意义。因金矿化蚀变带两侧被第四系覆盖，地表直接寻找较为困难，蚀变带走向和延伸长度难以追索。为进一步扩大找矿规模，在已开展的激电中梯两侧进一步开展1∶5千激电中梯工作10km，结合地质资料、矿产特征圈定可能属于矿体引起的异常，根据物探成果布设钻孔发现新的金矿体，使含金矿化蚀变带向西延伸1040m，取得了良好的找矿效果。

2 矿区地质特征

研究区处于青藏高原东北部，主体位于东昆仑南坡地层分区中，其北邻祁漫塔格—北昆仑地层分区，南邻西藏—三江地层大区之木孜塔格－西大滩－布青山地层区分区。区内属于东昆仑成矿带中部，划属东昆仑金、铜、铅锌、铁、多金属成矿带中的昆南金、铜、钴成矿带上，是青海省内金、铜、多金属的成矿有利地区，具有形成各类金、铜、多金属矿床的巨大潜力。

区内构造活动强烈，4条主断裂横穿异常区，均为北西向，严格控制着区内化探异常及矿产分布，区内岩浆岩不发育。普查区出露地层主要有中—新元古代万保沟群、奥陶—志留纪纳赤台群、早三叠世洪水川组(T1h)、早—中三叠世闹仓坚沟组(T1-2n)、中三叠世希里可特组(T2x)及第四纪地层。

中—新元古代万保沟群主要分布在研究区北西、中东部少部分地区，与奥陶世—志留纪纳赤台群均呈断层接触关系，万保沟群由下部温泉沟组（Pt2-3W）和上部青办食宿站组（Pt2-3q）组成，两者呈断层接触关系。奥陶—志留纪纳赤台群是研究区内最为广泛分布的一套地层，约占研究区面积的三分之二，分布于普查区中段及南段，受断裂控制明显，总体呈北西—南东向展布，与中—新元古代万保沟群呈断层接触关系，中三叠世洪水川组角度不整合上覆于该群之上，岩性组合由下而上分别为石灰厂组（OSs）和哈拉巴依沟组（OSh），两者为整合接触。早三叠世洪水川组(T1h)主要分布于研究区北部，与上覆闹仓坚沟组(T2n)呈整合接触，为一套浅变质的粗、细碎屑岩系。早—中三叠世闹仓坚沟组(T1-2n)分布研究区以北少部分地区，岩性比较稳定，其下与洪水川组呈整合或者断层接触，与万宝沟群呈断层接触，岩石类型为深灰色中厚层粉砂岩、灰色生物灰岩、泥质灰岩夹中细粒长石岩屑砂岩、砾岩及少量火山岩。中三叠世希里可特组(T2x)主要分布在研究区的西部，出露面积较小，与下层的中—新元古代万保沟群(Pt2-3W)呈断层接触，大部分被第四系覆盖，岩性为灰绿色、深灰色厚层状不等粒岩屑长石砂岩、长石岩屑砂岩夹板岩，上部粉砂岩、板岩增加，局部见有石灰岩、砾岩。其中万保沟群中发育的厚层状灰岩与洪水川组中发育的大量碎屑岩呈断层接触，该断层（F1）为本区的主要控矿构造，与异常区成矿关系较为密切。

MⅠ矿化蚀变带长约5.5km，宽60～300m不等，与区内F1断层走向基本一致，蚀变带整体呈黄褐色，岩石较为破碎，碎裂状特征明显。蚀变带及围岩的岩石组合从南向北大致为洪水川组砂砾岩—硅质岩—碎裂岩化石英脉—破碎蚀变带（含矿层位）—凝灰岩（蚀变玄武岩）—粉末状土状破碎蚀变带—蚀变玄武岩。蚀变带岩性以碎裂岩化石英脉、硅质岩为主，局部夹有少量凝灰岩，岩石极为破碎，局部呈粉末状土状，矿化主要为褐铁矿化，蚀变主要为硅化、碳酸盐化。蚀变向西侧延伸十分稳定，向东规模逐渐变小，褐铁矿化蚀变较弱有逐渐尖灭趋势，蚀变带内岩石普遍深褐色，多呈土状、粉末状，少量碎块状，成分主要为碎屑岩，局部见少量黑灰色薄层状灰岩夹层。由于该区第四纪发育，直接圈定蚀变带较为困难，开展激电中梯工作不失为一个很好的方法。

