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摘要 :在充分搜集研究以往工作成果基础上,以金为主多 金属矿区,以工作区内韧性剪切带和已知地表矿化点为重点调 查对象,开展物探激电中梯测量工作,根据物探激电测量结果, 圈定物探异常, 缩小找矿靶区。提供可供进一步工作的找矿靶区 和新发现矿产地。
随着金矿需求量不断增加,寻求新的金矿床和发现隐伏矿 产称为未来勘探的方向。在对隐伏金矿进行勘探时, 为了提高可 靠性、准确性,研究运用了激电中梯测量方法对金矿实施勘探, 并对该矿区的金矿赋存状况和物探异常区进行有效圈定并作出 合理的地质解释, 为下一步勘查工作提供指导。
1 概况
激发极化法是以地壳中不同岩、矿石的激电效应差异为物 质基础,通过观测与研究人工建立的直流(时间域) 或交流(频 率域) 激电场的分布规律进行找矿和解决地质问题的一组电法 勘探方法。在本次多金属矿普查中, 我们采用的工作方法是激电 中梯测量方法。
工作区属于低山地貌,为医巫闾山北段山地区即辽西丘陵 东北端部分,海拔 135.0 ~ 413.2m,其内平顶山为最高点,海拔 413.2m。区内植被较发育,水系以辽河为主河流域体系,属辽河 西北侧次支流的上段(哈巴齐 - 大巴)。工作区气候为温带半干 旱大陆性季风气候,年平均气温 8℃,最高气温 38℃,年平均降 水量在450mm左右。区内地质灾害较少发生。
2 地球物理特征
在整个测区内均匀采集 107 件岩(矿) 石标本,进行极化率 和电阻率测量。对地表矿化地段进行了重点采集。标本都具有新 鲜表面、形状规整, 尽可能呈正方体, 最小边长大于 12cm。
标本测定是在施工驻地使用面粉团法进行测定的。测定前标 本在水中浸泡48 小时,从水中捞出待表面风干后开始测定。使用 重庆地质仪器厂生产的DMF-1微功率检测发射仪进行模拟发射 源,使用该厂的DJS—8A微机激电仪进行测量。每次读数都进行 重复观测。本次共测定标本 107块,通过本次标本测定发现 :
(1) 糜棱岩 (含金、黄铁矿化) 共 18 块,视极化率 ηs(%) 最 大值23.66.最小值 4.68.算术平均 11.94 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 最 大值 1109. 最小值 700.算术平均 910.
(2) 铁矿石共 14 块, 视极化率 ηs(%) 最大值 9.86.最小值明13.65.算术平均 11.58 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 最大值 974. 最小值 387.算术平均 728.
(3) 石英岩共 15 块, 视极化率 ηs(%) 最大值 2.38.最小值 1.39.算术平均 1.91 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 最大值 8765. 最小值 2890. 算术平均 5526.8.
(4) 二长花岗岩共 19块,视极化率 ηs(%) 最大值 1.00.最小 值 1.89.算术平均 1.43 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 4980. 最大值 2283. 最小值 3381.
(5) 混合花岗岩共 15块,视极化率 ηs(%) 最大值 1.26.最小 值2.16.算术平均 1.57 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 最大值 13809. 最小 值 5986. 算术平均 9182.3.
(6)片麻岩共 14块,视极化率 ηs(%)最大值 1.22.最小值2.36 算术平均 1.74 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 最大值 10806. 最小值 4300. 算术平均 6712.9.
(7) 片岩 / 大理岩共 12 块, 视极化率 ηs(%) 最大值 0.86 最 小值2.01.算术平均 1.40 ;视电阻率 ρs(Ω•m) 最大值 506. 最小 值 198.算术平均 349.
