综合物化探在找铅锌矿中的应用
2020-12-09张朝阳
赵 净,张朝阳
(山东省地矿工程勘察院,山东 济南 250014)
综合物化探在矿产资源勘探中具有非常重要的应用价值,其技术主要包括重力、磁力、电法、化探等多种探测手段,而且近几年来随着综合物探技术的不断发展,借助于新型技术的融入使得综合物探技术水平得到了不断的进步与提升。三维高精度重磁技术是一种借助于正交网的观测方法,通过该方法可以有效提升重力值的观测精度,相比于常规的观测方法可以使精度提高约一个数量级[1]。此外非地震综合技术也是现阶段综合物探法中的重要技术之一。在该方法中将电法和地震技术联合应用进行综合勘探,基于测井资料获得电阻率和速度之间的关系,然后将所测得的电阻断面转变为速度带面可以为精准的处理鉴定速度模型[2]。而土壤化探、高精度磁法以及激电中梯等相应勘查方法是是矿石探测的重要方法,在本研究中进行大兴安岭北部腹地铅锌矿找矿的过程中就充分运用了综合物化探方法,并取得良好的应用效果。
1 大兴安岭北段地质概述
大兴安岭北段腹地的铅锌矿床所在地位于西伯利亚板块东南区域边缘鄂伦春晚古生代陆缘增生带,从大兴安岭北段的图里河到克一河分别分布着锌、钨、钼、金、铅等多种矿带。该矿带距西部地区的海拉尔市有310公里,而东部距鄂伦春自治旗阿里河镇有90公里。在对该地区的宽带进行找矿的过程中采用1:10000的土壤测量和高精度磁法以及激光电梯的综合物探法[3]。在圈定异常矿带的基础之上通过后期的槽探和钻探工程,对该地区的物化碳进行异常验证最终确定了大兴安岭北段区域的上坑过火山岩型铅锌矿。通过对该矿床进行分布地区的钻孔探测以及浅表层地区的槽探工程,专家估计预算该地区的矿金属资源矿产存储量至少为5万吨,属于我国铅锌矿床的中等规模以上。
2 大兴安岭北段矿区基本地质特征研究
通过对该地区的地质特征进行探测,该矿区的露出地层部分属于一种陆向中性偏酸性的火山岩,而该火山岩的性质主要表现为岩屑的凝灰岩,包括流纹质晶屑岩屑凝灰岩、屑凝灰岩、角砾岩屑晶屑凝灰岩、角砾凝灰岩几种成分构成。该矿区的中东部属于初露的火山机构,占地大约有2公里的范围,该处地势相对较高,属于独立的锥形山,而火山通道则是被白垩纪时期的流纹斑岩填充,表现为环形,放射状断裂构造发育。而此环境和放射状的断裂发育形状是导矿的构造,也是该地区的储矿构造[4]。而火山的构造和形成对于该地区的矿化蚀变发挥着重要的控制作用。在大约0.8平方公里的早白垩纪流纹斑岩出露面积中,沿着岩石的孔洞可以发现较为明显的铅锌矿、褐铁矿、硅矿等,而矿的形成形状主要包括细脉状团块状以及薄膜状。最终通过探测该地区总共发现的金属矿体种类达到49条之多,而以铅锌铜为主要矿带。矿石的结构形成主要包括凝灰角砾结构,构造形状主要包括块状、流纹状、层状三种类型。该矿带的围岩是便属于绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、绿帘石化4种类型,所产出的金属矿物主要包括方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,然后以黄铜矿、磁铁矿、毒砂各矿带共同组成该地区的陆相火山岩型矿石类型。
3 该矿区铅锌矿找矿过程中的物化探应用
在该地区找矿的过程中通过不止1:1万土壤地球化学高精度磁测机电中梯面积测量,共占地16平方公里。在进行测量时所用测线方位为90度所用线距为100m,所用电锯为40m,采用物化探重复取样的方法重复测量进行质量检查与计算,获得准确的检测结果。
3.1 土壤测量特征
