山西繁峙县后所铅锌矿激电测量应用效果

靳月文，赵明宣

(山西华冶勘测工程技术有限公司，山西 太原 030002)

山西省繁峙县后所铅锌矿区位于晋北地区，2001年建成投产，设计生产规模3.0万t/a。2002年由于全县境内进行矿山专项整顿，生产基本处于停滞状态。之后由于种种原因，生产时断时续，工作的连续性较差，仅对浅部矿体进行了开采。

为进一步查明矿区深部及中西部黄土覆盖区矿体分布特征，对全区资源储量进行详细估算，给下一步生产提供地质依据，在本区进行了1∶2 000补充详查工作。物探工作投入了激电中梯和激电测深，开展面积性测量及精测剖面测量工作。根据电法勘查结果，布置了钻探工程，对矿体进行了资源量估算。全区累计查明332+333+334矿石资源储量1 222 559 t，金金属量3 984.09 kg，银金属量43 376.19 kg，铅金属量10 835.09 t，锌金属量9 589.85 t，电法勘查取得了较好效果。

1 矿区地质概况

1.1 矿区地质特征

矿区位于华北断块(Ⅱ级)、吕梁—太行断块(Ⅲ级)、五台山块隆(Ⅳ级)的恒山—五台山穹状隆起的北东部，即五台山山脉与恒山山脉的交接地带。

区内出露地层主要为上太古界五台超群石咀群金刚库组(W1j)及新生界第四系(Q)。金刚库组(W1j)出露于矿区的东部，由南向北岩性依次为黑云斜长片岩(Ars)、变粒岩(Gr)、糜棱岩及绢英岩(Sq)、斜长角闪(片)岩(Ars)夹黑云斜长片岩及磁铁石英岩(Qt)。地层总体走向NE，倾向NW，倾角30(°)～50(°)，区内呈单斜产出(见图1)。由于在矿区南侧外围所见岩性为金刚库组之下的板峪口组顶部的石英岩，所以认为矿区出露的地层应属金刚库组中下部地层。

区内断裂构造有3种。即NEE向韧性剪切带(断裂)、NNE向及NNW向张扭性断裂，3组均为控矿构造，属成矿前或成矿期构造。其中以NEE向韧性剪切带规模最大，控制着后所多金属矿主要矿床的形成和矿体的空间分布，推测其可能形成于太古—元古代。NNW向的张扭性断裂在成矿后仍有继续活动的迹象，但对矿体影响不大。

岩浆岩主要为燕山期中酸性石英斑岩及花岗斑岩。石英斑岩呈脉状沿剪切带的碎裂面或顺地层贯入，长数十米到数千米，宽1～6 m，最宽大于15 m。工作区地表未出露花岗斑岩，仅在钻孔中见到，规模很小，一般呈脉状产出。

区内围岩蚀变较发育，其规模和强度与控矿构造的规模以及岩石的破碎程度相关。NEE向剪切带蚀变宽度较大，一般5～10 m，最大30 m左右。NNE及NNW向的两组控矿构造，蚀变规模一般较小，仅限于断裂带及两侧。较常见的蚀变类型有硅化、绢云母化、绢英岩化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、钾化、高岭土化、泥化等。这些蚀变类型组合的岩石，在矿化带及其附近两侧组成一个浅色的褪变质带。

1.2 矿体特征及找矿标志

本区矿床类型属中—低温热液构造蚀变岩型金多金属矿床，矿体赋存于上太古界五台超群石咀群金刚库组地层中。矿区控矿构造主要有两组，一组产于矿区中部的NEE向韧性剪切带中，控制的矿体有②、③号矿带(体)，总体走向NEE向，倾向NNW，倾角35(°)～55(°)；另一组产于矿区北东部的NNE向断裂构造中，由西向东控制的矿体有、、⑦、⑨号等矿体，总体走向NNE，倾向NW，倾角70(°)～80(°)。

②号矿带(体)是矿区内规模最大的矿带(体)，带内赋存着②-Ⅰ、②-Ⅱ、②-Ⅲ、②-Ⅳ、②-Ⅴ号共5个矿体，由黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等多金属矿化的强硅化体或硅化蚀变绢英岩组成，呈较稳定的脉状、透镜状，与韧性剪切带产状基本一致；③号矿带(体)包含③-Ⅰ、③-Ⅱ号两个矿体，矿体由黄铁矿化、方铅矿化、糜棱岩化、硅化、绢英质蚀变岩组成。③-Ⅰ号矿体位于②-Ⅰ矿体上盘，产于韧性剪切带北部，规模仅次于②-Ⅰ矿体。矿体呈较稳定的脉状、透镜状，与韧性剪切带产状基本一致。③-Ⅱ号矿体位于③-Ⅰ矿体上盘，与③-Ⅰ矿体近似平行，为隐伏矿体。矿体呈脉状、透镜状产出，产状与③-Ⅰ矿体基本一致。

