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視電阻率參數(shù)找礦方法在坦桑尼亞Nykisirbri金礦區(qū)的應(yīng)用研究

2015-12-12 07:59:04崔小軍李水平邵江波
地質(zhì)找礦論叢 2015年2期
關(guān)鍵詞:變帶激電電性

崔小軍,李水平,彭 俊,邵江波,馮 攀,康 健

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,鄭州 450001)

0 引言

金在礦石中的含量和在地殼中的豐度極低,采用地球物理方法尋找金礦仍是目前物探方法中最困難 的 應(yīng) 用 之 一[1]。 然 而,金 具 有 高 密 度(19.3g/cm3)、高導(dǎo)電率(5×107S/m)和無磁性的物理性質(zhì)特征[2],金礦床大多與硫化礦物伴生,且與控礦構(gòu)造以及熱液蝕變帶等地質(zhì)因素有關(guān)系,使得間接找金成為可能[3]。電阻率參數(shù)在反映地下地質(zhì)構(gòu)造如斷裂帶、接觸帶和構(gòu)造破碎帶等方面有其獨(dú)特的效果,電阻率法的裝置類型較多,因此電阻率法是目前國內(nèi)外金礦普查中較常用的一種物探方法。

本次工作在坦桑尼亞Nykisirbri金礦區(qū)通過傳統(tǒng)電阻率法不同裝置類型的試驗(yàn)性探索,采用大功率電阻率剖面法和對(duì)稱四極測(cè)深法,圈定了與金礦床在空間上有一定聯(lián)系的構(gòu)造破碎蝕變帶,起到了平面上縮小找礦靶區(qū)、地下空間定位預(yù)測(cè)作用,達(dá)到了間接發(fā)現(xiàn)金礦床的目的。電阻率法在坦桑尼亞Nykisirbri金礦的應(yīng)用效果為此類型金礦床的尋找及其外圍找礦工作提供了借鑒。

1 地質(zhì)及電性特征

1.1 地質(zhì)概況

(1)地層。坦桑尼亞Nykisirbri金礦位于維多利亞湖東部,礦區(qū)內(nèi)大面積為第四系殘破積物和砂質(zhì)黃土覆蓋,其基巖地層巖性主要為中酸性變質(zhì)凝灰?guī)r、長英質(zhì)凝灰質(zhì)片巖,地層走向NW向,傾向NE,傾角陡,且變化較大。

(2)構(gòu)造。經(jīng)磁法測(cè)量推測(cè),在礦區(qū)北部和南部各有2條NE向斷裂構(gòu)造,北部2條近乎平行,南部2條在礦區(qū)外相交,斷裂構(gòu)造內(nèi)有輝綠巖脈。

(3)礦化。金礦礦(化)體為構(gòu)造破碎帶中的石英脈及其兩側(cè)的黃鐵礦化、絹云母化破碎蝕變巖帶,礦體圍巖為中酸性變質(zhì)凝灰?guī)r。礦石礦物主要為石英、磁黃鐵礦、黃鐵礦,次要礦物為毒砂、綠泥石、絹云母、黃銅礦等,金主要呈自然金的形式賦存于礦石礦物裂隙中。礦化類型主要為硅化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、絹云母化;黃鐵礦化是最主要的金屬礦化,且以中-細(xì)粒狀、細(xì)脈狀在破碎帶蝕變巖和石英脈中出現(xiàn)。圍巖蝕變主要為綠泥石化、絹云母化、硅化等。

表1 巖(礦)石電性統(tǒng)計(jì)表Table 1 The statistics of electrical property parameters of rocks

1.2 巖(礦)石電性特征

野外使用對(duì)稱小四極法對(duì)民采坑巖(礦)石標(biāo)本的電性參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定,視電阻率、視極化率分別采用幾何平均值和算術(shù)平均值來統(tǒng)計(jì)計(jì)算[4]。由表1中可知,構(gòu)造破碎帶(礦石、礦化巖石、蝕變巖)的視電阻率較低,圍巖(變質(zhì)凝灰?guī)r)的視電阻率較高;構(gòu)造破碎帶和圍巖的視電阻率相差近3倍,具有一定的差異,說明原巖經(jīng)構(gòu)造破碎、礦化后,電阻率大大降低[5]。構(gòu)造破碎帶(礦石、礦化巖石、蝕變巖)的視極化率均在2%以下,數(shù)值較低且差異不大,說明巖(礦)石中金屬硫化物含量較少[6]。因此,礦區(qū)內(nèi)的低阻異常應(yīng)當(dāng)是構(gòu)造破碎蝕變帶和礦化巖石的反映。

