激发极化法在广西那佰矿区找矿中的应用

欧后峰

摘要：本文结合铅锌多金属矿床的矿物组成及岩、矿石的电性参数分析了那佰铅锌多金属矿利用电法勘探圈定成矿靶区的可行性，根据已知矿体上的视电阻率、视极化率特征，总结出那佰铅锌多金属矿不同类型矿床的激发极化和电阻率异常的规律。利用这些规律推断的异常基本得到证实。激发极化法勘探的效果表明，在矿区采用物探方法圈定找矿靶区可以得到较好的地质效果。

关键词：铅锌多金属矿;激发极化法;广西;那佰矿区

1.前言

那佰矿区经过多年各阶段的地质勘查工作一般采用地质与地球化学的方法进行找矿，物探方法应用较少。该矿区的矿物组成大多数是硫化矿物，一定量的硫化矿物则可以产生激电异常。因此矿体和围岩有明显的物性差异，在这样的条件下，则可以快速准确地确定异常区，提出找矿靶区。

为了配合地质勘查工作、加快勘查进度，进一步扩大矿区找矿成果，应用物探技术手段，采用对铅、锌等金属硫化物矿产探测效果较好的激发极化法，采用激电中梯扫描和对称四级测深工作，目的是探测200m深度范围内的激发极化异常体，为矿区下步地质勘查找矿工作的部署提供指导方向及依据。

2.矿区地质概况及地球物理特征

2.1矿区地质概况

矿区出露的地层主要为寒武系和泥盆系。寒武系是本区出露的最老地层，分布于复背斜的核部，构成西大明山复式背斜基底地层。岩性主要为一套海相复理石建造的碎屑岩，化石稀少，总厚度大于2851m，以灰黑色泥页岩及灰色、灰绿色中厚层状长石石英砂岩、不等粒砂岩夹泥页岩为主。泥盆系为碳酸盐岩台地边缘相沉积，分布于寒武系四周，构成西大明山复式背斜的围翼。泥盆系下统：底部为灰色中厚层状含砾不等粒石英砂岩、含砾砂岩。中上部为紫红色泥质粉砂岩、灰白色中厚层状石英砂岩、石英杂砂岩夹灰色紫红色薄层状含粉砂泥岩，紫红色薄—中层状含粉砂泥岩、含铁泥岩夹灰色中层状粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩与粉砂质泥岩互层。泥盆系下统莲花山组是本区铅锌矿体的含矿层位之一。泥盆系中统：为灰-浅灰色中厚层状石英砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，局部为深灰色中薄层状泥岩夹泥质灰岩、微晶灰岩、微晶-泥晶灰岩夹硅质泥岩。泥盆系上统：为深灰色-灰黑色薄-中层状砾屑白云质灰岩、白云岩、生物碎屑微晶灰岩夹硅质泥岩、深灰色中薄层状含燧石团块微晶灰岩、扁豆状条带状微晶灰岩、泥灰岩。

那佰矿区位于西大明山复背斜的南翼东段西侧。构造以断裂为主，岩石总体上呈倾向东南、倾向南的单斜岩层出现，次级褶皱不甚发育。矿带内的断裂按走向可分为北东向、北西向、东西向3组。北东向断裂是区内的主要断裂，贯穿全矿区，断裂规模大;东西向断裂规模较小，但与矿化关系较密切。北东向断裂中规模最大、与矿化关系较密切的为渌渭—那蒙断裂（F3）。现将F3断裂特征描述如下：

渌渭—那蒙断裂（F3）：为区域性控岩、控相、控矿区域性断裂，贯穿全矿区，其特征之一是使矿区范围内大部分的寒武系与泥盘系地层呈断层接触。断裂呈北东—南西向展布，倾向南东，倾角65°左右，长约13km。断裂西段被北西向（F5）断裂切割并位移，中段沿寒武系与下泥盆统不整合面发育并使其呈断层接触，常表现为宽窄不一的破碎带，破碎带最大宽度可达20m，破碎带主要由硅化构造角砾岩组成，角砾呈棱角—次棱角状，角砾间多由硅质、铁质及泥质充填胶结，胶结一般较紧密。破碎带中常有硅化、黄（褐）铁矿化、铅锌矿化等热液蚀变，尤其是硅化蚀变较为普遍且强烈。在断裂带内或断裂带两侧常存在一系列硅化带，其规模大小不一，主要由硅化细砂岩、硅化粉砂岩和热液石英岩组成，硅化带中见有大量呈网状、树枝状或放射状的石英细脉，这些由热液蚀变形成的硅化带中，硅化、黄铁矿化蚀变强烈，带内及旁侧裂隙、节理发育，对成矿有利。

本区矿体主要受断裂破碎带及硅化破碎带控制，矿体一般赋存于断裂破碎带内、硅化破碎带之中，矿体呈脉状、似层状，规模一般较小;或者分布于次级小背斜及小向斜过渡地段的剪切裂隙中（渌井铅锌矿）及寒武系与泥盆系接触带的角度不整合面中（长屯铅锌矿），矿床成因类型属中低温热液裂隙充填型矿床。矿石的矿物成分较简单，矿石矿物为闪锌矿和方铅矿，其他金属矿物有黄铁矿、极少量黄铜矿等。矿体多数产于硅化构造破碎带中，因受到强烈硅化蚀变，矿石难氧化，主要为原生硫化矿。根据矿石结构、构造特征，可分为脉状矿石、浸染状矿石和角砾状矿石，按含矿岩性特征可分为构造角砾岩型矿石、热液石英岩型矿石、硅化砂岩型矿石及褐铁化粉砂岩型矿石。