参数表明, 该区岩性具有以下电性特征 :
(1) 铁矿石标本采集于废弃的坑口,挑选铁矿含量较高的矿 石进行标本测试。测试结果表明,矿石极化率较高,最高可达到 13.65%, 电阻率最低 387Ω .m,具有典型的“高极化率、低电阻率” 特征, 是本次物探工作最值得注意的异常特征 ;
(2) 糜棱岩含金、黄铁矿化石,也是在附近的金矿采坑内采 取新鲜、硫化物含量高的矿石进行测定,测试结果表明,该矿石 的极化率非常高,最高可达 23.66%,电阻率最低为 700Ω .m,与 铁矿石具有相同的地球物理特征 :高极化率、低电阻率。也是本 次物探激电工作中最值得注意的异常特征 ;
(3) 片岩与大理岩一般为互层,在此归为一类岩石标本,测 试结果表明, 该类岩石的极化率值很低, 基本接近正常岩石背景 值,但是其电阻率较低, 属于“低极化率、低电阻率”特征岩性 ;
(4) 电阻率值最高的岩性为石英岩混合花岗岩和片麻岩,从 测试结果来看,其电性特征为“低极化率、高电阻率”,该类岩石 在区内普遍分布, 会造成激电测量过程中接地电阻过大, 是需要 注意的 ;
(5) 二长花岗岩的极化率值也比较低,其测试结果表明,电 阻率值在本区内数中等阻值, 属于“低极化率、中电阻率”特征;
(6) 此外,石墨化、黄铁矿化岩石也会引起“高极化率、低电阻率”特征,也是值得注意的。
参数统计表明,本区矿(化) 体与围岩电性差异明显,具备 明显地球物理前提。
3 工作方法
本次物探工作以激电中梯剖面测量为主,以激电测深为辅。 根据要求以及地质人员的实地工作, 在普查区选定了4 个工作区 靶区,为了工作方便,编号为 1 区,2 区,3 区和 4 区,对应的线 号如 101.201.301 和401.
1 区设计中梯剖面长度为 16km,测线方位 90°,测点距 20m, 线距 100m, 16 条测线, 每条测线长度 1000m, 即设计测点 共为 816 个,实际完成 784 个,弃点 32 点。
2 区中梯测量设计长度为 16.0km,测线方位 90°,测点距 20m, 线距 100m, 16 条测线, 每条测线长度 1000m, 即设计测点 816 个,由于该测区南侧为村庄,有部分测点为民房、院墙、牲 畜圈等,无法测量,故舍弃一部分点,又测线经过深冲沟,人无 法下去, 也舍弃了一部分测点, 所以弃点49个,实际完成 767个。
3 区中梯测量设计长度为 32.0km,测线方位 90°,测点距 20m, 线距 100m, 32 条测线, 每条测线长度 1000m, 即设计测点 1616 个,实际完成 1616 个,弃点 0 个。4 区位于2 区的下方, 与2 区的 216 线有交叉,测线方位 0°,测点距 20m,线距 50m,3 条 测线,每条测线长度 1000m,即设计测点 153 个,实际完成 153 个,弃点 0 个。激电测深选择 301 线(272-302) 和 302 线(272-302),共计完 成测点 32 个,质量检查点 1 个,检查率为 3.1%。4 个测区共计设计激电中梯剖面测量测点为 3401 个,实际 完成 3320 个,弃点 81 个。质量检查点共计 100 个,检查量占实际 完成工作量百分比为 3.01%。由于测区内的极化率值偏低,大部 分低于 3%,因此,视极化率测量精度以均方误差衡量,经计算 为 ±0.04 ;而视电阻率测量精度以均方相对误差衡量,精度为 ±1.55%。全区共计测定电性标本 107块,并进行了统计、制表。
为了验证物探方法的有效性,在已知金矿的采坑附近,垂直 于矿体走向, 布设了一条激电中梯试验剖面, 试验结果显示 :在 已知的薄板状矿体上,矿体地表投影对应的位置上,极化率值 平缓却明显高于正常值,在矿体露头位置出现极大值,可达 6%。 异常形态表现为向剖面右侧方向 (NS 方向) 倾斜的极化体特征, 与地质情况基本吻合。进一步说明了, 激发极化法在本地区的适 用性、有效性。
通过接收机一致性曲线图与接收机误差分布曲线可知,此 次仪器接收机极化率 (η) 一致性较好,接收机电阻率 (ρ) 一致性 较均衡。
4 物探推断解释
