激电中梯和激电测深在西藏强龙铜钼矿区中的应用研究

索朗次仁 多吉卫色 次仁旺堆 洛桑旺堆 尼玛次仁

(西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队)

在一些浅表有较好矿化线索的地区，人们经常用到电法进行找矿勘查，既能更好地做到绿色勘查和节约成本，也可以在较短的时间内确定矿(化)体位置，了解其分布特征及深部延伸情况，为精确布置下一步找矿工作提供物探证据[1-3]。激电中梯法作为金属矿勘查中最常见的电法勘探方法之一，是以岩(矿)石的激发极化效应差异为物性前提，研究地下岩(矿)石分布特征。激电中梯方法因具有野外施工简单、成本低廉、工作效率高、扫面速度快、极化率参数不受地形影响等特点而广受关注[4-5]。研究表明激电中梯方扫面在直接寻找硫化物矿床，特别是在寻找构造蚀变带中的硫化物多金属矿床有十分突出的效果[3-6]。然而，激电中梯法对矿体在深部追踪上有其局限性，通常要配套其它物探方法使用[7-8]。激电测深主要是了解地质体在地下半空间上的隐伏特征及其向深部的延伸情况[9-11]。激电测深的原理是对于同一个测深点，极距从小到大进行多个极距的供电观测，小极距探测深度浅，主要反映浅部地电信息，大极距探测深度大，反映深部的地电信息，通过改变供电极距从而达到测深的目的，以获取地下不同深度上的地电信息[12-13]。因此，可以将2种方法结合进行地面勘探，以期解决金属矿勘查中地层、构造、岩体、蚀变体以及矿(化)体的空间展布问题。

强龙矿区是西藏地勘局地热地质大队在1∶20万霍尔巴幅、措勤县幅、赛利普幅、措勤区幅区域地球化学调查工作的基础上，通过三级查证新发现的找矿靶区。目前在该区发现的矿点、矿化点及矿化线索基本与蚀变带及化探异常密切吻合，显示其具有较好的成矿地质背景[14-15]。由于前期勘查程度限制，部分矿(化)体的空间分布及其深部延展特征还无法确定，导致区内成矿潜力不甚明确。鉴于此，本次研究在以往地质、矿产勘查和化探工作的基础上，开展了大功率激电中梯扫面和激电对称四极测深工作，大致查明异常体在平面上的展布特征及在地下半空间垂向上的延伸情况，确定异常体和成矿地质条件的耦合关系，进而圈定矿化蚀变体的范围和寻找隐伏矿(化)体，为是否开展进一步勘查工作提供地质依据。

1 矿区地质及地球物理特征

1.1 矿区地质特征

研究区隶属于西藏日喀则仲巴县，区域构造位置处于岗底斯—腾冲陆块的岗底斯—下察隅晚燕山—喜玛拉雅期岩浆弧带(Ⅲ1-2)，地层区划属岗底斯—腾冲区的隆格尔—南木林分区。研究区晚燕山期中酸性侵入岩较为发育，出露的中酸性侵入岩有斑状黑云母二长花岗岩和花岗斑岩(图1)。侵入岩成因类型为I型(或同熔型)花岗岩，岩浆分异程度相当高，为钙碱性岩。研究区出露主要为第四系(Q)冲洪积物、冰渍物，主要沿河谷一带零星分布。区内由于花岗斑岩上侵作用使其围岩(斑状黑云母二长花岗岩)形成一系列网脉状张性裂隙，是成矿的重要导矿构造和容矿构造。

图1 研究区区域地质及物探位置

研究区铜矿化蚀变带呈北东东向展布于东部，长约5 000 m，宽500～2 000 m，由西向东逐渐变窄(图1)，该矿化带地表主要表现为强褐铁矿化带(火烧皮)。铜矿化主要以黄铜矿化和孔雀石化的形式呈现，其中黄铜矿呈星散状分布于岩石中，孔雀石化常发育于岩石中的裂隙面，主要呈薄膜状、脉状产出，少量呈侵染状分布。研究区中部南侧分布大量的网脉状构造，其为含矿流体沿裂隙垂向逃逸所形成的硅化、黄铁矿化脉，在次及裂隙中伴有一些细小的含矿石英脉。石英网脉及围岩中可见黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿呈细脉浸染状或稠密浸染状分布。另外，可见少量辉钼矿零星分布，主要呈稀疏浸染状发育于网脉状石英中。