3 工作方法

在向地下供入稳定电流的情况下，仍可观测到测量电极间的电位差随时间而变化（一般是变大），并经相当时间（一般约几分钟）后趋于某一稳定的饱和值；在断开供电电流后，测量电极间的电位差在最初一瞬间很快下降，而后便随时间相对缓慢地下降，并在相当长时间后（通常约几分钟）衰减接近于零，这种在充电和放电过程中产生随时间缓慢变化的附加电场现象，称为激发极化效应[6]。为反映岩石激发极化效应的相对强度，采用二次场的饱和电位差与总场电位差的比值表示，称为极化率η。

在以往完成1∶5千激电剖面的基础上，向蚀变带两侧按160m间距、点距10m布设，对蚀变带走向延伸准确定位，寻找电阻率梯度异常带，大致确定MⅠ、MⅡ含矿蚀变带在走向上的延伸。本次剖面测量工作采用长导线中梯装置，往年工作时装置参数供电极距AB=1200m，测量电极MN=40m，点距10m，供电时间5s，周期为20s，断电延时200ms。本次工作前在金矿发育地段重新经试验剖面确定装置参数供电极距AB=1200m，测量电极MN=60m，点距10m，供电时间12s，周期为48s，断电延时200ms，测量地段为2/3AB极距中段平稳场地段。

在施工过程中,严格按照《时间域激发极化法技术规定》(DZ/T0070-1993)操作。通过对成果综合分析、研究，认为此次激电工作效果较好，激电异常在矿化有利地带显示明显，与往年异常带位置吻合。

4 激电异常的处理与解释

在测量前由测量人员采用GPS RTK动态测量放样，用WDJD-3型多功能数字直流电法仪进行数据观测，野外实测数据经改正之后,使用新疆金维GeoI⁃PAS 3.2物探专业版软件绘制了视极化率(ηs)、视电阻率(ρs)剖面图、剖平图等图件，并在武汉中地信息工程有限公司开发的MAPGIS软件平台上进行编辑制作最终成图。

通过对ZP1-13剖面工作，由视极化率剖平图（图1）可以看出视极化率曲线形态和往年的衔接较好（图中浅色部分为往年工作），形态较为一致。根据异常分布及幅值情况,以视极化率为2%作为异常下限,对工作激电异常进行划分,共圈出3个激电异常。

JD1异常位于剖面西北部，近东西向展布，异常地段主要出露岩性为砾岩，引起异常的原因不明，需进一步工作查明原因；JD3异常位于剖面的南侧，是往年炭质异常的延伸，向西延伸至ZP5剖面尖灭消失，向东延伸至ZP13剖面且未封闭，说明本区炭质发育，在工作时应注意区分炭质异常的影响；JD2异常是往年的碎裂岩化激电异常的延伸。

JD2异常位于剖面的中部，长3.5km，宽50～200m，近东西向展布，在每条剖面上均有显示，向西有变宽的趋势且未封闭，向东在ZP12剖面逐渐平缓降低消失。根据地质工作情况分析JD2异常主要是矿化碎裂岩（蚀变带）的反映，和矿化蚀变带的空间展布规律一致，与MⅠ蚀变带对应性极好，可能是金矿化赋存的碎裂岩化在极化率异常的反映，根据激电异常成果控制MⅠ蚀变带向西侧的延伸达1500m，并且向西侧的延伸十分稳定。

视电阻率剖平图（图2）显示在剖面南端视电阻率为低阻（图中浅色部分为往年工作），北端为高阻，结合中间已知矿化蚀变JD2异常地段由南向北显示为的低阻向高阻过渡地段即为矿化地段，推断在剖面中间地段有一条近东西向展布的推测矿化蚀变带，和极化率推测的矿化蚀变曲线位置基本重合。