整个4 个测区的视极化率值普遍偏小,除了 3 区的东北角有 高值异常外,其他区域均无大的波动情况出现,极化率值低缓, 有个别高值点,数量不多。为了更好的突出异常形态,需要在绘 制极化率等值线之前,确定各测区的异常下限,为此,做了如下 的统计, 由于电阻率值不受此影响, 故只对极化率进行异常下限 确定 1 区极化率值数据统计情况 :
(1) 极化率值≤ 0.99.数量为277.百分比 35.3% ;
(2) 极化率值 1.00 ~ 1.49.数量为 319.百分比40.7% ;
(3) 极化率值 1.50 ~ 1.99.数量为 114.百分比 14.5% ;
(4) 极化率值2.00 ~ 2.49.数量为40.百分比 5.1% ;
(5) 极化率值2.50 ~ 2.99.数量为 8.百分比 1.0% ;
(6) 极化率值 3.00 ~ 3.49.数量为 8.百分比 1.0% ;
(7) 极化率值 3.50 ~ 3.99.数量为 5.百分比 0.6% ;
(8) 极化率值4.00 ~ 4.49.数量为 5.百分比 0.6% ;
(9) 极化率值4.50 ~ 4.99.数量为 6.百分比 0.8% ;
(10) 极化率值≥ 5.00.数量为2.百分比 0.3%。
通过统计结果分析可知该区 ηS 值普遍偏小,ηS<1.5% 数值 范围比较宽、数值比较低而稳定可视为“正常背景值 ηSb”。一般 规定异常下限为 :ηSX=ηSb+2ε=2.0%, ε=0.25%。
2 区极化率值数据统计情况 :
(1) 极化率值≤ 0.99.数量为221.百分比24.0% ;
(2) 极化率值 1.00 ~ 1.49.数量为 369.百分比40.1% ;
(3) 极化率值 1.50 ~ 1.99.数量为 194.百分比21.1% ;
(4) 极化率值2.00 ~ 2.49.数量为 74.百分比 8.0% ;
(5) 极化率值2.50 ~ 2.99.数量为 52.百分比 5.7% ;
(6) 极化率值 3.00 ~ 3.49.数量为 6.百分比 0.7% ;
(7) 极化率值 3.50 ~ 4.00.数量为4.百分比 0.4%。
通过统计结果分析可知该区 ηS 值普遍偏小,ηS<1.5% 数值 范围比较宽、数值比较低而稳定可视为“正常背景值 ηSb”。一般 规定异常下限为 :ηSX=ηSb+2ε=2.0%, ε=0.25%。
3 区极化率值数据统计情况 :
(1) 极化率值≤ 0.99.数量为 301.百分比 18.6% ;
(2) 极化率值 1.00 ~ 1.99.数量为 1197. 百分比 74.1% ;
(3) 极化率值2.00 ~ 2.99.数量为 72.百分比4.5% ;
(4) 极化率值 3.00 ~ 3.99.数量为 19.百分比 1.2% ;
(5) 极化率值4.00 ~ 13.00.数量为27.百分比 1.7%。
通过统计结果分析可知该区 ηS 值普遍偏小,ηS<2.0% 数值范围比较宽、数值比较低而稳定可视为“正常背景值 ηSb”。一般 规定异常下限为 :ηSX=ηSb+2ε=2.5%, ε=0.25%。
本次物探工作在地质勘查区内划分了4 个小的测量区域,分 别为一区、二区、三区和四区, 其中二区和四区有部分交叉重合, 在进行物探推断解释时, 将二和四区合并至一处, 即对如下三个 部分进行推断解释 :
4.1 一区激电中梯推断解释
该测区主要出露岩性为花岗岩,风化程度较高,地表随处可 见风化砂, 地表第四系覆盖层较薄。在该区进行激电中梯测量的 时候,由于地表裸岩太多,造成接地电阻较大,对测量数据影响 较大。
根据视极化率测量结果来看,在本区所测得的视极化率值普 遍偏小,绝大部分极化率值小于2%,根据极化率值异常下限确 定方法,划定2% 以上值为激电极化异常。从等值线图上可以看 到,出现了 10 多处闭合“单点”异常圈,星星点点的分布,异常 值也不大,说明该些异常圈是由一个或者几个高值异常圈定的, 没有实际价值。总体上, 本区没有发现有价值的视极化率异常。
而视电阻率等值线图也显得比较杂乱,左侧部分呈高电阻 率异常, 局部夹杂条带状低阻体, 推断是花岗岩岩性体不均匀造 成的 ;右侧部分多呈低阻异常,推断是花岗岩体风化层比左侧 要厚, 因此呈低阻特性。
