河北省赤城县正沟银多金属矿激电异常特征及找矿效果的初步研究

刘春平

(华北地质勘查局五一九大队，保定 071051)

关键字：激电法；激电异常；铅银等金属硫化物矿体

1 地质背景

1.1 地层特征

矿区内出露地层简单，由中生界侏罗系上统张家口组二段（J3z）的火山岩系和第四系全新统冲洪积物（Q）组成。为单斜地层，总体倾向NE,倾角在10°～30°之间。

（1）侏罗系上统张家口组二段（J3z2）：以流纹岩、流纹质角砾凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩为主、是银多金属矿的成矿围岩。

流纹岩（λ）：浅肉红色，斑状结构，流纹构造、块状构造。斑晶为石英和正长石，含量在15%左右，粒径1mm～1.5mm。基质为隐晶质。分布在矿区的中南部，局部见高岭土化、硅化，是石英正长斑岩体和矿体的直接围岩。

流纹质角砾凝灰岩（λbtf）：浅肉红色，火山碎屑结构，角砾状构造、块状构造。角砾成分为流纹质岩屑，含量在20%～40%、砾径在2mm～10mm之间、呈棱角状，由流纹质火山灰胶结。呈层状产出，产状为50°∠10～20°，分布在矿区的中北部，局部见高岭土化，是矿体的围岩。

流纹质晶屑凝灰岩（λtf）：浅肉红色，火山碎屑结构、凝灰结构，块状构造。晶屑成分为正长石和石英，含量25%、粒径在1mm左右，由流纹质火山灰胶结。呈层状产出，产状为20°～55°∠10～30°，零星分布在矿区的北部。

（2）第四系全新统冲洪积物（Q）

分布于山间河谷、山坡及山梁的鞍部等地，厚度一般1m～5m，最厚可达40m。由冲积、洪积成因的黄色土状亚砂土、亚粘土、砂、砾石组成。

1.2 构造

区内NW向断裂构造发育，多以蚀变破碎带形式出现，或被后期花岗斑岩和二长斑岩脉充填，是本区的主要控矿构造。

（1）小东沟断层（F1）

分布于矿区西部，挤压破碎带长1.0km左右，宽0.4m～2m，产状为40°∠65°～75°，断层性质是在由南北向压应力诱导出来的剪切应力作用下形成的低序次剪裂逆断层。挤压破碎带中可见硅化、高岭土化、褐铁矿化等蚀变。

（2）正沟东断层（F2）

分布于矿区中部，与F1断层平行。延伸约3km，走向300°～320°，总体倾向NE，局部反倾，倾角45°～75°，亦属逆断层。挤压破碎带宽约1m～13m，有石英正长斑岩脉侵位。破碎带内蚀变发育，主要蚀变有铁锰碳酸盐化、硅化、褐铁矿化等，并可见铅钼银矿化。是本区的主要容矿构造。

（3）二道沟东断层（F3）

分布于矿区东北部边界地段，长约1.0km，走向325°，倾向N E，倾角65°～70°。断层性质属正断层。

（4）NNE向断裂构造

NNE向断裂构造不发育，以蚀变破碎带形式出现。是本区的次要容矿构造。

（5）节理构造

矿区流纹岩、流纹质角砾凝灰岩中节理裂隙较发育，按其产状不同，大致可分为两组：

（1）NWW向节理：倾向200°～210°，倾角75°～80°。（2）NNE向节理：倾向280°～300°，倾角75°～80°。以上两组节理裂隙中，都不同程度的见有硅化、褐铁矿化蚀变现象，其中NWW向节理中蚀变强度较大，在物化探异常带地段内最为发育，多被后期白色的硅质、黄铁矿细脉充填。是本区的主要容矿构造。

1.3 岩浆岩特征

区内岩浆活动强烈，以晚侏罗世火山活动为主，侵入活动为辅。火山岩广泛分布，侵入岩多呈岩株或脉岩出露，岩性包括石英正长斑岩（λξπ）、花岗斑岩（rπ）、二长斑岩（ηπ）、辉绿岩（βμ）等。

石英正长斑岩（λξπ）：呈岩株状出露在区的西部和南部，岩石呈肉红色、浅肉红色，斑状结构，块状构造。斑晶为正长石和石英，含量在20%左右，粒径1mm，基质为隐晶质。局部岩石具似斑状结构，风化强烈，具轻微高岭土化，呈风化沙状。

花岗斑岩（rπ）、二长斑岩（ηπ）、辉绿岩（βμ）呈岩脉状产出，零星分布在矿区内。其中辉绿岩（βμ）脉与铅银矿化密切。

2 方法概述

本次物探测量工作使用重庆奔腾数控技术研究所生产的WDFZ-10型大功率直流激电发送系统，配套的有进口17千瓦发电机、整流源、发送机和接收机等。供电方式采用周期为16秒、占空比1:1的双向短脉冲制式。自动记录供电电流和供电时间，每分钟记录一次，记录精度为0.001A，当电流波动不大于2%时，可视为恒流。接收机工作参数设置为断电延时100ms，取样宽度40ms，测量叠加次数为2次，自动记录观测时间、存储号、一次电位V1和四块积分面积的极化率值ηs1-4。

