综合物探在云南邦东尖山铜铅矿区的应用研究

杨 锁，魏海民，李 星，高明山

( 1.天津华北地质勘查局核工业二四七大队，天津 301800；2.云南冶金资源股份有限公司，云南 昆明 655000 )

0 引言

邦东尖山矿区位于云南省云县邦东—景谷民乐成矿亚带的北部[1]，处于忙亚断裂及拿鱼河断裂的夹持部位，构造活动强烈，形成复杂的地层、构造格架以及有利的成矿环境。矿区含矿层与围岩相比具有明显的电性差异，具备开展物探工作的前提条件。针对邦东铜铅矿区，以往找探矿工作多以地质、化探、钻探工作为主，见于文献的有成矿信息分析及找矿前景分析[2-4]，主要从构造、地层、矿化点、化探等方面分析了成矿模式，对成矿前景进行了预测，但是均未做精细的大比例尺物探工作，勘查方法单一，对于隐伏构造识别不足，综合研究程度不够，鉴于此，笔者在邦东尖山铜铅矿区开展了综合物探研究，结合以往地质及钻孔资料，利用双频激电扫面和AMT测深两种物探方法，在空间上确定了有利赋矿靶区，为该区今后的找探矿工作提供了一定的指导作用。

1 成矿地质背景

1.1 矿区地层

矿区内出露地层由老至新主要为中三叠统忙怀组、上三叠统小定西组、中侏罗统花开左组(图1)。

1)上三叠统小定西组(T3x)：① 第四段(T3x4)：顶部与侏罗系呈假整合接触，岩性为紫色凝灰质砂岩、安山质岩屑凝灰岩，中下部及底部为灰紫色玄武岩。② 第三段(T3x3)：顶部为薄层灰紫色凝灰质砂岩、紫红色凝灰岩；中部为灰绿色玄武岩；底部为灰紫色致密块状玄武岩，岩石节理裂隙发育。该段岩石中局部含矿，是矿区的赋矿层位之一。③ 第二段(T3x2)：为矿区的主要含矿层，顶部为灰紫色凝灰质砂岩、紫红色安山质岩屑凝灰岩；中部为紫红色安山玄武岩、安山岩；底部为紫红色安山岩、安山玄武岩。④ 第一段(T3x1)：上部为安山质岩屑凝灰岩、暗绿色致密块状玄武岩、气孔杏仁状安山岩；中部为致密块状安山岩夹角砾状安山岩、安山质凝灰岩；底部为灰绿色角砾岩，角砾成分为石英斑岩、流纹岩。

图1 研究区地质简图Fig.1 Geological sketch map of the study area1—中侏罗统花开左组下段 2—上三叠统小定西组 3—中三叠统忙怀组上亚段 4—中三叠统忙怀组下亚段 5—地层界线 6—不整合地层界线 7—断层及编号 8—表内矿体及编号 9—见矿钻孔 10—双频激电扫面范围

2)中三叠统忙怀组上段(T2m2)：与上统小定西组呈断层接触或假整合接触，其中上段为页岩、流纹质凝灰岩；中段为流纹岩、流纹斑岩；下段为石英斑岩。

1.2 矿区构造

矿区地处张导山复式向斜的东翼，响水—邦东背斜的南部倾伏端，其中响水—邦东背斜对区内铜铅矿化有一定的控制作用，铜铅矿化(体)赋存在南倾伏端，轴部断裂(F1)旁侧；大岔河背斜西翼地层中的小定西组第二段(T3x2)为矿区的主要含矿层，轴部旁侧的次级断层、裂隙是铜铅矿化的主要富矿部位。矿区内的断裂有近SN向的F1、F9，均为矿区的主要控矿构造(图1)，其中F1断层产状为285°∠73°，为正断层。F9断层产状为290°∠72°，为一正断层。

2 方法技术

2.1 双频激电法

本研究使用湖南继善高科仪器厂生产的SQ-5双频激电仪，发电机为进口本田SH11000型发电机。发射机发射频点为2，即工作频率为4 Hz及4/13 Hz，接收机频点亦选2，测量读数为高频电位(VG)、低频电位(VD)及视幅频率(Fs)，从而计算视幅频率 [Fs=(VD-VG)/VD×100%)][5]。供电电极为铜电极，垂直于剖面方向一字排开打入岩土层中。

激电中梯观测采用一线供电多线观测方式，测量范围控制在供电AB极距中段，详细记录各观测点的点号值、视幅频率Fs值、低频点位VD值和供电电流I值等参数。

AB极放线时采用“U”型放线，以避免电磁干扰影响观测数据，AB供电线与MN测量线避免交叉，相距大于50 m。野外实测过程中对突变点、异常高值点采用重复观测并记录数值，选取多次接近的数据取其平均值做为观测值。本矿区供电极距AB=1300 m，测量极距MN=20 m，测量点距20 m。

