激电法在硫铁矿勘查中的应用

马健，刘雪元，程长厚，刘华瑄，刘永龙

激电法在硫铁矿勘查中的应用

马健，刘雪元，程长厚，刘华瑄，刘永龙

（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽 六安 237000）

激电法作为硫铁矿勘查的一种地球物理勘探方法，由于其对硫化物反映明显而常被使用。为查明安徽宁国青龙乡硫铁矿分布情况，通过激电中梯面积性测量工作大体圈定激电异常体的范围，并在异常区开展一定量的激电测深工作，研究区内一定深度范围内的岩（矿）石在横向上的电性特征及异常区垂向电性特征，大致查明了异常体的规模、产状及空间分布特征；对异常进行综合分析评价，为下一步的勘探工作提供必要的物探依据。

激发极化法；激电中梯；激电测深；硫铁矿；青龙乡

硫铁矿，又名黄铁矿、磁黄铁矿，分子式FeS2。硫铁矿是地壳中最重要、分布最广的硫化物矿物（梁建锋，2012），是一种重要的化学矿物原料（张朋，2019），是提取硫和制造硫酸的主要原料。硫铁矿属于电子导体，具有较低的电阻率和较高的极化率（黄震等，2015）。激发极化法作为物探方法的一个分支，在金属类矿床的勘查工作中发挥着重要的作用，特别是针对存在较为明显的激发极化效应差异的硫化矿床，激电工作具备良好的工作前提，存在巨大的应用前景（陈宁等，2019）。安徽宁国青龙乡地区构造断裂发育，侵入岩沿构造断裂侵入，在岩体接触带产生矿化蚀变，为多种有色金属的成矿有利地带（费利东等，2020）。为查明该地区矿产情况，以硫铁矿为主攻矿种，开展激电测量工作，圈定激电异常并推断引起异常的地质原因，为后续勘查工作提供依据。

1 地质背景

工区（图1）出露地层主要有为志留系下统河沥溪组（S1）、志留系中统康山组（S2）和志留系上统唐家坞组（S3）。勘查区位于绩溪复背斜（孙立维，2022）的东延部分，褶皱构造主要为志留系地层组成的向北西倾斜的单斜构造；区内断裂构造以北东向断裂为主，局部见北西向断裂，断裂位于志留系地层中，其中岩石较破碎，角砾岩化、糜棱岩化、片理化、硅化和揉皱发育，显示多期活动特征，早期以挤压—逆冲为主，伴有左行平移，晚期主要为拉张，发育张性角砾岩和岩脉。

图1 勘查区地质简图

区内岩浆岩主要为燕山期酸性岩类，呈岩基或岩株产出，岩浆侵位受北东—北北东向构造控制，岩体呈带状或椭圆状分布，岩石钾长石化普遍，属钙性—钙碱性岩系，岩石发育高岭土化、绢云母化、绿泥石化，过渡相偶有钠长石化、云英岩化和白云母化等。蚀变有硅化、角岩化、高岭土化、褐铁矿矿化等，蚀变主要分布在二长花岗岩体与围岩的接触带部位。

2 勘查技术方法

为查明安徽宁国青龙乡地区矿产情况，以硫铁矿为主攻矿种。由于硫铁矿激电效应明显，各种类型的硫铁矿、赤铁矿床均有明显的激电差异（吴明安等，2007），因此开展激电测量工作。测区分为南、北区域，激电中梯共有测线31条。根据激电中梯测量成果圈定的异常位置布设了3条激电测学剖面（图2）。

2.1 激电中梯测量

2.2 激电测深

测深工作使用DZD-6A型多功能直流电法仪进行，在激电异常较好段的60线326～354点，62线370～414号点，64线378～414，以40m点距总共布置了30个测深点进行激电测深工作。测深工作采用长导线对称四极装置（夏辉等，2013）。