总结以往地质工作成果，本区具有以下找矿标志。

1)五台超群变质基底断裂构造发育地区，特别是构造带的交汇部位。

2)NEE向韧性剪切带及NNE向张扭性断裂控制着本区②、③号矿带(体)及、、⑦、⑨号矿体的产出形态、规模，故寻找与之平行的构造带是本区控矿的主要标志。

3)充填于上述韧性剪切带及断裂构造中的含金多金属蚀变岩及强硅化体，是本区金多金属矿床的直接找矿标志。蚀变岩形成的蚀变破碎带在地表呈明显的岩石颜色变浅的褪色带。

4)次火山岩脉(石英斑岩脉等)的发育地段。

2 地球物理特征

此次工作在矿区内共采集9种钻孔岩芯标本197块，进行了电性参数测定[1-3]，计算结果见表1。

表1 岩石电性参数统计

由表1可见：铅锌矿化石英岩的极化率明显高于其他岩石，而电阻率最低，表现为明显的低阻高极化特征；黄铁矿化石英脉的极化率和电阻率均最高，表现为明显的高阻高极化特征；而硅化蚀变岩的极化率平均值为6.50%，电阻率平均值为1 025 Ω·m，表现为相对的低阻高极化特征，与铅锌矿化石英岩相似；其他岩石的极化率在1.30%～3.03%之间，电阻率在2 047～7 414 Ω·m之间，为相对高阻低极化特征。由此可见，铅锌矿化岩石及硅化蚀变岩与围岩有明显的电性差异，在本区投入激发极化法进行找矿，具备较好的物性前提。

由于本区矿体主要受 NEE向韧性剪切带及NNE向张扭性断裂控制，充填于上述控矿构造中的含金多金属蚀变岩及强硅化体中富含金属硫化物，具有较强的激发极化效应，能引起较高的激电异常，因此圈定和研究与NEE向韧性剪切带及NNE向张扭性断裂平行的激电异常，具有极大的找矿意义。而石英斑岩由于具有高电阻率特征，通过视电阻率异常可以圈定次火山岩脉(石英斑岩脉等)的发育地段，对深部找矿具有一定的指导意义，这是在本区投入激电测量的重要前提条件。

3 电法工作

激电中梯面积性测量[4-6]采用1∶2 000工作比例尺，线距20 m，点距10 m。AB极距1 500 m，MN极距40 m，观测范围限于装置中部的2/3范围内。扫面结束后，根据圈定的平面异常，结合地质勘查需要，布置了激电中梯剖面测量和激电测探工作，进一步细化和解剖异常。激电中梯剖面测量点距10 m，局部加密到5 m，观测范围限于装置中部的1/3范围。激电测深点布置在面积性测量圈定的主要异常地段，共布设15点，进一步了解地质体垂向变化及极化体的空间产出形态。激电测探采用对称四级装置，(AB/2)mix=1.5 m，(AB/2)max=1 200 m，MN=AB/(1/3～1/20)。

4 成果分析

4.1 激电中梯扫面

激电中梯视极化率等值线平面[7-8]如图2所示。

图2 激电中梯视极化率等值线平面

由图2可知：该区视极化率背景值约在2.5%左右，以3%等值线圈定2个异常，编号为Ⅰ、Ⅱ号异常。Ⅰ号异常分布于测区东北部和中部，面积约0.3 km2，向东部未封闭。在异常内部，4%等值线圈定了大小不均的异常14个，分布杂乱，编号依次为Ⅰ-1～Ⅰ-14。