2.2 音频大地电磁法

AMT方法原理[6]与MT法一样，它利用宇宙中的太阳风、雷电等入射到地球上的天然电磁场信号作为激发场源，又称一次场，该一次场是平面电磁波，垂直入射到大地介质中，由电磁场理论可知，大地介质中将会产生感应电磁场，此感应电磁场与一次场是同频率的，引入波阻抗Z。在均匀大地和水平层状大地情况下，波阻抗是电场E和磁场H的水平分量的比值[7]。测量是在和地下深度相对应的频带上进行的。理论上，频率较高的数据反映浅部的电性特征，频率较低的数据反映较深的电性特征[8]。在一个宽频带上观测电场和磁场信息，并由此计算出视电阻率和相位可确定出大地的地电特征和地下构造[9]信息。

本次工作使用的是GMS-07e综合电磁法仪。磁场和电场传感器直接与主机连接，组成完整的观测系统。由图2可见，测量电极采用不极化电极，两个不极化电极构成一组，测量天然交变电磁场产生的电场信号，并可有效抑制因极化而产生的干扰。

把整理好的数据导入仪器的预处理软件(Mapros)，然后查看数据的波形以及频率谱，把其中有干扰的数据及质量不好的数据予以删除，然后用软件处理得到初步的频率数据(edi文件)。把预处理出来的edi文件导入数据二维处理软件MTPioneer，并导入测线坐标及高程，然后在二维软件中再一次对数据进行整理，对其中干扰较大或者质量不好的数据进行删除、移动、交换或批量滑动等处理。

图2 AMT工作连接示意图Fig.2 Schematic chart of AMT working connection

大地电磁法[10-11]利用的是不同地层或同一地层不同赋存结构之间电阻率参数差异，根据阻值高低及分布形态来划分地层界线、地质构造及岩体，结合地质资料做出初步地质推断[12]。

3 工作区地球物理特征

本次在矿区收集了大量岩、矿石标本进行物性参数测定，具体测量统计结果见表1。

由表1可见，矿区玄武岩、安山岩、砂岩、含绿泥石方解石幅频率值最低，电阻率为高阻、中阻、部分低阻；含星点状、斑点状、细脉状矿化的岩石幅频率处于中间值，电阻率为高阻、中阻；铅矿石、含条带状矿化岩石幅频率值最高，电阻率为低阻，可见矿区含矿化岩石激发极化效应突出，地球物理特征明显，具备开展物探勘查工作前提，在矿区内进行双频激电测量与音频大地电磁测深工作是合理有效的。

表1 岩矿石电性测定结果统计Table 1 Statistical table of electrical parameters of rocks and ores

4 应用实例

4.1 双频激电法异常特征

根据视幅频率等值线图，结合地质资料圈定有利找矿靶区3个，见图3。

IP-1：位于工区西南部，呈北大南小的近梯形状分布，大致走向NE 30°，长约450 m，宽80～240 m。主要出露岩性为中侏罗统花开左组下段(J2h1)泥岩砂岩以及上三叠统小定西组(T3x)砂岩、安山玄武岩及凝灰岩。异常区视电阻率值在50～300 Ω·m之间，视幅频率一般在1.9%～2.6%之间，最大值为3.88%。视幅频率值往西南逐渐增大，且在异常西南部梯度较大，推测该异常向东北倾。异常表现为低阻高视幅频率特征，异常中心突出，连续性较好，覆盖面积较广，且位于主要控矿构造F1断层西侧，在矿区主要含矿层小定西组与花开左组接触带附近，具备较好的找矿前景。

IP-2：位于工区中西部，异常呈云团状分布，面积约0.1 km2，异常区内揭露有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体，Ⅰ号矿体目前在采，但开采深度较浅。出露岩性以上三叠统小定西组(T3x)安山岩、玄武岩为主。异常区视电阻率值在200～400 Ω·m之间，视幅频率一般在2%～2.5%之间，最大值为4.05%。异常表现为低阻高视幅频率特征，异常突出明显，连续性较好，且靠近主要控矿构造F1断层，异常区内并揭露有已知矿体，找矿前景较大。

IP-3：位于工区西北部，呈不规则条带状分布，异常中心大致走向NE 30°，异常尚未封闭，已查明异常面积约0.1 km2，岩性主要出露为上三叠统小定西组(T3x)砂岩、安山玄武岩及凝灰岩，异常西南部及北部未封闭。异常视电阻率值在300～500 Ω·m之间，视幅频率一般在1.7%～2.4%之间，最大值为4.61%，为测区视幅频率最高值。在异常东北部视幅频率值达到最大，推测该异常向西南倾。异常整体表现为中低阻高视幅频率特征，异常中心突出明显，位于主要控矿构造F1断层西侧，具有较好的找矿前景。

