辛 良，李金龍，韓寶仁

（1.遼寧省核工業(yè)地質(zhì)局二四一大隊，遼寧鳳城118100；2.遼寧省核工業(yè)地質(zhì)局，遼寧沈陽110032）

20世紀80年代，遼東地區(qū)硼礦勘查工作獲得突破性進展，探明了多個大型硼酸鹽硼礦床.礦床從發(fā)現(xiàn)到勘探過程中的工作以鉆探為主，投入鉆探工作量很大，資金浪費嚴重.筆者在寬甸紅石地區(qū)多金屬普查工作中在次生暈異常區(qū)中硼成礦有利地段開展物探綜合方法，對測量結(jié)果進行分析解釋，建立本區(qū)硼礦化綜合信息找礦模式.通過深部揭露工作，見到了硼礦化與硼礦體，物化探工作找礦效果良好，減少了大量鉆探工作.

1 地質(zhì)概況

1.1 地層

工作區(qū)內(nèi)出露地層自下而上主要為遼河群里爾峪巖組、高家峪巖組和大石橋巖組.區(qū)內(nèi)地層分布不穩(wěn)定，受后期構(gòu)造作用及混合巖化作用強烈，各組巖石多以殘留體形式出露（圖1）.

1.1.1 里爾峪巖組（Pt12）

里爾峪組巖性以淺粒巖、變粒巖為主，主要有黑云變粒巖、含磁鐵黑云角閃電氣變粒巖、電氣角閃變粒巖、磁鐵黑云變粒巖、混合巖與變粒巖互層及磁鐵礦化蛇紋石化大理巖、黃鐵淺粒巖、混合巖化變粒巖，局部夾斜長角閃巖及含硼蛇紋石化大理巖等.該組頂部含透閃石蛇紋石化磁鐵礦化方解大理巖為含硼層位.該組地層走向近東西或北東向，傾角一般為15～35°，傾向北西或南東.其下伏層位為遼河期混合巖、混合雜巖體.其上覆地層為高家峪組.硼礦化賦存于本組三段的蛇紋石化、透閃石化、磁鐵礦化、方解石化白云大理巖中.

1.1.2 高家峪巖組（Pt13）

圖1 紅石硼礦化區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geologic sketchmap ofHongshiboron orefieldPt13—高家峪組（Gaojiayu fm.）；Pt12—里爾峪組（Lieryu fm.）；MT+Hb+TuGr—含磁鐵礦角閃石電氣石變粒巖（magnetite-bearing amphibole-tourmaline granulite）；MGr-FeSGr—混合巖化黃鐵變粒巖（migmatized pyritic granulite）；BiGrMTBiGr—黑云變粒巖與磁鐵黑云變粒巖（biotite granulite and magnetite biotite granulite）；CalMb—方解石大理巖（calcitemarble）；Mb—大理巖（marble）；BiGr—黑云變粒巖（granulite）；MGr—混合巖化變（淺）粒巖（migmatized granulite）；Gr—變（淺）粒巖（granulite）；Gr+M —變粒巖夾混合巖（granulite with migmatite）；M+Gr—混合巖夾變粒巖（migmatite with granulite）；BiGr-Sch—黑云母變粒巖（片巖）（biotitegranulite/schist）；PlHbGn—斜長角閃片麻巖（plagiogneiss）；PlHb—斜長角閃巖（amphibolite）；BiGn——黑云母片麻巖（biotite gneiss）；PlHbGr—斜長角閃變粒巖（plagio-amphibole granulite）；HbGr—角閃變粒巖（amphibole granulite）；PlHbGn-HbGr—斜長角閃片麻巖與角閃片麻巖（plagiogneissand amphibolegneiss）；MHbGr—混合巖化角閃變粒巖（migmatized amphibolegranulite）；PlHbGn+M—斜長角閃片麻巖夾薄層混合巖（plagiogneiss with migmatite）；PlHbGr-Gr-M—斜長角閃變粒巖淺粒巖混合巖（plagio-amphibole granulite and leucogranulitite）；MBiGr—混合巖化黑云變粒巖（migmatized biotite granulite）；MtBiGr—磁鐵黑云變粒巖（magnetic biotite granulite）；M —混合巖（migmatite）；γπ —花崗斑巖脈（granite porphyry dike）；q—石英脈（quartz vein）；1—地層界線（stratigraphic boundary）；2—斷裂及編號（fault and code）；3—普通物探工作區(qū)（ordinary geophysical prospecting area）

