物探方法在冀西北找矿中的应用效果

段凌峰

摘要：河北省张家口蔡家营铅锌矿区南外围，在原普查区的深边部继续开展综合物探工作，通过大功率激电测量及CSAMT可控源音频大地电磁法测深工作，圈定出综合异常，提出了以深边部为空间，以热液构造带、接触带为目标思路。根据本次综合物探方法的应用效果，通过钻探验证发现了伴生硫化物的隐伏铅锌矿体，对扩大矿区远景起到了一定作用。

关键词：激电测量;电磁法;异常

随着我国经济建设的深入发展，地质勘探在矿区深边部找矿成为了发展方向。笔者主要阐述综合物探方法在张家口蔡家营外围找矿中的实际应用，多种方法手段避免了单一工作方法的多解性。本区激电异常“低阻高极化”电性特征在寻找隐伏伴生硫化物的铅锌矿中找矿效果显著。通过钻探验证，发现了工业品位的铅锌矿体，构建了找矿模型。物探多种方法的应用模式在冀西北地质找矿中可推广借鉴。

1.地质概况

工作区位于华北地台北缘内蒙古地轴中部之蔡家营凸起，尚义～赤城深断裂的北部边缘，康保～围场深断裂的南部，华北地台北缘青羊沟～蔡家营～兰闫铅锌矿大型多金属成矿带中部，蔡家营铅锌大型多金属矿床的南部外围。

区内出露的地层主要有下元古界红旗营子群变质岩系、中生界侏罗系白旗组、张家口组火山碎屑岩及火山熔岩，白垩系砂砾岩及新生界第三系及第四系等（见图1），由于本区地处坝上高原，大面積被第四系覆盖，基岩出露零星。通过众多科研成果表明，红旗营子群变质岩系老地层，其Zn微量元素丰度值较高，Zn平均值为345.21×10-6，是地壳平均值的4倍～5倍，是本区公认的铅锌等多金属矿形成的初始矿源之一。

由于本区特殊的地域优势，其构造活动频繁剧烈，并且呈现多期迭加改造的态势。首先，其南缘为近EW向的尚义～赤城深大断裂，其北部为近EW向康保～围场深大断裂，NNE向的乌龙沟～上黄旗深断裂从本区东南部穿过，受这些深断裂的影响，其派生的NE向断裂构造较为发育，不同方向、不同期次构造变动，为本区成矿熔液的运移及沉淀提供了良好的空间。

2.地球物理特征

根据表1可知：区内变粒岩、蚀变正长斑岩呈现“中极化、中电阻”电性特征;石英斑岩具有“低极化、高电阻”的电性特征;含黄铁矿化蚀变岩具有“高极化、低电阻”的电性特征。

综上所述，矿体与围岩电性差异明显，具备开展电法勘探的物性前提。结合本区矿床类型、围岩蚀变及外围深边部找矿的要求，确定大功率激电测量及可控源音频大地电磁法（CSAMT）测深作为本次的勘探手段。

3.物探方法的应用效果

3.1大功率激电中梯

在蔡家营外围测区进行了激电中梯扫面。共完成4.2km2的激电中梯扫面工作。全区视电阻率曲线圆滑，数值一般在500Ω·m左右，大部分为中低电阻率，为第四系覆盖;西部高视电阻率多为黑云斜长片麻岩、混合岩出露区。

视极化率异常明显，ηs异常值较高，且较规律。异常总体为近南北走向“半弧”型展布，根据异常特征及分布位置，圈定四个异常，编号为D1、D2、D3、D4。

D1异常位于测区北端。视极化率以3%勾出的等值线为椭圆状，长轴方向近南北，长约200m，宽约100m。视极化率最大值4.9%。与其对应为中低视电阻率;D2异常位于测区中段，视极化率等值线为纺锤状，长330m，宽约100m～200m。视极化率最大值4.9%。与其对应为中低视电阻率;D3异常视极化率等值线为椭圆状，长轴方向近东西，视极化率最大值4.9%。与其对应为中低视电阻率。

D4异常位于测区东端，视极化率以3%勾出的等值线为楔状，长330m，宽200m，与其对应为中低视电阻率。中梯异常的电性特征为“中低阻高极化率”。

3.2可控源音频大地电磁测深（CSAMT）

可控源音频大地电磁测深布设在D4异常上，剖面方向南北。

从CSAMT反演电阻率断面上看，纵向上电阻率大部呈现由低到高的变化趋势。共分两个电性层，0～60m，相对低阻区，电阻率30Ω·m～200Ω·m，推断为第四系（Q4）残坡积、亚砂土;60m以下，相对高阻区为下元古界红旗营子群片麻岩（Arh）。从水平1280～1450点之间，高阻区内出现了一个宽缓的相对低阻凹陷带，为断层F，南倾，向下延伸250m至完整基岩（Arh）。结合地质剖面，建议钻孔施工在1400点位置。钻孔ZK1验证情况：0～31m为第四系亚砂土，65m以下为片麻岩（Arh）地层，在152m～168m为构造破碎带，充填浸染状黄铁，见星点状细脉状闪锌矿，发育于破碎岩石裂隙中，目估品位含量达1%。

3.3主要认识

钻探验证，在152～168m处存在构造带，发现了伴生硫化物的铅锌矿体，达到了工业品位。主要认识如下：

（1）本区海西期岩浆活动剧烈、频繁，呈多期次、多旋回的特点，岩浆活动是本区内多金属矿产形成的一个重要的内在因素，不仅在漫长的地质演变过程中提供热源和动力，同时，在成矿过程中与其他地层进行重熔、交代，使成矿溶液中的有益元素浓度再次富集。（2）对于本区的含硫化物铅锌矿而言，可以通过与其伴生的黄铁、黄铜的激发极化效应，利用激电中梯扫面圈定出矿体的平面位置;然后结合电磁测深，确定矿体的空间分布特征及产状要素。对于该区埋深较大的矿体探测，由于断裂构造是铅锌矿的导矿容矿通道，可以应用可控源音频大地电磁测深法（V8），来确定构造发育情况，从而为该区工程施工提供物探理论依据。（4）本区铅锌矿物探模型为：激电中梯测量“中低阻高极化”电性特征;CSAMT测量构造裂隙为“中低阻”特征，可以推广借鉴。

4.结论

（1）测区共圈定了四处激电异常（D1、D2、D3、D4），为成矿有利地段。异常由裂隙充填黄铁矿伴生铅锌化引起。（2）通过钻探验证，发现了铅锌矿体，激电中梯测量+电磁法测深来圈定“中低阻高极化”电性特征的金属硫化物矿体效果较佳。（3）本次综合物探认为，蔡家营铅锌矿外围找矿前景较好，为冀西北地质找矿确立了物探模型。对扩大矿区远景起到了一定作用。

参考文献：

[1]傅良魁.激发极化法[M].地质出版社，1982.

[2]张胜业，潘玉玲.应用地球物理学[M].中国地质大学出版社，2005.

[3]刘天佑.地球物理勘探概论[M].地质出版社，2007.

[4]李金铭.地电场与电法勘探[M].地质出版社，2005.

[5]刘国兴.电法勘探原理与方法[M].地质出版社，2005.

[6]李金铭.激发极化法方法技术指南[M].地质出版社，2004.