图3 激电异常分布及AMT测线布置图Fig.3 Distribution of IP anomalies and layout of AMT survey lines1—中侏罗统花开左组下段 2—上三叠统小定西组 3—中三叠统忙怀组上亚段 4—中三叠统忙怀组下亚段 5—地层界线 6—不整合地层界线 7—断层及编号 8—AMT测线 9—表内矿体及编号 10—见矿钻孔 11—激电异常

4.2 AMT测深异常分析

根据激电异常特征，在圈定的3个有利找矿靶区布置AMT测线(图3)。图4给出了布设于IP-1异常区的3条AMT测线的二维反演结果。通过对40线、36线、32线AMT综合成果图进行分析，3条剖面之间存在一定的关联性，总结如下：

1) 已知构造F1在剖面上均有反映，在36线剖面尤为明显，分别出露于40线1480、36线1400、32线1420点附近，在反演剖面上反映出的产状与实际地质情况一致。

2) 推断构造Fw-1出露于40线1060、36线1040、32线1000点附近，在各剖面上反映明显，倾向东，倾角约60°。

3) 结合3条剖面推断出异常带1条，位于蜈蚣山西侧Fw-1上盘，在剖面上所反映情况相似性较高，命名为W1异常带。该异常带近SN向，大致平行于Fw-1，平面上对应于IP-1异常，倾向东，倾角约70°，推测为矿液沿Fw-1断层或平行于Fw-1的次级小构造及Fw-1周边节理充填成矿所致。虽然异常带上部较窄，但依据双频激电视幅频率等值线图推断该异常不排除深部有膨胀变宽、延伸变长的可能，具有一定规模，找矿前景较好。

通过对0线、7线AMT综合成果图(图5)进行分析，两条剖面之间存在一定的关联性，总结如下：

1) 已知构造F1、F9在剖面上有一定反应，但不明显。

2) 依据双频激电成果圈定的IP-2异常与已知Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ号矿体赋存位置相吻合，依据AMT圈定的0-I异常和7-II异常分别与I、II号矿体和III号矿体赋存位置相吻合，且都位于断层附近，这较好地说明了在该工区开展双频激电和AMT测深工作是有效的，同时也表明在已知矿体外围开展找探矿工作，成功率更高。

3) 已知矿体上对应双频激电视幅频率值较高，无矿地段上对应视幅频率值较低，表明区内视幅频率高值异常具备找矿直接指示作用。物探异常与已知矿体吻合较好。

通过对27线、33线、37线AMT综合成果图(图6)进行分析，两条剖面之间存在一定的关联性，总结如下：

1) 已知构造F1在剖面上均有反映，在27线、37线剖面尤为明显，分别出露于27线1420、33线1400、37线1440点附近，AMT剖面反映出的断层产状与地质资料一致。

2) 推断构造Fw-2出露于27线1060、33线1000、37线1000点附近，在各剖面上反映明显，倾向西，倾角约70°，这与矿区整体地质情况一致。

3) 3条剖面上的异常均位于Fw-2下盘，在剖面上所反映情况相似性较高，推断3个异常体可能位于同一条异常带上，命名为W2异常带。该异常带近SN向，平面上与IP-3异常对应，倾向西，倾角约60°，推测为矿液沿Fw-2断层或断层周边的节理充填成矿所致，异常带在南北方向上延伸较长，找矿前景较好。

1—上三叠统小定西组 2—泥岩 3—砂砾岩 4—砾岩 5—石英砂岩 6—砂岩 7—玄武岩 8—安山玄武岩 9—安山岩 10—流纹质凝灰岩 11—流纹岩 12—地层界线 13—断层及编号 14—推测断层及编号 15—推测异常及编号

5 结论

1) 通过双频激电法圈定了有利找矿靶区2个，在此基础上通过AMT测深推断出与控矿构造有关且具有较好容矿条件的异常3个，为钻探施工提供了依据。

2) 激电法利用硫化矿物与围岩的激电效应差异来优选有利找矿靶区，可以在工作区内较快地选出视幅频率较高的靶区，作为后续AMT测深查证的异常区。AMT在该区对于寻找低阻地质体、深部地质构造具有明显的优势，对激电法圈定的异常在深部空间的延伸情况反映较好。

3) 利用激电法与大地电磁法相结合的综合物探方法，这种扫面+测深结合的综合物探手段，可以快速准确地圈定异常在地下空间内的位置，有效地为找探矿提供方向，提高找探矿效率，降低成本。

4) 将综合物探方法应用于找探矿，多种物探方法互相验证，结合地质钻探等技术手段，综合研究矿产分布规律，在以后的深边部找探矿及寻找盲矿体中，会发挥越来越重要的作用。