高家峪組地層在本區(qū)出露比較廣泛，以黑云斜長變（淺）粒巖、片麻巖為主，夾黑云透閃變粒巖、硅線石黑云斜長片麻巖、黑云變粒巖、黑云母片巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖、含墨透閃黑云變粒巖等，以普遍含石墨為特征，并據(jù)此劃分里爾峪組與高家峪組地層的界線.該組地層走向近東西或北東向，傾角一般為15～35°，傾向北西或南東，上覆地層為大石橋巖組.

1.1.3 大石橋巖組（Pt14）

巖相和厚度變化較大，原巖為碳酸鹽巖夾鈣質(zhì)及黏土質(zhì)巖石.該巖組在本區(qū)分布較少，僅在工作區(qū)的中部分布，主要巖性為灰白色黑云斜長變粒巖及灰黑色透閃黑云片巖、白色透閃方解大理巖、深灰色黑云變粒巖、黑云變粒巖、白色含透閃石方解大理巖夾透閃石巖.地層走向近東西向，傾向南西，傾角一般為20～45°.

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)構(gòu)造發(fā)育，表現(xiàn)為褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造.褶皺構(gòu)造以紅石砬子東西走向巨型復背斜為代表，兩翼遼河群地層內(nèi)低序次級褶皺區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以鴨綠江斷裂的次一級構(gòu)造為主，多呈北東東向展布，次為北西向，另外還有順層展布的東西向斷裂構(gòu)造分布.

1.3 巖漿巖及脈巖

工作區(qū)內(nèi)巖漿活動較頻繁，各期巖體與脈巖發(fā)育，主要有兩期：一為元古代侵入巖，二為晚侏羅世侵入巖.

元古代侵入巖位于工作區(qū)的北部，主要巖性為黑云母花崗巖、花崗閃長巖、似斑狀花崗巖，巖體呈脈狀，近北東向展布.

2 地球物理特征

區(qū)內(nèi)巖礦石電性參數(shù)如表1中所示.

表1 紅石地區(qū)電性參數(shù)測量統(tǒng)計表Table1 The statisticsofelectric parametersof the rocks in Hongshiarea

2.1 電阻率

高阻巖石有方解大理巖、混合巖與黑云變粒巖，電阻率大于5000Ωm.含鉛石英脈巖與斜長角閃巖次之，電阻率大于4000Ωm.中阻巖石為蛇紋石化含硼方解大理巖與混合巖化（變）淺粒巖，電阻率大于2000Ωm.低阻巖石為含墨黑云母片巖與黃鐵礦化變粒巖，電阻率低于600Ωm.

2.2 幅頻率

黃鐵礦化變粒巖與含墨黑云母片巖幅頻率較高，變化范圍為8.32%～26.69%，含鉛石英脈幅頻率次之，變化范圍為3.54%～17.97%，其余巖石幅頻率較低.

2.3 磁化率

里爾峪組磁鐵變粒巖磁性由于含磁鐵礦多少而磁性變化較大，變化范圍為 1 580～502 000（×10-6SI），其他巖石磁性較弱，磁化率變化范圍為0～400（×10-6SI）.

從上述物性測定結(jié)果可見，硼礦化蝕變巖與圍巖物性差異較小，在本區(qū)開展普通物探工作找硼礦其物性前提是不具備的.

但本區(qū)硼礦化構(gòu)造蝕變帶中多發(fā)生蛇紋石化、金云母化、滑石化、硼礦化蝕變現(xiàn)象，構(gòu)造蝕變帶中的各種蝕變現(xiàn)象破壞了巖石的正常結(jié)構(gòu)分布，使巖石結(jié)構(gòu)變的疏松并具有一定韌性，巖石極易碎破，在地下水浸蝕下形成低電阻率構(gòu)造破碎帶.同時構(gòu)造蝕變帶形成過程中嚴重破壞了巖石弱剩磁及磁化方向，在地面磁力測量平面剖面圖上表現(xiàn)為低緩雜亂正負磁場跳變區(qū)及負磁場線性帶.

