综合物探手段在非金属矿中的应用

吕晓宇

（中国冶金地质总局内蒙古地质勘查院，呼和浩特 010050）

某矿区位于华北板块北部边缘造山带，区域火山岩较发育，主要有晚古生代二叠纪火山岩及中生代晚侏罗纪火山岩。从本区地层区划来看，中古生界属内蒙古草原地层区锡林浩特-磐石地层分区，中-新生界属滨太平洋地层分区。区域地层出露较全，主要有长城系、蓟州系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系、新近系和第四系等。

1 矿区地质

研究区内基岩露头较差，多为残坡积层露头。燕山早期侏罗纪花岗岩（Jγ）分布于矿区西南部，中志留统徐尼乌苏组上部板岩段（Sxn）分布于矿区大部，矿区大面积被第四系（Q）覆盖，构造形迹不明显，但在南部采坑中采出大量断层角砾岩。由断层角砾岩推断，矿区南部采坑存在一近东西向断层，倾向北，倾角为15°～54°，萤石矿体赋存其中。

本区萤石矿床的矿化蚀变类型较简单，主要发育一套中-低温热液蚀变矿物组合。围岩蚀变类型主要为硅化，其次为高岭土化、黄铁矿化、碳酸盐化等。硅化是区内分布最广泛、最常见的一种蚀变类型。硅化的强度范围与矿体规模密切相关，蚀变带一般宽十几米。高岭土化分布较广泛，特别是在萤石矿上下部，可见到比较普遍、明显的高岭土化蚀变。黄铁矿化常与硅化相伴出现，在地表表现为石英（萤石）脉褐铁矿化。

2 矿区地球物理特征

萤石矿体赋存于断裂构造带中，电阻率表现为低阻特征，萤石矿脉对应高阻异常。通过收集资料，获得岩（矿）石磁性参数：本区灰岩无磁性；粉砂岩、千枚岩具有一定磁性；其余岩石具有反磁化特征，磁异常表现为负值。

研究区岩（矿）石主要有花岗岩、硅质岩、石英等，电性参数测定结果如表1所示。由表1可知，区内岩（矿）石电阻率大体可分为三类：千枚岩、粉砂岩的电阻率为1 100～1 700 Ω·m，其是电阻率较低的地质体；花岗岩、石英的电阻率为2 750～3 900 Ω·m，其是电阻率较高的地质体；萤石矿、硅质岩、灰岩是本区电阻率最高的地质体，几何均值分布在5 500～7 600 Ω·m。区内岩（矿）石极化率一般在0.54%～1.45%变化，千枚岩、花岗岩、粉砂岩的极化率相对较高，一般保持在1.28%～1.45%；其他岩石的极化率介于0.54%～0.74%。

表1 矿区岩（矿）石电性参数

综上所述，各类岩（矿）石之间均有一定的磁性、电性差异。其中，硅质岩为研究区内电阻率最高的地质体，其电阻率明显高于围岩。萤石矿与硅质岩成矿具有密切的相关性，具有一定规模时可形成较明显的高阻异常。但岩石在地质作用下形成断裂破碎带时，后期热液矿化蚀变作用使其电阻率明显降低，可表现为低阻异常。局部硫化物富集时，可在地面形成零星规模的激电异常。

3 物探异常解释

3.1 磁异常特征

通过分析磁异常成果，本研究较好地划分了岩体范围及其分布。研究区南部负磁异常区以中酸性花岗岩分布为主，北部和中部主要为弱磁异常，以具有一定磁性的安山岩、千枚岩分布为主。

本区磁异常具有明显的分带特征，以东西向为主、磁异常为20 nT的等值线将异常分为北、南两个正负异常区，较好地反映了岩体分布特点。南部为一低缓的负异常区，以中酸性岩体为主；而北部为正异常区，磁异常主要分布于矿区的西北地带，呈东北走向。钻孔揭露有安山岩，表明该区以中性、中基性岩体分布为主。区内主要由两个异常组成，从南到北将其编号为M-1和M-2。M-1磁异常位于矿区北部，异常等值线在西侧尚未完全封闭。该异常呈东北走向，长约为400 m，宽约为100 m。异常等值线北侧密集且有负异常伴随，南侧较为宽缓。异常强度一般为60 nT，极大值为185 nT。经推断，该异常由岩体接触破碎带引起。M-2磁异常处于M-1异常北部，走向为东北，异常等值线两端均闭合。异常极大值为183.67 nT，等值线南侧宽缓，北侧密集。经推断，该异常由安山岩岩体引起。