Ⅰ-1号异常分布在测区东北，面积约0.1 km2，向东部异常未封闭。异常总体上呈NE向展布，地表出露岩性为斜长角闪岩、绢英片岩，局部有混合岩和石英斑岩出露。异常等值线总体上表现为较为明显的NW舒缓、SE较密的特点，反映了对应的极化体向NW倾斜，与地层及构造带产状一致。在异常内部，5%等值线圈定了异常4个，编号依次为Ⅰ-1-1、Ⅰ-1-2、Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-4。Ⅰ-1号异常的南部与③号矿体相吻合，由已知的③号矿体所引起。异常的东部(Ⅰ-1-1号)视极化率值较高，6%等值线圈定的异常走向近南北向，与已知的⑦、⑨号矿体基本吻合，因此该地段高值异常由⑦、⑨号矿体所引起。高值异常北侧的次级异常，推断是由⑦、⑨号矿体向北延伸所引起，应在该部位加以工程验证；Ⅰ-1号异常的西北部与号矿体大致吻合，认为该地段的异常由已知的号矿体所引起；Ⅰ-1号异常的西部，异常总体上沿NNE向展布，2个高值异常Ⅰ-1-4、Ⅰ-1-3呈条带状沿NE向排列，长约170 m，地表大部分被黄土覆盖，局部出露斜长角闪岩、绢英片岩和石英斑岩。推断该部分异常由赋存于构造带中的蚀变岩及强硅化体所引起，是成矿有利地段，可在5号及9号勘探线上加以工程验证；Ⅰ-1号异常的西南部Ⅰ-1-2号异常呈NE向条带状展布，位于③号矿脉的北部，地表出露岩性主要为混合岩，局部斜长角闪岩、绢英片岩和变粒岩，异常处于号矿脉向西南的延伸方向及③号矿脉向北西的倾向延伸方向上，处于成矿有利地段，应在第5勘探线上予以工程验证。

电法工作结束后，根据推断解释结果，在5线施工了ZK502、ZK503钻孔，见矿良好。其中ZK502孔中分别见到了③-Ⅰ、②-Ⅰ、②-Ⅲ、②-Ⅳ号及号矿体，ZK503孔中见到③-Ⅰ、②-Ⅲ号矿体，说明激电Ⅰ-1-2、Ⅰ-1-4号异常是矿致异常，电法推断与钻探见矿情况相吻合。

Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4号异常均为走向NEE或NE、长度不大的异常，3个异常处于Ⅰ号异常的西部，地表均被第四系黄土所覆盖。Ⅰ-2、Ⅰ-4号异常与Ⅰ-1-4、Ⅰ-1-3同处于一个NE向异常带上，异常特征相同，因此推断他们由同一个地质体所引起，从所处位置及产状来看，他们主要应由号矿体向西南延伸部分所引起，应在8线予以工程验证；Ⅰ-13、Ⅰ-14号异常为近EW向分布的条带状异常，推断为②、③号矿带向西部的延伸所致，属矿致异常，由于该区均为黄土覆盖，应予以工程验证。后期，根据电法推断结果，在8线施工了ZK802、ZK803、ZK804号钻孔，其中ZK802号孔中见到了②-Ⅰ、②-Ⅲ、③-Ⅰ、③-Ⅱ号矿体，可见，Ⅰ-13、Ⅰ-14号异常很好地指示了②、③号矿带向西部的延伸。ZK803号孔中见到了②-Ⅲ、③-Ⅰ、③-Ⅱ及号矿体，而ZK804号孔中则在328.05 m处见到了号矿体，说明激电Ⅰ-2、Ⅰ-3号异常推断结果与实际吻合。由于8线处于矿区西部，地表均为第四系黄土覆盖，地质情况不详尽，因此电法异常对8线布设钻探工程起到了关键作用。ZK802、ZK803、ZK804钻孔在西部发现的新的隐伏矿体，对于扩大该矿区的储量起到了积极作用。

在I号异常的南部，Ⅰ-6、Ⅰ-7、Ⅰ-8、Ⅰ-9、Ⅰ-10号5个异常自西向东展布排列，走向呈NEE向，位置上与已知的②号矿带相吻合，认为这些异常是由②号矿带中的多金属蚀变岩及强硅化体所引起。Ⅰ-5号异常位于Ⅰ-1号异常的西南，地表大部被黄土覆盖，局部出露岩性为绢英片岩。从所处位置看，该异常应由③号矿脉所引起，是③号矿脉向西南的延伸部分，应在4号勘探线上予以工程验证。