在仔細分析硼成礦過程中發(fā)生的一系列蝕變現(xiàn)象對巖石物性參數(shù)影響變化，通過使用高分辨率物探儀器，采用有效物探工作方法及先進數(shù)據(jù)處理手段，對深部硼礦體進行預測，對指導找硼礦工作是可行的.

3 硼礦化區(qū)物化探異常分析

3.1 地球化學異常

土壤次生暈測量在區(qū)內(nèi)圈出硼、鉛、鋅、銀等多金屬異常組合，分布于東西向構(gòu)造蝕變帶（紅石砬子復背斜核部）兩側(cè).由構(gòu)造蝕變帶中硼礦化形成的次生暈異常經(jīng)后期漂移（順地形）分布于硼礦化構(gòu)造蝕變帶兩側(cè).東側(cè)異常范圍較大，走向近南北，異常形態(tài)為條帶狀.該異常強度大，各元素有明顯的濃集中心且套合較好.而西側(cè)只在構(gòu)造蝕變帶南部出現(xiàn)小規(guī)模硼次生暈異常，東西兩側(cè)次生暈異常為本區(qū)硼礦化引起，而其范圍大小的差異為同一位置硼礦化引起次生暈異常受自然條件影響發(fā)生分異結(jié)果.因此次生暈異常對硼礦定位應結(jié)合硼成礦有利構(gòu)造部位作為切入點，直接定位只能得到錯誤結(jié)果.

本區(qū)硼礦化部位及其外圍很大范圍內(nèi)地球化學異常以硼為主，硼化探異常濃集中心明顯，同時伴生鉛、鋅、銀復合地球化學異常.

3.2 中梯激電測量視幅頻率、視電阻率

視幅頻率異常分布于測區(qū)西北部、中部及南部（圖2）.

西北部分布大面積條帶狀高視電阻率、高視幅頻率激電異常，為高家峪組含石墨地層引起.南部團塊狀低視電阻率、高視幅頻率激電異常為里爾峪組含磁鐵變粒巖引起.中部大規(guī)模分布東西向條帶狀低視電阻率、偏高視幅頻率激電異常，產(chǎn)于沿東西向分布的蛇紋石化、金云母化、滑石化、硼礦化蝕變帶中.激電異常分布雜亂，沿此構(gòu)造蝕變帶呈零星分布.激電異常為構(gòu)造蝕變帶中低阻體引起，為本區(qū)硼礦化中梯視幅頻率、視電阻率中梯激電特征［1］.低視電阻率、偏高視幅頻率激電異常帶向東西兩側(cè)分布范圍較大，長度近1000m.

3.3 地面高精度磁力測量化極ΔT

測區(qū)內(nèi)大面積分布低緩正負磁場（圖2），中部分布東西向線性低值負磁場帶及磁場變異區(qū)，為沿東西向分布構(gòu)造蝕變帶引起2.巖石在發(fā)生構(gòu)造蝕變過程中，破壞了其弱剩磁的正常分布［3］，表現(xiàn)在磁場平面等值圖上曲線呈負低值及雜亂跳變分布，負磁場值大于正磁場值，定量解釋為構(gòu)造蝕變帶向南傾引起.低值負磁場帶及磁場變異區(qū)向東西兩側(cè)分布范圍較大，長度近1000m.