图2 激电中梯视极化率ηs（a）、视电阻率ρs（b）平面等值线图

2.3 数据处理

汇总整理全区的实测数据，计算每个测点的K值及视电阻率值，对相邻排列接头段的重复观测点取其平均值，对明显的干扰点、畸变点和无数据点做了相应的插值处理。采用surfer8绘图软件分别对南、北区的视极化率和视电阻率数据进行了网格化处理，并对网格数据做了平滑处理绘制成果图件。资料处理解释时，以视极化率及其变化规律分析为主，视电阻率及其变化规律为辅（林寿海等，2021）。

3 异常特征与解释推断

激电中梯扫面工作成果显示，区内激电异常以北区为主，南区异常范围及强度都相对较小。全区s等值线以6%圈闭（或半圈闭）的激电异常有4个，从南至北对其分别编号JD-1、JD-2、JD-3、JD-4（图2）。

3.1 北区异常特征及解释推断

该区激电异常规模较大，异常较强，形态呈不规则状，区内激电异常主要有两个，分别为JD-3、JD-4号激电异常。区内南西部、北东部激电异常较弱，s值多为3%左右，表现为明显的背景场特征。中部JD-3、JD-4异常之间区域，s值亦分布为背景场特征。

区内JD-3异常分布在中南部区域，主要位于58～64线320～350号点之间，异常中心在60线中部附近，异常呈不规则状，s等值线以6%圈闭，等值线排列较宽缓，中心极值圈8%，总体走向北东向，异常最宽约500m左右，长约750m，向东伸向区外（图2a）；s等值线图显示该激电异常区视电阻率整体呈相对低阻，视电阻率在1000Ω·m以内，非异常区视电阻率相对较高，多在1500Ω·m以上，最高达3500Ω·m以上（图2b）。异常为较明显的低阻高极化特征。

JD-4异常分布在北部区域，为全区最强异常，在东西向横贯58～67线，在工区东、西边界未封闭，异常中心位于62～64线380～390号点之间，异常呈不规则状，s等值线以6%圈闭，等值线排列较密，s中心极值达11%以上，总体走向北东向，异常宽约300m左右，长约1000m（图2a）；s等值线图显示该激电异常区的视电阻率整体呈相对低阻，视电阻率在1000Ω·m以内，非异常区视电阻率相对较高，多在1500Ω·m以上，最高达8000Ω·m以上（图2b）。JD-4异常区域部分地区有高压线经过，可能存在小范围干扰。该异常为明显的低阻高极化特征。

为对异常进行全面研究，分析其纵向分布特征，在激电异常较好地段选取了60线326～354号点（图3a）、62线370～414号点（图3b）、64线378～414 号点（图3c），以40m点距共布置30个点进行激电测深测量。

图3 60线(a)、62线(b)、64线(c)激电异常拟断面图

60线测深剖面垂直穿过JD-3异常中心，由测深断面图（图3a）可以看出，以AB/4为解释深度（下同），从标高350m以下区域，有非常明显的激电异常分布，s等值线以18%呈半封闭状伸向深部，中心极值圈达26%，异常中心位于338/60点，因勘探深度所限，激电异常在深部未能完整封闭；视电阻率s在该区为明显低阻区，视电阻率在400～700Ω·m，s等值线中心极值圈仅400Ω·m。s异常范围及形态与s基本吻合，电性特征为明显的低阻高极化，具矿致异常特征。根据以上异常特征并结合地质资料推测，剖面338～354号点浅部的高阻低极化区为二长花岗斑岩所致；标高350m以下低阻高极化异常区，为志留系中统康山组（S2）灰白、灰绿色厚-巨厚层细粒岩屑石英砂岩、细砂岩为及粉砂岩与粉砂质页岩互层产生。因康山组各类岩性不能产生激电异常，且该处异常位于岩浆岩侵入通道的岩体接触带一带，为矿化蚀变有利部位，推测该激电异常体与硫铁矿或其它多金属矿（化）有关。