3.2 激电及电阻率异常特征

3.2.1 激电异常特征

研究区激电异常具有强度弱、异常规模小且零乱的特征，个别地段由部分点形成高值异常封闭圈。激电异常主要分布于矿区的南部和北部，极化率异常等值线以=2.8%值封闭。西南部高极化异常由地下电缆引起；最北端的激电异常由含硫化物的安山岩引起。其余激电异常一般强度均保持在2.8%～3.2%，异常形态不规整且较零乱，部分异常尚未完全闭合。

根据激电异常分布位置，自南向北、从西向东进行编号，其分别为JD-1、JD-2、JD-3和JD-4。JD-1异常处于矿区西南角，走向为东北，长约为500 m，宽接近100 m，其在西南方向尚未完全封闭。该异常强度大，极化率极大值大于10%，主要由地下埋设的电缆干扰引起。JD-2异常位于JD-1异常北部，总体走向近东西，以等值线=3.0%圈定，异常长约为400 m，宽约为60 m。整体异常形态不规整、零乱，极化率一般为3.2%～3.4%，局部有收缩和膨胀现象。经推断，该异常由岩体填充与局部硫化物富集引起。JD-3异常位于矿区北部，异常走向近东西。其间以=2.8%等值线封闭构成一个较大范围的异常，由极化率3.0%和3.2%等值线封闭而构成多个异常中心。异常形态零乱、复杂，等值线具有边缘密集、中心稀疏的特征。该异常主要由岩体引起，局部硫化物相对富集。JD-4异常处于矿区最北端，走向为东北且尚未封闭，长约为600 m。其间以等值线η=3.2%形成两个异常中心。异常形态较为规整，极化率一般可超过3.4%。南侧等值线较为密集，北侧等值线相对稀疏，表明极化体向北陡倾斜。结合实际地质情况，该异常主要由含硫化物的安山岩引起。

3.2.2 电阻率异常特征

研究区内，电阻率异常等值线形态较为零乱、不规整。高阻异常的电阻率介于320～400 Ω·m，低阻异常的电阻率介于120～200 Ω·m。电阻率异常强度由南向北增加，逐步增大。根据电阻率异常分布特征，从南到北进行编号，其分别为DZ1、DZ2和DZ3。DZ1电阻率异常位于矿区南部，处于已知萤石矿体部位。由采区揭露情况可知，萤石矿体主要赋存于近东西断裂带或接触带，与构造热液充填成矿关系密切。DZ1电阻率异常走向由近东西逐渐转变为西北，呈现一低阻异常区。以电阻率200 Ω·m等值线圈定，该异常长约为700 m，宽约为250 m。低阻异常的电阻率最小值可小于100 Ω·m，该地段构造发育，异常等值线两侧接近对称，北侧较缓，低阻体近于直立向北陡倾斜。DZ2电阻率异常分布于矿区中部、中北部，走向由东北渐变为近东西，长接近1 000 m，宽约为120 m。低阻异常的电阻率一般为200 Ω·m，等值线具有膨胀、收缩特征，分析认为，该低阻异常由构造（接触）带引起。该低阻带向下延深不大（约100 m），宽度较窄。结合已知矿体DZ1电阻率异常特征，分析认为，该异常由构造（接触）带引起，但地质成矿条件较差。DZ3电阻率异常分布于矿区北部，其中，DZ3-1、DZ3-2和DZ3-3低阻异常的电阻率分别为260 Ω·m、180 Ω·m和220 Ω·m，异常规模小，形态不规整，异常走向变化大。经推断，该异常由不甚发育且规模小的构造（接触）带引起。

激电异常JD-3与磁异常M-1、激电异常JD-4与磁异常M-2吻合较好，均处于电阻率异常高值部位。矿区南部激电异常大部分处于高阻异常地段或磁异常宽缓负值区。

根据多种异常分布特征，研究区可划分为高阻高极化磁异常负值区与高阻高极化磁异常正值区。高阻高极化磁异常负值区主要分布于矿区南部的宽缓负磁异常区域，由含硫化物的中酸性岩体引起。其间有一低阻异常带，是构造破碎带的反映。构造带为岩体的侵入提供了良好的通道，属于成矿有利部位。高阻高极化磁异常正值区分布于矿区北部，此异常主要是中基性安山岩的反映。其组合异常间有宽度不大、比较零乱、强度中等的低阻异常，由规模不大的构造（接触）带引起，该地段中基性岩体对萤石矿的地质成矿条件较差。综合分析认为，不论是规模、深度还是破碎程度，北部构造都较南部已知矿区的地质成矿条件差；南部构造为中酸性岩体，构造破碎带宽且规模较大，地质成矿条件良好，是找矿的重点部位。

4 结论

除已开采完的大坑主矿体外，通过地质测量、磁法测量与电法测量，本次找矿工作共发现和圈定3条矿体，在矿区南部、中部、北部各圈定1条近东西向的低阻低极化带，其均受断层构造控制。另外，本次找矿工作新发现一条较有规模的东北向矿化带。