Ⅱ号异常分布在测区的东南角，异常走向总体上呈NNE-NE向，长约400 m，宽约200 m，向东、向南均未封闭。在异常内部，5%等值线圈定了2个异常，编号为Ⅱ-1、Ⅱ-2。Ⅱ-1号异常位于矿区尾矿库西北的山坡上和尾矿库北侧的山沟里，地表出露岩性为斜长角闪岩和变粒岩，异常南东侧有石英斑岩出露。该异常表现为强度高、梯度大、形态规整的特点，呈近等轴状分布，异常极大值高达43.5%，与Ⅰ号异常特征不同。从平面异常来看，引起异常的极化体表现为略向南东侧倾斜，倾角很大，与本区地层及构造产状不一致。推测该异常由黄铁矿化强烈的地质体所引起，属性质不明异常。为验证该异常，后期在12线施工了ZK1201孔，孔深537.6 m。钻探结果：孔内浸染状黄铁矿化强烈，未见到矿(化)体，说明该高强度异常是由黄铁矿化所引起，非矿致异常。

激电中梯视电阻率等值线表明，区内500 Ω·m以下低阻地带出现在测区的西南大部和西北角，而这些区域正是视极化率扫面基本无异常的地段。视极化率平面异常除Ⅰ-2、Ⅰ-3号异常外，其余异常均位于视电阻率500 Ω·m以上区域内。由此说明，引起该区电法异常的矿(化)体、蚀变带与高阻岩体关系密切，且黄铁矿化明显，故在平面上表现为中(高)阻、高极化的异常特征。此外，部分视电阻率异常处于激电中梯视极化率无异常部位，但高阻异常明显，地表基本被黄土所覆盖，推断这些异常是由隐伏的石英斑岩所引起。

4.2 激电中梯剖面及测深

在测区内布置了7条激电中梯剖面，分别位于4、5、8、9、13、17、21勘探线上。同时，在8、9、21线上布设了15个激电测深点，以了解地下电性层在剖面内垂向变化特征[9-10]，并具体确定极化体的埋深和产状，指导钻探工程。本文以9线为例说明。9线激电中梯剖面长700 m，横穿Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-2和Ⅰ-9号激电异常。图3为9线激电中梯曲线。由视极化率曲线可见：在剖面内出现3处高值异常，异常极大值分别对应Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-2和Ⅰ-9号平面异常，剖面异常和平面异常完全吻合。3处异常曲线均表现为北西缓、南东陡的特征，说明对应的极化体向北西倾斜。

图3 9线激电中梯测量结果

9线激电测深断面横贯Ⅰ-1-3号激电异常，共布设电测深点5个。图4为9线激电测深拟断面图。由视极化率等值线可见：断面内由上至下，视极化率逐步上升，在AB/2=1 000 m以后开始下降。出现2处异常中心，分别位于350号点下方AB/2=500 m处和280号点下方AB/2=150 m处。中心位于280号点下方浅部的高极化异常ηs极大值为5.8%，对应部位出现一处明显的低阻异常，表现为相对低阻和高极化的特征。推断该异常由号矿体所引起，经反演计算埋深在130 m左右；而中心位于350号点下方的高极化异常南东宽、北西窄，由南东向北西深度逐渐加大，说明对应的极化体向北西倾斜。推断该异常是由②号矿体向北西延伸部分所引起，经反演在断面内埋藏深度在230 m左右。由于深部的异常在280号点下方接近尖灭，因此推断②号矿体在280号点下方埋藏较深，且厚度很小，或者尖灭。

图4 9线激电测深测量结果

后期，根据电测深推断结果，在这2个测深点附近布设了ZK903、ZK902钻孔。钻探验证结果见图5。由图5可见：在ZK902孔中见到了②-1、②-2号矿体，而ZK903孔未见到，说明电测深推断结果与实际相吻合。ZK903在127.17 m处见到了③-1号矿体，在173.4 m处见到了号矿体，激电测深推断矿体深度与实际比较接近。

5 结 语

1)本区矿体主要受 NEE向韧性剪切带及NNE向张扭性断裂控制，充填于这些控矿构造中的多金属蚀变岩及强硅化体，能引起较高的激电异常。经钻探验证，在圈定的Ⅰ-1-3、Ⅰ-1-2、Ⅰ-1-4和Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-13号等激电异常内发现了隐伏矿体，表明电法圈定的与控矿构造平行的条带状激电异常，对本区找矿具有极大的指导意义。

2)通过对Ⅰ、Ⅱ号异常的对比研究及钻孔验证结果可知，高强度的视极化率异常与强烈的浸染状黄铁矿化相关，而低阻、相对高的次级极化率异常与矿体关系更为密切。

3)燕山期次火山岩(石英斑岩等)早于成矿，具有为成矿提供热源的条件，属于成矿有利部位。由于其具有高电阻率特征，通过视电阻率异常可以圈定次火山岩的发育地段，对深部找矿亦具有一定的指导意义。

图5 9线地质剖面