3.4 對稱四極電測深反演電阻率

在東西向構(gòu)造蝕變帶中部低視電阻率、偏高視幅頻率激電異常處布設一條對稱四極視電阻率電測深剖面（圖3），測量結(jié)果經(jīng)二維反演后，對應地層埋深斷面圖可見，地下南北兩側(cè)分布為高阻體，中間分布為低阻體，低阻體呈帶狀近直立分布，向下延深超過200m，低阻帶中心埋深近80m.在低阻異常中心靠北布設ZK1號鉆孔，在60～120m深度見到三層蛇紋石化、滑石化、碳酸鹽化、金云母化、硼礦化蝕變巖.其中63.20～69.20m及71.20～73.20m見到硼礦化，品位為7%～30%.含硼構(gòu)造蝕變巖在測深反演斷面上表現(xiàn)為低電阻率、偏高幅頻率特征.在淺部蝕變巖傾向南，在80m左右近直立分布.由于硼礦化部位巖石蝕變較強，破壞了巖石結(jié)構(gòu)及強度，在地下水浸蝕下形成較低電阻率構(gòu)造帶.因此，從對稱四極電測深反演剖面上可清楚反映低阻硼礦化帶存在，與鉆探結(jié)果一致.依據(jù)本區(qū)硼礦化上述電性特征，推測電測深剖面中硼礦化中心位于低阻體中心部位，即ZK1號鉆孔向南30m處為硼礦化分布中心位置.

圖2 紅石硼礦化區(qū)地質(zhì)與物化探測量綜合成果圖Fig.2 Geology and geophysical-geochemicalsurveyingmap ofHongshiboron orefield（a）—普通物探工作區(qū)地質(zhì)圖（geologicmap of theordinarygeophysicalprospectingarea）；（b）—高精度磁力測量化極原平面圖（plane view ofhigh precision magnetic survey）；（c）—中梯視幅頻率等值線圖（contourmap of gradient apparent frequency）；（d）—中梯視電阻率等值線圖（contourmap of gradient apparent resistivity）；Pt13—高家峪組（Gaojiayu fm.）；Pt12—里爾峪組（Lieryu fm.）；BiGrMTBiGr—黑云變粒巖與磁鐵黑云變粒巖（biotite granulite and magnetitebiotitegranulite）；CalMb—方解石大理巖（calcitemarble）；Mb—大理巖（marble）；BiGr—黑云變粒巖（granulite）；MGr—混合巖化變（淺）粒巖（migmatized granulite）；Gr—變（淺）粒巖（granulite）；Gr+M —變粒巖夾混合巖（granulitewithmigmatite）；PlHbGr—斜長角閃變粒巖（plagio-amphibole granulite）；BiGn—黑云母片麻巖（biotitegneiss）；HbGr—角閃變粒巖（amphibolegranulite）；PlHbGn-HbGr—斜長角閃片麻巖與角閃片麻巖（plagiogneiss and amphibole gneiss）；M —混合巖（migmatite）；γπ—花崗斑巖脈（granite porphyry dike）；q—石英脈（quartz vein）；δμ—閃長玢巖脈（diorite porphyritedike）；ρ—偉晶巖脈（pegmatite dike）；1—地層界線（stratigraphic boundary）；2—斷裂（fault）；3—電測深剖面（electricalsoundingprofile）

圖3 紅石硼礦化區(qū)500號物化探地質(zhì)綜合剖面圖Fig.3 No.500 geophysicaland geochemicalexploration profile in Hongshiboron orefeild（a）—硼元素含量土壤測量（B contentin soil）；（b）—中梯視幅頻率測量（gradientapparent frequency survey）；（c）—中梯視電阻率測量（gradientapparent resistivity survey）；（d）—高精度磁力測量（high precisionmagnetic survey）；（e）—地形地質(zhì)剖面（terrain and geologicalprofile）；（f）—對稱四極電測深二維反演電阻率斷面圖（electricalsounding profile）；HbGr—角閃變粒巖（amphibole granulite）；M+Gr—混合巖夾變粒巖（migmatitewith granulite）；Gr—混合巖化變（淺）粒巖（migmatized granulite）；PlHbGn—斜長角閃變粒巖（plagio-amphibole granulite）；BiGr-MTBiGr—黑云變粒巖與磁鐵黑云變粒巖（biotitegranuliteandmagnetitebiotitegranulite）

4 物化探異常含礦性分析

本區(qū)土壤地球化學測量直接反映了硼礦化深部信息，但由于異常隨地形漂移，其定位時位置與實際硼礦化位置有一定位移，準確定位應結(jié)合硼成礦有利構(gòu)造部位和物化探特征.而地面電磁法測量反映含礦低阻構(gòu)造帶、偏高激電異常帶的存在，對硼礦化含礦性沒有直接反映.而電測深工作只反映低阻構(gòu)造帶、偏高激電異常帶在地下空間分布形態(tài).因此，物探工作對于深部鉆探起到了指導作用，而硼礦化與硼礦體的具體分布與含礦性仍需要深部鉆探工作進行確定.