激电中梯面积测量和剖面测量工作采用短导线、中间梯度装置形式，供电极距AB=1500m，测量极距MN=40m，测量点距=20m。供电导线的铺设位置距离观测导线在20m以远，绝缘电阻不低于3MΩ。观测不极化电极瓶的开工极差小于2mv，收工极差小于5mv。不同供电环进行连续观测时，供电环的接头处均有2～3个重复观测点。遇到观测数值出现异常或不稳定时均进行了重复观测和确认。

激电中梯面积测量范围控制在AB中间的2/3区段内进行，实施一线供电多线测量的工作方式，旁测线距主供电线最大距离不大于1/5AB。

激电中梯剖面测量范围控制在AB中间的1/2区段内进行，各条剖面线均为主供电线。

激电测深剖面测量采用对称四极装置形式，最小供电极距AB/2=2.5m，最大供电极距AB/2=1500m，最小观测极距MN/2=0.5m，最大观测极距MN/2=40m。具体排列情况详见表1。

表1 激电测深供电极距与测量极距排列表

实际野外工作过程中严格按照中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T0070-2016《时间域激发极化法技术规定》规范要求执行。

3 勘探原理

通过表2可知区内电性特征为：铅银矿（化）石和破碎蚀变带极化率最高，平均值分别达到了6.97%和3.27%，而其他岩浆岩和地层极化率均在2.0%左右，而蚀变破碎带电阻率变化较大，电阻率值在2000Ω·m与区内地层电阻率基本相似。

激电测量是以岩（矿）石与围岩的电性差异为基础，结合该区电性参数，该区铅银矿（化）石高极化与围岩低极化特征有明显电性差异。综上所诉，该区内的目标地质体与围岩之间存在明显的极化率差异，为在该区开展激电找矿工作提供了良好的地球物理前提。

表2 岩（矿）石标本电参数统计表

4 激电异常解释

4.1 平面异常解释

矿区内出露的地层除沟谷中为第四系覆盖外，主要是上侏罗统张家口组二段地层，其岩性为流纹质沉凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹质角砾凝灰岩和流纹岩等，岩浆岩脉出露较广泛，主要有石英正长斑岩脉、正长斑岩脉和石英正长岩脉等。岩浆岩脉和凝灰岩类的接触带部位有矿化蚀变显示。区内共发现SP1、SP2、SP3、……SP7等7条主要矿化蚀变带，它们是本区成矿的有利地段，也是本次物探找矿的重点靶区

综合分析研究河北省赤城县正沟银多金属矿预查地质、物探综合平面图看出，在区内发现7处较明显的物探平面激电异常。为便于推断解释，把这些平面激电异常分别编号为IP1、IP2、IP3、IP4、IP5、IP6和IP7号异常，异常位置大都与SP1、SP2、SP3、SP4、SP5、SP6和SP7号矿化蚀变带位置相对应，初步推断激电异常是这些化蚀变带所引起（详见图1）。

图1 地质、物探综合平面图

（1）IP1号异常位于矿区的西北边部，视极化率异常平面形态不太规则，呈近似长条状,北西方向展布，北西向长度800m左右，宽度200m左右。异常区内出现2个视极化率异常中心。异常中心视极化率值将近2.5%，属于弱激电异常。在SP1号视极化率异常区内，与其相对应的视电阻率异常呈明显的条带状高阻异常，异常中心视电阻率值超过3500Ω·m，高阻低极化特征非常明显。

地质上已查明IP1号异常右侧中南段有SP1号矿化蚀变带存在，矿化蚀变带的走向与IP1号物探激电异常走向相一致，由此推断IP1号异常是SP1号矿化蚀变带引起的，可作为进一步找矿的靶区。

（2）IP2号异常位于Ⅰ号异常的右边，相距600m左右。视极化率异常平面形态呈长条状，北西方向展布，北西方向长度断断续续横穿整个测区，异常宽度300m左右，呈多个视极化率异常中心，异常中心视极化率值在2.5%左右，属于弱激电异常。与其相对应的视电阻率异常呈明显的条带状高阻异常，北段的异常中心视电阻率值超过3000Ω·m，南段的异常中心视电阻率值将近8000Ω·m，超高阻弱极化特征非常明显。

靠近IP2号异常带北端部位有SP3号矿化蚀变带出露，由此推断IP2号异常与SP3号矿化蚀变带关系密切，不排除该部位有隐伏硫化物矿(化)体存在，可作为进一步找矿勘查的对象。