2.2矿区内岩矿石电性特征

由于铅锌矿石为硫化矿物，所以显示主要为电阻率和极化率异常。在测区中采用小对称四极法在岩石和矿体上获得的电性参数如表1所示。

从表1中可知，各种矿石的极化率均大于不含矿岩石。根据测区岩矿石极化率特征将其分为三类，一类的岩石极化率小于1.5%;第二类岩石极化率在2.5%～3.5%之间;第三类岩石极化率大于3.5%。

除岩石中硫化矿物的存在使岩矿石有极化率异常外，含炭质岩石也能产生极化率异常。如含炭质砂泥岩，极化率为3.5%，在解释中要识别出来。

同样根据表1中所示的电阻率参数分析，各种含矿石的电阻率差异很大，而不含岩石的电阻率与矿石的电阻率类似，很难根据岩石的电阻率特征圈定找矿靶区。所以平常所说的低阻异常不一定就是矿致异常。但结合极化率，电阻率两种参数来辨别，可把岩矿石的电阻率分为三类，一类为低阻岩石，电阻率小于500Ω·m，第二类为中等电阻率岩石，电阻率在1000Ω·m～3000Ω·m范围内;第三类为高阻岩石，电阻率大于3000Ω·m。

根据表1可知，矿区的构造角砾岩型矿体，电阻率为3280Ω·m，极化率为2.5%，其特征为高阻中等极化体;根据表1可知，層间破碎带型矿体，位于硅化带及其附近的破碎砂岩的电阻率为888Ω·m～486Ω·m，极化率为5.5%～3.5%。其特征为低阻高极化矿体;那些无硅化作用且距离断裂带较远的砂、泥岩，虽然极化率较高，但成矿的可能性较小。

3.激电中梯扫面测量异常分析

根据1∶1万激电中梯扫面测量成果，矿区东部存在一个面状激电异常，表现为低-中阻中高极化特征;矿区中部至西部存在一个北西向的不规则线状激电异常，中部异常宽大，西部异常未封闭，表现为低-中阻中高极化特征;矿区南部存在东西向和南北向的线状激电异常，表现为中高阻中高极化特征。

激电异常主要沿硅化蚀变带（断层）断续分布，所处地层為泥盆系下统莲花山组，是工作区找矿的主要层位，地表见硅化、矿化，主要为铅锌多金属矿化，部分已有已知见矿钻孔或民隆，对应异常情况较好，是有利的找矿靶区。

4.测深异常分析

根据激电中梯扫描测量成果，布置了激电对称四极测深工作，进一步研究激电异常的深部情况。结合地质情况、物性条件，分析视极化率、视电阻率在不同类型矿床的激发极化异常规律为：

4.1中等电阻高极化矿体

位于00测线的已知矿体从200—320段，这是典型的在断层附近生成的矿体。岩性不统一，电性特征也会随着岩性的变化而变化。在测线上宽度约70m的范围内有明显的视极化率和视电阻率异常，电阻率按岩性顺序由小变大，极化率由大变小。从图1中可看到：视极化率极大值大于5%，以4%的视极化率等值线范围圈定的范围基本与矿体位置吻合。视极化率异常主要由硅化破碎砂岩（矿体）引起。视电阻率极大值约为2300Ω·m，参见图2。这种视极化率和视电阻率特征可以指导在断层附近寻找类似的矿体。

4.2高阻中等极化率矿体

位于2测线的已知矿体穿过硅化带的膨大部位，硅化带内的矿体岩性为硅化构造角砾岩。如图3、图4所示，2.5%极化率等值线、2800Ω·m电阻率等值线所圈定的范围与矿体基本一致，矿体在测线上的宽度约为70m。这种高阻中等极化率异常为硅化构造角砾岩型矿石的特征。在矿体外侧的硅化构造角砾岩，极化率为1.5%左右，与矿体的极化率差异较小。因此，在此矿区应注意高阻中等极化率特征。

4.3中等电阻率高极化率的地层异常

在测线上发现中等电阻率高极化率异常，较典型的剖面8线400—640段。如图5、图6所示，480—560段极化率在浅部达到最大值，然后急剧减小至1%左右。即极化体仅存在于地表附近，从地形上看，异常主要在山顶，参见图4。异常附近没有断裂或硅化带存在，岩石为炭质泥砂岩。岩层极化率虽然高，但电阻率与4.1节所述的矿体相差较大，结合地质资料，这种异常推断为残留在山顶的炭质泥砂岩地层的反映。

5.成果

根据前述总结的矿体的异常规律，在测区找到2个激发极化异常带。

结合地质特征可分为：（1）硅化带异常，其特征为高阻中等极化率，可能为硅化构造角砾岩型矿，类似与2测线的异常。（2）断裂带异常特征为中等电阻率高极化率异常。可能为破碎砂岩型矿，类似于00线的矿体异常。以上2个异常带，推断为含矿异常带，钻探验证为矿（或矿化）体;（3）地层异常特征为中等电阻率高极化率异常，岩性为炭质岩层。这种异常为非矿异常，类似于00线400—640段。

6.结论

在此矿区开展激发极化法勘探工作取得了较好的物探效果，表明激发极化法在那佰矿区的预测、勘探靶区的选定及矿体范围圈定中具有良好的应用前景。参考文献：

[1]傅良魁.激发极化法[M].地质出版社，1982.

[2]程志平.电法勘探教程[M].冶金工业出版社，2007.

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