62线测深剖面垂直穿过JD-4异常中，由测深断面图（图3b）可知，在剖面378～396号点间，从标高400～100m以下区域，有一明显的激电异常分布，s等值线以10%呈半封闭状伸向深部，中心极值圈达26%，产状近于直立，异常中心位于388/62点，异常体从上到下逐步变宽，深部异常较强；从s测深断面图（图2b）看，视电阻率s在该激电异常区为明显低阻区，从398/62点右侧开始，在标高150m以下区域，s逐步增加，为一明显岩性分界面特征，推测其上部低阻体为志留系中统康山组（S2）产生，其下部高阻体为二长花岗斑岩产生，右侧尾端花岗斑岩体埋深明显抬高。此处激电异常位于岩浆岩侵入的构造断裂带附近，其深部可能存在一定规模的硫铁矿或其他多金属矿化蚀变，据此推断该激电异常为岩体接触带的矿化蚀变产生。

64线测深剖面垂直穿过JD-4异常中心，由测深断面图（图3c）可以看出，在剖面382-394号点间，有一明显的激电异常分布，从地表沿垂向伸到深部，从上到下s异常体范围逐步变宽，s等值线以11%呈半封闭状伸向深部，中心极值圈达24%；以386/64点为中心，分别在标高450m、400m有两个独立封闭的异常体，宽约100m，该处视电阻率s为一垂向高阻异常带与之对应；以406/64点为中心，在标高约100m附近有明显的s异常体分布，为前者异常体在深部的延伸部分，该处视电阻率s为一明显的岩性分界面与之对应。同62线异常一样，此处激电异常同样位于岩浆岩侵入的构造断裂带附近，推测上部的两个激电异常为二长花岗岩体与志留系中统康山组接触带处的硫铁矿或其它多金属矿（化）产生，深部激电异常为其上康山组与右侧二长花岗岩体接触带处的硫铁矿或其它多金属矿（化）产生。

3.2 南区异常特征及解释推断

从s异常平面等值线图（图2a）看，该区激电异常规模较小，异常较弱，形态呈不规则状，区内激电异常主要有两个，为分布在东南角的JD-1和中东部边界的JD-2号激电异常，其s异常等值线均以5%呈半封闭状伸向区外。JD-1号异常相对较弱，走向不太明显，JD-2号异常走向北东向。两个异常体在s平面等值线图（图2b）上均为高阻异常带与之对应。根据面上异常特征并结合地质资料推测，s异常体可能为二长花岗岩体接触带处的硫铁矿或其它多金属矿（化）产生。

4 结论

通过激电面积性与测深剖面测量，圈定激电异常4个，以北区JD-3、JD-4号激电异常较佳，平面异常体在垂向有明显延伸，工作方法有效。基本查明了区内激电异常体在一定深度内分布范围及强度，对主要异常体在垂向的空间展布情况进行了分析研究，结合地质资料对激电异常体进行了解释推断。根据物性特征，该区广泛分布的志留系中统康山组各类岩性及出露的二长花岗岩体等，均不能产生明显激电异常，且激电异常均位于岩体侵入、矿化蚀变的成矿有利位置，故认为激电异常与硫铁矿或其它多金属矿（化）有关，为矿（化）致异常的可能性大。

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Application of IP Method in Pyrite Exploration

MA Jian LIU Xue-yuan CHENG Chang-hou LIU Hua-xuan LIU Yong-long

(No. 313 Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Exploration, Liu 'an 237000)

As a geophysical prospecting method for pyrite, IP method is often used because of its obvious response to sulfide. In order to find out the distribution of pyrite in Qinglong Village, Ningguo, Anhui Province, the scope of abnormal IP bodies was delineated through the area measurement of IP steps, and a certain amount of IP sounding work was carried out in abnormal areas to study the transverse electrical characteristics of rocks (ore) in a certain depth range and the vertical electrical characteristics of abnormal areas. The scale, occurrence and spatial distribution characteristics of the anomalous body were roughly identified. The comprehensive analysis and evaluation of the anomaly provide necessary geophysical basis for the next exploration work.

excitation polarization method; IP central ladder; IP sounding; pyrite; Qinglong village

P319.3

A

1006-0995（2022）04-0682-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.04.027

2022-02-23

马健（1988—），男，江西赣州人，工程师，研究方向：矿产地球物理勘查、地下水、管线探测等