1.2 矿区地球物理特征

为了解强龙矿区内主要岩(矿)石的电性参数特征，本次研究对测区内出露的主要岩(矿)石标本开展了相应的物性测定工作(图1)，测定方法采用小四极测深装置，测定结果如表1。

表1 强龙铜钼矿区岩矿石电性参数测定成果

斑状黑云母二长花岗岩作为近矿围岩，其电阻率明显高于斑岩、矿(化)体、蚀变带的电阻率，最高值达5 000 Ω·m以上，均值一般在3 000 Ω·m，而蚀变带(含金属硫化物)的电阻率最低，最小值仅约300 Ω·m。从极化率所反应的特征来看，蚀变带(含矿化体)的极化率在矿区内最高，最高值超过11%，均值在8%左右，其次为含矿斑岩体，在4%～5%区间变化，而石英脉型的铜钼矿(化)体，因产出较为狭窄，在地表的出露又主要以氧化矿物为主，所以极化率表现的相对较弱一些，均值约为2.5%。斑状黑云母二长花岗岩作为矿体的围岩，极化率表现较低，最高值仅为1.7%，相当于测区的背景场值。因此，相对于具高阻低极化特性的二长花岗岩(围岩)，研究区内矿(化)体(无论是含矿斑岩或是含矿蚀变带)的激电特征总体表现出低阻高极化的特性，这一特征为在矿区开展激电工作提供了相应的地球物理依据，并为成果资料的异常定性解释及局部异常的划分奠定了相应的基础。

2 工作方法

在研究区共布设1∶1万激电中梯工作12 km2，正南北向测线41条，测网密度为100 m×40 m，测线长均为3 km，共计布置物理探测点3 116个(图1)。在激电中梯工作所获局部异常的基础上，结合地表地质特征，分别在210线、310线、460线布置(AB=2 000 m)20个激电对称四极测深点(图1)，以了解高值异常在地下半空间上的隐伏特征及向深部的延伸情况。

本次激电测量仪器采用重庆地质仪器厂生产的DZD-6型多功能直流电法仪。为保证野外数据的采集达到最佳效果及选择适合该矿区的仪器装置，本次工作在已知矿体上开展了方法有效性实验，分别选择了AB=1 200 m、MN=40 m，AB=600 m、MN=40 m 2种极距，以及不同的波性个数、不同的供电时间采集了实验数据。结果显示，极距为AB=1 200 m、MN=40 m的极距装置，波形个数为3，供电时间为3 s的装置系数，勘查效果最佳，其在已知矿体所处部位，视极化率异常较为突出，在围岩出露部位曲线相对较为圆滑。中间梯度测量观测范围一般为AB的2/3。对称四极测深的测点最大供电电极距为(AB/2)为1 000 m，供电极距采用铜电极和电极组(大极距)，测量电极距采用不极化电极(大极距)和铜电极(小极距)。

3 激电异常分析

3.1 中梯扫面激电异常分析

由视极化率等值线图(图2)可见，强龙矿区的背景值应在2%左右。在测区内以3%为异常下限划分出7个高极化率异常区，优选出3个重点异常区 JD1、JD2、JD5。JD1异常位于测区东侧偏南部位，主要分布在斑岩出露区内，异常总体呈不规则面积状展布，分布面积约为0.7 km2。异常由3个自行封闭的子异常组成，其中JD1-1异常呈较为规则的南北向长条状展布，浓度中心最高值均大于10%；JD1-2异常呈近南北向条带状展布，等值线较为致密，异常浓度中心最大值亦超过10%；JD1-3子异常呈椭圆形态，等值线致密，浓度中心值大于15%。JD2位于测区中部偏南部位，基本在斑岩蚀变及围岩蚀变区域内，总体呈不规则面积状展布，分布范围较大，圈定面积约1.3 km2。该异常分别由编号为JD2-1、JD2-2的2个子异常组合而成，其中JD2-1呈近南北向长轴状展布，等值线较为致密，异常浓度中心最高值达10%以上；JD2-2总体走向为北东南西向，虽然异常等值线较为稀疏，强度也表现得不是太高，但浓度中心最高值亦达到8%以上。JD1和JD2均对应于视电阻率等值线图的相对低阻区及高低阻结合部，表明高值异常的出现可能与斑岩体含有一定金属硫化物，或者与围岩发生强烈蚀变导致部分金属硫化物局部富集成矿有关。JD5异常位于侧区北西侧，呈自封闭的不规则长轴状展布，长约600 m，最宽约30 m，最窄处约15 m，虽然等值线不太致密，异常浓度中心值强度亦不太高(约为6%)，但该异常正好位于呈带状展布的铜矿(化)体露头上，异常走向与地表观察的矿(化)体走向一致，均为近南北向，因此，该异常为明显的矿致异常。对应于视电阻率剖面曲线(图3)，其电阻率曲线在这些部位表现得较为平缓，异常值在800 Ω·m以下，表明视极化率高值异常均分布于相对的低阻区域，或高低阻接触带附近，属成矿有利部位。