4.2 二区和四区激电中梯推断解释
首先分析二区视极化率值异常,根据异常下限确定,2% 以 上为视极化率异常值,根据此划定,在本测区的西北角,发现了 一处明显的高极化率异常,编号为J01.参考点位数据图,可见 其视极化率异常值并不大,且比较平缓,属宽缓异常。根据地质 图,该异常J01位于孙家湾组砂岩夹砂粒岩、瓦子峪组各种片岩、 变粒岩夹大理岩地层,推断引起异常的原因是黄铁矿化或石墨 矿化。该区其他处未发现高极化率异常,零星出现的星点状异 常圈,没有实际价值。该区的西北角为电阻率低阻异常区(编号 R01),并且出现明显的低、高阻分界线,与地质图的地层分界线 十分吻合。东北角及东南角为高电阻率异常区,结合地质情况 分析, 引起高阻异常的地层为瓦子峪组各种片岩、变粒岩夹大理 岩。西南角为低阻异常区,根据地质情况推断,应为角闪石石英 闪长岩。
四区视极化率值很低,其值大小应为地层的正常背景值,没 有发现有价值的极化率异常。该区的电阻率值表现为上低下高, 低阻异常部分地层主要为第四系,高阻异常部分地层主要为变粒岩。
4.3 三区激电中梯及测深推断解释
该测区的左侧大部分均为高值的高阻异常,这与本区的地表情况有很大关系,本区的大部分区域,主要岩性为变粒岩,覆盖层较薄甚至没有,露岩较多,且分布极其不均匀,从电阻率等 值线图上也可以看到, 其电阻值异常形态较杂乱, 没有规则的形 态可言。测区的右侧部分,出现大片的低阻异常,异常形态呈条 带状,其电阻率值也较大, 一般为 1000Ω ·m,根据地质情况推断, 地层岩性为大理岩, 其电性特征为低电阻率。
纵观此测区,极化率值普遍偏小,除在测区的东北角有一 片高极化率异常外,区内只是零星的分布有几个高极化率值小 封闭圈,根据以上几个区的分析,显然没有什么实际价值,不 需要考虑。需要重点说明的是测区的东北角,出现一片高极化 率异常区,而且异常值最高可达 15% 以上!异常编号为J02.从 异常形态上来看,北侧极化率值异常区并未封闭,仍有延伸发 育的趋势。而且异常处电阻率值也偏低,属于典型的“高极化、 低电阻”的异常,按理来说是非常有价值的。为此,我们特意在 此处布设了 2 条测深剖面 301(272-302) 和 302(272-302), 以判断 其异常的深部延伸情况。在进行激电测深时,发现其极化率值 随着测深深度的增加,也是呈现逐渐增加的情况,其值也达到 15% 以上。但是在 301 剖面的 294 点,极化率值突然出现急剧的 下降, 电阻率值也是出现急剧下降的趋势, 尤其是在 302 剖面的 294 和 296 点时,极化率值急剧下降至负值,并向大里程方向, 深部也是出现负极化率值, 对应的电阻率值也是出现突变下降。 经过分析, 出现以上的情况, 只能是浅部高极化体造成的, 而前 期对该处的野外地质检查,并未发现矿化异常,也没有石墨化 或黄铁矿化等情况出现。那么是什么原因引起的这种异常内? 最终, 我们在区域外发现有地下通讯光缆, 按照其走向, 可能会 进入我们的勘查区。
5 结论与建议
(1) 在本区开展物探工作之前,我们在一直矿区的已知矿脉 上方做试验, 试验证明本次选择的物探方法是有效的。在本区的 物探工作中未能发现较好的找矿靶区,但并不代表该区域没有 找矿的前景, 可能是因为矿体赋存深度较深, 物探激电法没有探 测到 (激电中梯的有效探测深度约200m) ;也有可能是物探的布 设网度太稀, 将一些小规模的矿脉漏掉。建议选择大深度物探探 测手段, 此外, 应进一步缩小找矿范围, 物探布设网度加密。
(2) 在金矿中,由于硫化物与矿石之间存有着密切的联系, 利用激电中梯测量技术进行勘查时,围岩与金属矿石存在着电 性差异。矿石表现出低阻高级化特性,通过实例分析表面,运用 激电中梯测量技术对金属矿进行勘查是有显著效果的,由于激 电中梯法具有高效率大面层检测等优点,随着该勘探方法不断得到认可和推广, 已经成为金属矿勘查工作中重要的手段。
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