IP2号异常位于测区的南下边，异常平面形态呈长条状，北西方向展布，北西方向长1000m左右，异常宽度100m左右，有几个较弱异常中心，异常中心视极化率值在2.5%左右，属于弱激电异常。与其相对应的视电阻率异常呈明显的条带状高阻异常，高阻弱极化特征非常明显。异常区内未见明显的矿化蚀变现象，因此初步推测激电异常与出露的正长斑岩关系密切。

（4）IP4号异常位于矿区的中南边，异常呈长条状，北西向展布，长1200m左右，宽200m左右。异常区内出现两个较强异常中心，最高异常中心视极化率值为4%，比其它异常值均高。与其相对应的视电阻率异常呈明显的超高阻异常，异常中心视电阻率值超过6000Ω·m，相对高阻高极化特征明显。

IP4号异常南部异常位置有SP7矿化蚀变带出露，由此分析推断，IP4号异常应是SP7矿化蚀变带引起的,异常幅值较高，具有很好的找矿指示前景，可作为本区进一步寻找隐伏金属硫化物矿（化）体的首要靶区。

（5）IP5号异常位于测区的南下边、IP4异常的东北侧，异常平面形态呈长条状，北西方向展布，北西方向长800m左右，异常宽度100m左右，有几个较弱异常中心，异常中心视极化率值在2.5%左右，属于弱激电异常。与其相对应的视电阻率异常呈明显的条带状高阻异常，高阻弱极化特征非常明显。IP5异常区域内地层岩性为凝灰岩，伴有微弱矿化蚀变显示，因此该异常主要是由矿化蚀变和凝灰岩引起的，可以作为找矿的参考。

（6）IP6号异常位于IP5号异常的东边，异常平面展布呈长条状，北西走向，沿走向长度3000m左右,异常平均宽度200m左右。异常区内有多个异常中心，异常中心最高视极化率值超过3%。与其相对应的视电阻率异常呈明显的超高阻异常，异常中心视电阻率值将近6000Ω·m，为明显的超高阻中极化特征。

该异常部位中部有SP5矿化蚀变带出露，SP5矿化蚀变带的两端分别靠近IP7号异常和IP6号异常，由此分析推断，IP6号异常应与SP5矿化蚀变带关系密切,具有一定的找矿指示前景。

（7）IP7号异常位于IP6号异常的东侧，异常平面展布呈近似长条形，北西向展布，长2000m左右，宽200m左右，有多个异常中心，异常中心最高视极化率值将近3%，属于弱异常。与其相对应的视电阻率异常呈明显的超高阻异常，异常中心视电阻率值超过6000Ω·m，呈高阻中极化特征。

该异常部位的西侧有SP5矿化蚀变带出露，由此推断IP7号异常与SP5号矿化蚀变带有一定的关联度，对进一步找矿有较好的指示作用。

4.2 典型测深剖面解释及钻孔验证结果

本次激电工作对圈定所有局部异常进行了激电测深测量，共合计8条激电中梯剖面。本次对IP6号异常P5勘探线激电测深剖面进行重点解剖。

由图2可知在剖面的174号点附近出现较明显的激电异常，异常宽度100m左右,异常幅值超过3%，所处的地质环境均为流纹岩，剖面的视电阻率ρs值上下跳跃明显，在127号点、170号点和221号点附近视电阻率ρs幅值将近达到6000Ω·m。

图2 地质、物探综合剖面图

分析研究P5剖面测深拟断面图看出，在172号和186号点地表下面出现较明显的激电异常，异常位置与剖面异常位置相对应。视电阻率异常部位与视极化率异常部位相对应，呈明显的高阻中极化特征。根据剖面和测深拟电断面图分析，极化体的中心埋深在100m左右。和SP5号矿化蚀变带对应较好，可进行深部验证。

经钻孔ZK5-1钻探验证，在67.54m～87.7m深度范围内发现以铅银为主的金属硫化物矿体，钻孔穿矿厚度20.16m。矿体赋存位置与极化体的中心埋深对应较好，该高阻中极化的激电异常应是矿致异常。该区找矿前景较大。

5 结论

通过激电中梯面积测量工作，圈定出了IP1-IP77个激电异常，其中有5个激电异常与蚀变带基本对应了，它们对本区找矿具有较好的指导意义。

通过激电剖面测深工作，一方面对平面异常进行了查证，另一方面对矿（化）体的深部赋存状态、规模、产状和中心埋藏深度等情况有了大致的了解，为下一步的钻探验证找矿工作提供了依据。经钻孔验证在67.54m～87.7m深度范围内发现以铅银为主的金属硫化物矿体，钻孔穿矿厚度20.16m。矿体赋存位置与极化体位置吻合较好，应为矿致异常。由此可知激电法在本区取得了较好的找矿效果。