5 地質(zhì)、地球物理、地球化學綜合找礦模式建立與找礦效果

根據(jù)遼東地區(qū)硼成礦規(guī)律與控礦因素，結(jié)合物化探電磁場分布特征，建立本區(qū)硼礦床地質(zhì)、地球物理、地球化學綜合找礦模式如下.

5.1 地質(zhì)條件系列

區(qū)內(nèi)存在古元古界遼河群里爾峪組硼富集層，主要巖性為含硼鎂石礦化的鎂橄欖金云母大理巖的變質(zhì)巖系、含電氣石變粒巖和淺粒巖組成的變質(zhì)巖系，由一套石英巖、二云片巖、黑云變粒巖夾斜長角閃巖組成變質(zhì)雜巖組.

構(gòu)造條件為復背斜和復向斜發(fā)育地段，層狀混合巖與滑動推覆構(gòu)造的控礦模型（紅石砬子復背斜向西發(fā)育地段為已知硼礦床）.

圍巖蝕變?yōu)樯呒y石化、滑石化、碳酸鹽化、金云母化、硼礦化.

在含硼變質(zhì)建造中，富鎂碳酸鹽巖及富鎂硅酸鹽蘊礦層及直接蘊礦巖石（蛇紋巖、白云菱鎂巖-菱鎂巖）的存在和發(fā)育程度，是成礦不可缺少的圍巖介質(zhì)條件.

5.2 地球物理、地球化學系列

蛇紋石-硼鎂石型硼礦地面磁力測量磁場值為正負伴生線性帶及雜亂分布磁場負低值帶，蛇紋石-硼鎂石-磁鐵礦型硼礦地面磁力測量磁場值呈偏高磁場值分布.中梯激電測量為低視電阻率與偏高視幅頻率.電測深反演電阻率反映為低阻線性構(gòu)造帶與偏高激電異常帶.在礦化較強烈部位，電阻率相對偏低.地球化學異常以硼為主，硼化探異常有明顯的濃集中心，同時伴生鉛、鋅、銀復合地球化學異常.

依據(jù)上述建立硼綜合找礦模式，推測本區(qū)東西部大面積分布硼、鉛、鋅、銀等多金屬組合化探異常部位為硼礦形成主要地區(qū).按上述模式布設ZK1號鉆孔，鉆探結(jié)果在60～120m深度見到含硼層位與硼礦化蝕變巖，其中63.20～73.20m見到硼礦化與礦體，其品位為7%～30%，找礦效果良好.

6 結(jié)語

實踐表明，化探異常并不意味著所有的硼地球化學異常都是硼礦的指示.有利構(gòu)造部位上的化探異常是尋找硼礦的切入點.在化探復合異常區(qū)內(nèi)，若存在含硼巖石構(gòu)造層位，那么普通物探異常很有可能為硼礦賦存部位.有時普通物探異常不是十分明顯，只有選擇有效的物探方法，對實測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理及定量反演，對取得物探成果進行綜合分析研究，才能取得深部地質(zhì)信息.同時物探異常的解釋必須結(jié)合地質(zhì)背景與化探異常進行綜合分析，才能取得良好的地質(zhì)效果.

［1］何繼善.雙頻激電法［M］.北京：高等教育出版社,2006.

［2］管志寧，降昌達，申寧華，等.磁法勘探重要問題理論分析與應用［M］.北京：地質(zhì)出版社,1992.

［3］管志寧，降昌達.勘探地球物理專輯［M］.北京：地質(zhì)出版社,1993.