综合物探法在湖北某危机矿山接替资源勘查中的应用

林剑凯，雷 宛，田银川，张桃荣

（成都理工大学地球物理学院，四川 成都 610059）

近年来，随着现有矿山开采程度的加深，大批老矿山，特别是一些大型矿山因资源危机而面临或濒临关闭的严峻局面。由于这些大型老矿山不仅在我国矿产资源保障体系中占有非常重要的地位，而且对所在地域的经济以及社会稳定都具有十分重要的影响[1]。因此，开展大型老矿山基地的接替资源勘查特别是深边部的资源勘探具有十分重要的经济和社会意义。

1 矿区地质及地球物理特征

1.1 区域地质特征

1.1.1 地层

矿区出露二叠系下统茅口组至三叠系中下统嘉陵江组，以碳酸盐岩为主，矿区外围出露有志留系、泥盆系和石炭系的粉砂岩、砂岩和碳酸盐岩，与成矿关系最密切的地层为中下三叠统嘉陵江组，鸡笼山矿区地质略图如图1所示。

1.1.2 构造

矿区地质构造复杂，主体处于鸡笼山—苗母山复式倒转向斜内，表现为一系列北西西向的紧闭线状褶皱，发育有北东向、北西向的逆冲断层和近东西向的断层，矿区的北侧为富池—码头复式倒转背斜，南侧为枫林—下畈复式倒转背斜。

图1 鸡笼山矿区地质略图

区内断裂构造发育，区域性的谢华武-丰山洞北西向断裂带从矿区穿过，表现为低重力异常带，鸡笼山花岗闪长斑岩可能沿此断裂充填，中矿带的含矿大理岩多具角砾状构造，属断裂带中碎裂岩块[2]。

1.2 区域地球物理特征

区内工作程度较高，但物性工作开展较少，通过收集整理了部分成果，对区内岩石标本密度进行测量，结果表明区内花岗闪长斑岩密度大约2.59g/cm3,灰岩密度大约为2.69g/cm3,二者密度差约0.10g/cm3，在物性上具备了开展重力工作的前提。

区内矿石、矿化岩石与花岗闪长斑岩、灰岩、大理岩电性参数可分为3个等级，电阻率从小到大依次是①铜金矿石、磁铁矿石——②矿化大理岩、矿化花岗闪长斑岩、矿化矽卡岩——③灰岩。因此，本区具备电法划分围岩与岩体，寻找接触带的电性前提。

综上所述，根据物性成果，利用重力测量成果中的重力低异常结合CSAMT的相对高阻异常及地磁异常能较好的圈定花岗闪长斑岩体；当矿化蚀变带规模较大、在有效探测深度内利用CSAMT的低阻异常带能较好的圈定找矿有利部位[3]。

2 综合物探测试方法

基于上述地质、地球物理特征和各类岩矿石的物性特征可知，可采用高精度重力、磁法查明花岗闪长斑岩体的分布范围及延伸方向，在具有良好物探异常区开展可控源音频大地电磁法（CSAMT）工作，获取地下地层、岩体、构造的电性信息，探索岩体与地层的接触关系及构造情况。结合已有地质、物探资料，推测岩体展布情况，预测成矿有利部位，为勘查工程的布置提供信息。

（1）高精度重力。本次工作投入美国制造的LCR—G型重力仪和加拿大产CG-5型重力仪，共四台，高精度重力测网布设采用50m×20m,100m×40m及100m×100m三种网度，测线方位角均为39°，完成的10.56km2，累计测点3316个；

（2）可控源音频大地电磁法。本次可控源音频大地电磁法（CSAMT）采用的仪器是加拿大凤凰公司生产的V8电法仪，使用的装置类型为电性源CSAMT标量测量的工作方式，以测线方向为X方向，垂直测线方向为Y方向，电道Ex电极采用首尾相接的方式布设，磁道Hy磁探头垂直测线X方向。