5 异常验证结果

根据1∶5千物探剖面工作成果，在JD2异常区域ZP2剖面东侧电阻率由低到高突变转换部位开展地表揭露工作，圈定金矿体1条（图2），编号为MⅠ-6，该条金矿体处于电阻率由低到高突变地段，控制宽度1.0m，最高品位1.5g/t；金矿化体累计厚度达6m，赋矿岩性为黄褐色褐铁矿化碎裂岩（蚀变带），该矿体的圈定，使MⅠ-1矿体向西延伸1040m。该条金矿化体的发现说明在该区激电中梯方法能很好地划分出矿化蚀变带的延伸长度和走向，推测的矿化蚀变带和地质上推测的走向基本一致，为下一步开展地质工作提供精确的物探依据。

为对激电异常进行查证，进一步扩大成果，在ZP2剖面东侧40m处布设93号勘探线对异常进行解剖（图3）。ZP2剖面方位：15°，剖面长度：0.74km，为对异常进行解剖，将该剖面和93号勘探线套合，截取异常地段进行分析：激电异常主要位于256～294点，呈双峰状极化率异常显示，异常宽190m，极大值在262点达3.257%，电阻率在229～3699Ω·m之间，异常主要位于长石石英砂岩中，异常范围和长石石英砂岩出露范围较为一致，并在长石石英砂岩中发现有碎裂岩化，推测该异常是矿化蚀变带的反映。在电阻率转变地段布设ZK9301孔进行验证，在深部发现有MⅠ-6矿体，矿体总体向南倾，倾角约60°，赋矿岩性为褐铁矿化碎裂岩，主体位于蚀变带中，蚀变带原岩为砂岩和少量石英颗粒，岩石极为破碎，局部呈黄褐色粉末状，褐铁矿化蚀变极强；深部金矿体与地表槽探中圈定的矿体对应性较好，说明矿体向深部延伸稳定。该矿体的发现，再一次证明MⅠ蚀变带有非常好的含矿性、连续性，进一步拓展了HS25异常区的找矿前景，说明激发极化法在该区具有很好的效果。

总体而言，金矿体受构造控制，具有带状分布的特点，对整个MⅠ蚀变带而言，矿体的连续性一般，在局部地段较为富集，厚度变化较大，整体上矿体呈大小不等的似层状、透镜状和不规则囊状等形态沿北西－南东方向呈带状分布。矿体主要赋存于构造蚀变带中，由于该区第四纪发育，地表揭露较为困难，利用激电中梯方法圈定的JD2异常与矿化蚀变带的空间展布规律十分对应，较为直观地显示矿化蚀变带的走向和范围；视电阻率曲线显示南端为低阻，北端为高阻，电阻率由低阻向高阻梯度转换部位与蚀变带展布方向较为吻合，说明1∶5千地物综合剖面在追索蚀变带方面具有很好的指导意义，能很好地反映出矿化蚀变带在空间上的展布特征。根据物探成果说明蚀变带向东西两侧还具有很大的找矿空间，显示极好的找矿前景。

6 结论

上述分析研究认为,本次工作为取得更好的观测效果，在工作开展前进行试验剖面，改变供电装置参数并不影响极化率和电阻率的形态和走向，在工作时详尽了解矿区内激电异常的位置走向,结合地质资料,区分南侧炭质引起的低阻高极化异常，圈定中部中等幅值极化率异常和电阻率突变部位即为金矿化蚀变带的走向，为工程验证提供物探依据。根据激电成果在电阻率由低阻向高阻变化地段布设的ZK9301孔圈定的MI-6金矿体进一步证实激电工作在该区具有良好的找矿效果，激电异常显示蚀变带向东西两侧还具有很大的找矿空间，显示极好的找矿前景。因此，在该区投入激电中梯测量工作精准圈定含金矿化蚀变带的走向和范围，利用激电中梯方法间接找金是切实可行、有效。