图2 强龙铜钼矿区激电中梯视极化率平面等值线

图3 强龙铜钼矿区激电中梯视电阻率平面等值线

3.2 对称四极测深激电异常分析

为进一步研究JD1、JD2和JD5重点异常在地下半空间上的隐伏特征，并结合地表成矿地质条件，在各重点异常区重心部位布置激电测深剖面，以了解视极化率、视电阻率在纵向上的电性特征及变化规律，查明极化体的埋深和产状。

460线激电对称四极测深剖面位于JD1的子异常JD1-2中，由200～226线的7个激电测深点组成。视极化率高值异常在AB/2=9 m以下形成了多个自行封闭，且为等值线较为致密的高值异常，这一特点符合斑岩型矿体的激电特征。对应于视电阻率断面，极化率异常主体均赋存于低阻区域内，低阻体出现的原因不仅仅受岩体破碎的影响，还与斑岩体金属硫化物含量的增高，导致斑岩体自身电阻率降低有关。二维反演推测的岩体主要隐伏在断面深部，呈高阻特性，极化体主要依附在中深部的低阻区域内，即推测的斑岩侵入区域，极化体的埋深总体呈南浅北深的趋势。

310线激电对称四极测深剖面位于JD2的子异常JD2-2中，由182～208线的7个激电测深点组成。视极化率高值异常主要隐伏于AB/2=100 m以下，异常呈南北向条带状展布，等值线致密，异常强度较高。极化高值异常基本位于下伏的低视电阻率区域内，属成矿有利部位。电阻率反演显示表层似斑状二长花岗岩体作为盖层，产出较为稳定，推测的深部岩体隐伏特征也较为明显，断面中部的低阻层推测为侵位斑岩体，在断面上展现出了由北向南侵入的趋势，极化体主要赋存于这一部位。极化率反演结果显示，在断面中深部位形成了4个高值极化体，符合斑岩型矿体局部富集成矿的规律，但总体上极化体还是呈南浅北深的条带厚层状形态展布。

以JD5异常最高值点为中心，在210线实施了6个激电测深点。从极化率断面结果显示，位于AB/2=65 m以上浅部的异常虽然规模小，强度不高，但对应于地表地质特征，却是铜(矿)化体在地表的主要出露部位，而真正的高值异常隐伏在AB/2=150 m以下部位，异常规模较大，表明这一部位才应是矿(化)体的主要赋存部位。极化率异常所赋存部位也正好位于相对的低阻区域内，异常体的低阻高极化特征明显，进一步增强了矿(化)体在这一部位存在的可能性。二维反演表明极化体的特征更为明显，浅表层的极化体沿剖面呈南北走向带状分布，这与出露的矿体走向一致，且下部推测的矿液运移通道及斑岩的侵位明显，暗示矿(化)体在地表的出露与下部隐伏的极化体密切相关。

4 结 论

(1)利用激电中梯、激电测深测量获得的异常与地质调查中已发现的含矿斑岩体、蚀变体以及矿(化)体相互吻合，表明激电资料对应性很好，且符合客观地质规律。因此，激电中梯和激电测深联合勘查是行之有效的地球物理找矿方法。

(2)利用激电中梯、激电测深测量开展综合物探勘探，在强龙矿区圈出JD1、JD2和JD5这3处局部重点异常。JD1和JD2异常强度高，分布范围广，主异常由多个形态不一的子异常组合而成，测深二维反演推测的隐伏极化体在地下半空间上的分布特征尤为明显，低阻区域内赋存了多个高值极化体，其电性特征符合斑岩型金属硫化物矿(化)体分布不均、局部富集、分块集中的成矿规律。JD5局部异常是一处明显的矿致异常，异常走向与出露的矿(化)体走向一致，二维反演显示浅部小极化体反应的正是地表出露的铜多金属矿(化)体，而异常强度、规模和厚度较大的极化体隐伏于断面的中部，表明在地下半空间上隐伏有主矿(化)体的可能性极大。因此，JD1、JD2和JD5这3处异常为强龙矿区成矿的有利部位，这为深入开展本矿区地质找矿工作提供了强有力的依据。