鉴于本次物探目的任务和工区的地理情况及地质构造情况，场源布设于工区东南6km～12km的江西黄金乡范围，场源接地偶极子长度AB约1.2km～2.0km，Rmax=8.1km，Rmin=5.1km，R满足大于5倍勘探趋肤深度且接收信号可靠的要求。中低频段供电电流达20A。

3 资料分析与地质解释

物探工作的地质任务是查明区内与成矿关系密切的花岗闪长斑岩体的赋存状况，圈定岩体的接触部位，重点分析位于鸡笼山岩体西南侧白果树-余家山周围的成矿有利部位，查明岩体中捕虏体分布。

由物探综合剖面图可知，在CSAMT电阻率剖面中存在多处低阻异常，推测由区内断层及褶皱共同引起，岩体也沿构造薄弱侵入和赋存。

W1线：W1线位于G2-重力异常的东南侧，曲线极小值位于1450点，西侧曲线相对东侧平缓，推测岩体在深部向西南延伸。

由重磁异常曲线图可见，位于1340～1540点为重力异常低值区，对应高磁异常北东翼；完整的高磁异常则与布格异常曲线较缓的西南翼重合，推测岩体由北东向西南深部侧伏所致。

在电阻率断面图上，电阻率上高下低，在1350点附近存在一电阻率梯级带；北东侧1350～1650点标高0m～800m存在一低阻异常，此异常处于余家山向斜核部，推测低阻异常由断层和褶皱共同引起。测线西南侧下部400Ω.m～1200Ω.m相对低阻区推测可能为向西南延伸的隐伏岩体引起，上部高阻异常推测为三叠系大冶组灰岩引起。

W2-W6线：W2-W6位于G2-重力异常的北西侧长轴状重力异常带及两翼，布格异常显示测线西南翼重力等值线较北东翼平缓，推测为白果树岩体整体北东侧陡立，西南侧延伸较平缓引起。

由重磁异常曲线图可见，剩余异常极小值基本与磁异常极大值对应，形成重低磁高异常，可以看出高磁异常宽度很窄，推测高磁主要对应浅表岩体、矽卡岩及磁铁矿化物质引起，W2-W6剩余重力异常曲线形态近似等轴状，低重异常可能主要反映浅部岩体的范围及延伸方向。对深部是否存在岩体及岩体延伸方向反映不明显。

在电阻率断面图上，W2-W6线电阻率总体呈由上到下高低阻分布，推测高阻可能主要反映了鸡笼山翻转背斜南侧三叠系大冶组3-4段灰岩，相对低阻可能为层间破碎、岩体、矿化蚀变共同引起。

结合布格异常曲线和岩体电阻率相对低的特征，大致圈定了W2-W6线岩体延伸情况。特别的W6线，其布格异常曲线北东侧相对W1-W5布格异常曲线相对较缓，同时电阻率剖面标高0m～-800m的低阻异常带也由西南向北东向下延伸，推测为白果树岩体在此向北东下部延伸引起，同时由标高-700m～-800m的低阻异常已经圈闭可以看出岩体向北东深部延伸情况有限。

4 结论

（1）结合物探与地质钻探资料，白果树地区在物探综合剖面上圈定了1处找矿有利部位，结合已知资料和地质情况对位于白果树岩体东南侧，CSAMT剖面W3线1240号附近进行了钻孔验证，在470米深处成功见矿。本次工作提出的探测组合，对鸡笼山危机矿山接替资源勘查和其他类似的危机矿山接替资源勘查具有一定的推广和示范意义。

（2）本研究采用多种物探方法互相结合、互相验证，弥补了单一方法的局限性，也即利用同一地质现象对应的不同物性差异，采取了不同方法得到不同的地球物理场，充分利用各种地球物理场所提供的信息，获得更全面的地质信息，并结合地质资料，做出符合客观情况的地质推断，证明是准确探测深边部成矿的有效途径。