三维激电勘探新方法在内蒙古李清地矿区深边部找矿中的应用

张广纯　胡玉平　高珍权　佟匡胤　赵英楠

摘 要：三維激电勘探新方法是以地-地或井（坑道）-地方式，采用三极或四极装置采集激电数据，使用三维激电反演软件获取地下三维电性资料，建立综合地学信息找矿模型，开展综合研究，提出预测靶区。它具有采集信息量大、探测深度大、旁侧影响小、纵向横向分辨率高、参数多、反演结果受人为因素影响少等特点。目前，该技术方法已经在内蒙古李清地矿区等深边部找矿中进行了推广应用，取得了很好的找矿效果。

关键词：三维激电;新方法;李清地;深边部找矿;应用

在金属矿找矿中，三维物探勘探尚处于前期阶段，其技术方法以三维激电测深为主，现在虽然软硬件条件都已具备，但因勘探成本高而难以普及。基于此，我们提出了三维激电勘探新方法，该方法应用既可降低施工成本，也能有效控制和降低投资风险，缩短勘查周期，提高找矿工作效率和预测效果。该方法在内蒙古李清地银铅锌矿区深边部找矿等项目进行了推广应用，取得了很好的勘探效果。

1 目前物探技术在矿山深边部找矿应用存在的问题

1.1 我国主要矿山或矿区带上的勘探深度还存有相当大的空白

目前，国内外众多的找矿成果都证明了矿区深部找矿的巨大潜力。根据有关资料，国外矿山开采深度最深达4000m，而我国矿山开采深度最深不到1500m，一般为几百米，说明我国主要矿山或矿区带上有相当大的深度区间是勘探的空白区，应具有相当大的找矿潜力。由于矿体埋深大，人文干扰强，因此，如何采用有效的技术手段在矿集区或矿山深边部开展地质找矿，仍然是国内地质勘探者面临的重要难题。

1.2 寻找掩埋矿、隐伏矿等需要发挥地球物理超深探测力

由于地质找矿已从地表矿逐渐向以寻找掩埋矿、隐伏矿等为主，找矿难度增大。地球物理勘探由于其超强的探测能力，一直作为探测隐伏矿（深埋矿）的主要技术手段。近十几年来，电子技术、三维建模和三维反演的快速发展，物探技术获得突飞猛进的发展，仪器精度和探测深度大幅提高，三维空间找矿信息的获取是深部找矿的重点，应充分发挥地球物理在矿集区或矿山深边部找矿中的超深探测能力。

1.3 三维激电测深还存在施工成本高等现实问题

三维激电测深常用装置是单-偶极或二极装置，按照三维激电测深的要求需要采集仪器甚至多达几十或上百台，开展三维激电测深工作需要大量的数据采集设备和人工，施工成本较高，尤其在地质勘探不景气的条件下，一般单位更是难以实施。我们想采用一套基于激电法的三维勘探技术方法和与之相匹配的数据处理、信息提取和集成的技术手段，能够提高物探预测靶区的见矿率和市场竞争力。

2 三维激电勘探新思路

针对现实问题，项目组在胡玉平带领下提出“三维激电勘探”新思路：以地--地或井（坑道）--地方式，采用三极或四极装置采集激电数据，使用三维激电反演软件获取地下三维电性资料，开展综合研究，提出预测靶区。其技术流程：根据勘探目的，合理选择野外工作装置，使用先进的激电设备获取野外资料，通过数据处理、三维反演和三维建模的工作流程，建立三维综合地质--地球物理--地球化学找矿模型，通过综合研究，优选靶区，指导工程（钻探或坑道）布置。

三维激电勘探是常规激电勘探的扩展，其理论、工作方法手段与常规激电一样，但在布极方式上做了优化，同时采用三维激电反演技术，建立综合地学信息找矿模型，该方法具有“激电扫面”和“激电测深”的双重功能。该方法除了具有常规激电的特点，还具有地面和地下全域空间采集数据、测线（点）多次覆盖、采集信息量大、探测深度大、旁侧影响小、纵向横向分辨率高、参数多（电阻率、极化率、金属因子、激电电阻率等）、反演结果的人为因素少等特点。如果说中梯激电扫面或激电剖面测深是给勘查区拍个片（X光透视），那么三维激电勘探相当于给勘查区作了个“CT”。

3 内蒙古李清地矿区应用实例

李清地铅锌矿床位于内蒙古察哈尔右翼前旗三岔口乡境内，地理位置（2000国家大地坐标系）：东经：113°00′22″～113°01′00″;北纬：40°57′01″～

40°57′31″。矿区经过近十多年的开采，加之后续探矿工作一直没有取得更大突破，到2017年底资源出现枯竭，矿山面临闭坑的风险。应国城矿业邀请，我们项目组于2018年在李清地两个矿区开展了三维激电勘探工作。本文仅以矿区300线和303线为例进行成果展示。