通过对该矿区进行1:1万的土壤测量,其结果显示该地区的铅、锌、银、铜钼、铋等相关元素共同构成综合异常,而成矿的主要元素为铅和锌,伴生元素包括银、铜钼、铋使得该矿区成规则面型分布,共分布面积大约为4.7平方公里。进一步检测显示该矿区的浓度城中心显示结果,而且个浓度分带非常清晰,异常强度较高[5]。检测后综合异常结果处于火山口中心流纹斑岩、流纹质角砾凝灰岩以及其他的角砾岩分布区。而该地区的铅、锌元素所占面积分别达到3.94和3.36平方公里,铅元素含有29个样品元素,且含量值达到3000×10-6,锌有4个样品元素含量达到3000×10-6,这两种元素的异常浓度中心具有统一性。
3.2 高精度磁探测特征
通过对该地区的高精度探测特征显示主要包括物性特征和磁异常特征。物性特征为该地区外表所露出的岩性和钻孔岩性通过参数测定得到铅锌矿化和角砾凝灰岩磁性较弱有密切的关系,而且该地区的凝灰岩磁性基本没有。而通过检测结果显示雌性较高的岩性属于流流纹质岩屑晶屑凝灰岩,这一结果显示对结果显示在该矿带出现的含矿地质带与围岩有一定的物性差异[6,7]。而高精度此法检测圈定出火山口,并签订了铅锌矿化原体的边界范围,为找矿作出了进一步的指导工作。
通过采用1:1万的高精度磁异常等值线进行检测,以200nT的磁场强度作为分界值圈定该地区的弱磁异常区域,最终圈定的区域呈现出不规则的椭圆形,不断向上延伸而且高度不断增大,最终随着其形状的不断变化异常从不规则圆形变成规则椭圆形,而此异常值也由正变成负,整体地势呈现出锥形山脊,最终确定为该地区为火山口,矿体的形成受火山热液影响较大。在该地区显示出的磁异常有两条断裂带共同构成,其中一条断裂带由北向东,而且在北东向呈现出梯度带的分布,梯度带的分布越来越明显,整体表现出由北向东倾斜的特征。由此预测该地质构造下的下切深度较大,可能属于矿构造。而另一条断裂带则由北向西,此异常显示出串珠状。
3.3 大功率激电特征
对该矿区的外露区域进行主要岩性和钻孔岩性实时物性探测,在视极化率方面显示角砾凝灰岩以及流质斑岩的值较高,分别达到1.63%和1.38%。而随着矿脉的不断增多,而其他原始的视极化率也呈现出不断升高的趋势。而检测结果显示该地区的视电阻率变化较小,含矿岩石属于电阻较小异常而围岩则属于电阻较高异常,综合结果显示该地区采用机激电中梯进行铅锌矿寻找充分满足地球物理条件。以该地区托河林场铅锌矿曲岩矿石磁磁性进行检测为例,其结果如下表一所示。而在积淀异常方面通过物化探测以2%作为视极化率下限圈定得到激电中梯异常,将其编号为DJSI,该异常状态属于等轴状,走向不明显总面积大约为1.9平方公里,其测得的最大视极化率为6.8%,而测得到最大是电阻率为3100欧姆·米,最小是电阻率为2100欧姆·米。而所确定的区域为火山口偏北方向,综合反应出该区域的深部铅锌矿硫化物特征。
4 矿产验证
后期通过对大兴安岭北段矿带进行钻探勘测,基于槽探和钻探两种方式,钻探孔深达到391.30m:而获得的矿石厚度达到124.23m,从3.7m到243.1cm均存在矿带。而在该矿带中同样证实以铅锌为主矿,其中铅的平均矿品达到2.14%左右,最低为0.35%,而锌的平均矿品达到1.98%左右,最低为0.24%钻探孔深为436.35m,获得矿可视厚度为148.08m,从22m至342.9m均存在矿带。铅的平均品位最高可达到1.24%,而锌的平均品位最高达到2.38%。最终在工矿区共获得铅、锌、铜等多金属矿体49条,有35条属于隐伏矿体而有14条则属于露地表空气,其中锌矿体30条铅矿体15条,铅锌矿体三条铜矿仅1条。而这一结果充分证明上述土壤化探高精度磁法和激电中梯综合物探法在大兴安岭北部找矿准确性较高。