3.1 典型地质剖面

3.1.1 李清地北矿带300线等勘探线反演断面电性特征

图1为300线的三维激电勘探反演电阻率和充电率综合断面图。300线位于矿区中部，zk300-1为之前完工的钻孔，没有见矿。为验证三维激电勘探异常，布置了4个钻孔：zk300-21、zk300-2、zk300-3和zk300-4。图中显示有断面电阻率分布左高右低：左侧浅部高阻区推测为大理岩，有高激电异常，显倒Y型分布;左侧深部高阻区推测为后期的隐伏花岗岩体，与浅部大理岩之间有个中阻缓冲带。断面最右侧浅部低阻为第四系和片麻岩;zk300-1控制范围，电阻率为中阻，岩性为大理岩。其他钻孔控制区域为低阻区，岩芯揭示岩性变化较大，浅部有玄武岩，深部有大理岩、岩脉和片麻岩等。后期施工的4个钻孔在高激电异常区都见到矿体。断面图显示除了左侧浅部（采矿区外）有高激电异常外，深部还有弱的激电异常，指示采矿区深部和外围找矿潜力较大。

3.1.2 李清地北矿带303线反演断面电性特征

303线位于301线的南面，图2为303线激电反演断面图，图中显示与301线的电性特征基本一致，所不同的是断面右侧高阻体规模增大。zk303-1和zk300-2为之前完工的钻孔为之前完工的钻孔，zk303-1孔深131m，zk303-2孔深205m，两孔均见矿，见矿处均有激电异常和高阻区，岩芯揭示高阻区为大理岩地层。18-19年布置了4个钻孔：zk303-3、zk303-4、zk303-5和zk303-6，4个钻孔在高激电异常区都见到矿体。

3.2 綜合地质--地球物理找矿标志与钻孔验证

3.2.1 综合地质--地球物理找矿标志

根据目前收集到的地质资料，认为李清地铅锌银矿与大理岩和花岗闪长岩有密切的关系，在物性上具有较强的激电异常特征。综上所述，测区内综合地质--地球物理找矿标志为：①大理岩与岩体接触带（蚀变带）;②中高极化异常。

3.2.2 矿区地质和赋矿模型

根据上述找矿标志和物探综合异常特征，建立了矿区地质、赋矿模型。根据已知地质资料和本次物探成果，李清地北矿带（包括华银矿区）矿体赋存地段应具备以下特征（图3）：①与大理岩有关，位于大理岩与侵入岩的接触带（高阻和低阻的过渡带）;②与后期花岗闪长岩有关;③大理岩附近的高极化地段。

3.2.3 靶区预测与钻孔验证

从图4中可以清楚地了解矿带与激电异常的空间关系：激电异常的分布从浅部到深部变化较大，但是主矿体南部（D2）浅部和深部空间位置变化不大，而北部矿体受两条控矿构造控制，其中一条（D2）较长，贯穿矿区，可能与矿区南部地表出露的闪长岩脉相连。采矿（下转第132页）（上接第129页）区西部（外部）也有多条激电异常带（可能与闪长岩脉有关），其中D4也可能和D2一样与矿区南部的闪长岩体（脉）有关。根据南部矿区现有钻探资料，北西向的闪长岩脉（D2、D4）可能是主要的控矿岩体或构造。因此，北西向的高极化带是找矿的主要目标。

4 验证效果及结论

目前，三维激电勘探新方法已经在多个矿区进行了推广应用，内蒙古李清地铅锌银多金属矿是验证三维激电勘探靶区的单位之一。野外施工结束后，国城矿业有关部门参考我单位提交的物探报告，在2018-2019年布置22个钻孔，其中20个钻孔见矿，大多见高品位的矿体，探矿深度由原来的不到300m加深到超过700m，走向由原来的不足300m延长到超过1000m。截止到2020年4月，根据深部钻探结果，探获的铅、金和银资源储量规模都达到了中型（铅锌25万t，银260t，金6t），估值超过70亿元，属于富铅锌（共生金银）矿，实现找矿重大突破。从已获取的更多找矿信息可推断，李清地矿区还具有探获大型以上的富铅锌、金、银和钼矿的找矿远景。

上述找矿实践充分说明了三维激电勘探新方法在李清地边深部的具有十分显著的找矿效果，与传统电法相比，具有低成本、快速高效、综合信息量大、大探测深度和找矿效果好等特点，值得在边深部找矿工作中推广应用。

参考文献：

[1]胡玉平，张广纯等.三维激电勘探新方法在矿山深边部找矿中的应用[R].有色金属矿产地质调查中心，2020.

[2]张广纯，胡玉平等.内蒙古李清地铅锌银多金属矿危机矿山找矿突破与找矿方向探讨[J].矿产勘查，2020（08）：1603-1609.

[3]徐飞，胡玉平，王健.“玻璃化”勘查区及其主要技术手段[J].矿产勘查，2016（01）：180-184.

[4]王庆乙，胡玉平.金属资源的紧缺与隐伏矿找矿的思考[J].地质与勘探，2004（06）：75-79.