巖(礦)石電性特征表明:利用視極化率參數(shù)來劃分構(gòu)造蝕變帶則有一定困難(野外多條實(shí)測(cè)激電測(cè)深剖面也證實(shí)了這點(diǎn));根據(jù)破碎帶具低電阻的電性特征,以及構(gòu)造破碎帶與圍巖視電阻率的相對(duì)差異可劃分出構(gòu)造蝕變帶。也就是說,Nykisirbri地區(qū)具有用視電阻率參數(shù)在背景巖石中尋找構(gòu)造蝕變破碎帶(構(gòu)造巖、礦化巖石)的良好地球物理基礎(chǔ),本區(qū)能夠運(yùn)用電阻率法尋找構(gòu)造破碎蝕變帶、進(jìn)而達(dá)到發(fā)現(xiàn)金礦脈的目的。

2 激電剖面異常特征

為了得到電阻率法不同裝置類型在該礦區(qū)對(duì)構(gòu)造蝕變帶和礦化體的有效探測(cè),除中梯裝置外,還進(jìn)行了聯(lián)剖裝置、軸向雙偶極裝置的試驗(yàn)性工作。以下為礦區(qū)內(nèi)24線視電阻率參數(shù)在不同裝置上所反映的異常特征(圖1)。

圖1 24線地質(zhì)—物探綜合剖面圖Fig.1 Integrated geological-geophysical profile for line 24

(1)中梯剖面異常特征。圖1a為24線激電中梯剖面圖,對(duì)應(yīng)于構(gòu)造蝕變帶位置,視電阻率曲線在600—650點(diǎn)處,以“下凹”(ρs約為550Ω·m)為表現(xiàn)形式,具明顯的低阻特征;視電阻率的低阻范圍較窄,反映了構(gòu)造蝕變礦化帶的位置,與圖1f中構(gòu)造蝕變礦化帶和金礦體相吻合。

(2)聯(lián)合剖面異常特征。圖1b為聯(lián)剖視電阻率ρsA和ρsB曲線,二者呈同步跳躍(為表層中局部電性不均勻體的影響所致)[7],在構(gòu)造蝕變帶的傾斜方向上ρAs和ρBs出現(xiàn)明顯的反交點(diǎn)。

圖1c為比值參數(shù)F曲線,消除了表層中局部電性不均勻體的影響,曲線較規(guī)則,突出了地質(zhì)體的異常反映,但交點(diǎn)與構(gòu)造蝕變帶和礦體淺部位置有位移,異常反映效果相對(duì)較差。

(3)軸向偶極—偶極剖面異常特征。軸向雙偶極測(cè)量,采用供電極距AB=20m,測(cè)量電極MN=20m,且AB=MN=a=20m,點(diǎn)距20m,間隔系數(shù)n=1~6,短導(dǎo)線工作方式,供電周期8s,標(biāo)準(zhǔn)制式供電方式。

圖1d為視電阻率ρs剖面曲線隨極距的變化特征和規(guī)律[8],可以看出,在560號(hào)點(diǎn)附近,隨著極距增大,ρs逐漸降低,表明了此處中淺部構(gòu)造蝕變帶和金礦脈的異常反應(yīng)特征。

圖1e為偶極ρs斷面等值線,中間(600—650點(diǎn))有ρs極小量值的等值圈,呈明顯的低阻特征,兩側(cè)為上寬下窄的“八”字形高阻異常。偶極ρs斷面等值線圖的低阻(600—650點(diǎn))確切指示了構(gòu)造蝕變帶的基本位置及產(chǎn)狀,與圖1f中的構(gòu)造蝕變礦化帶對(duì)應(yīng)良好。

3 激電平面異常特征

研究區(qū)天然露頭少,覆蓋較嚴(yán)重,但地形比較平坦,所測(cè)得的視電阻率數(shù)據(jù)基本不受地形因素影響,測(cè)量數(shù)據(jù)能客觀真實(shí)地反映地下地質(zhì)體的電性特征。本次工作選擇效率高、最能反映構(gòu)造蝕變帶電性特征的中梯裝置參數(shù)ρs進(jìn)行面積性測(cè)量,以此來推測(cè)構(gòu)造蝕變帶和金礦脈的延伸方向和規(guī)模大小。測(cè)量網(wǎng)度80m×10m,測(cè)線方向SN向,AB=1 500 m,MN=40m。

研究區(qū)的視電阻率激電中梯平剖圖如圖2所示。

從圖2中可以看出,在高阻異常帶中間存在著相對(duì)較低的低阻異常帶。依據(jù)視電阻率的這種異常特征,結(jié)合構(gòu)造蝕變帶和圍巖的物性特征及礦區(qū)地質(zhì)特征,圈定了3條與金礦化有關(guān)的構(gòu)造蝕變帶R1,R2,R3,其中R1和R3呈近EW向延伸,R2在西段呈近EW向,且平行展布,其東段呈NW向,這3條構(gòu)造蝕變帶與周圍背景相比具明顯的低阻特征。

除R1外,R2,R3構(gòu)造蝕變帶已在2013年的地表工程和鉆探工程中證實(shí)為含金礦脈,下一步將繼續(xù)布置工程進(jìn)行詳細(xì)勘查。

圖2 激電中梯平剖圖Fig.2 Plan-profile for inducecd polarization anomaly using central gradient array

4 激電斷面異常特征

礦區(qū)內(nèi)23線的激電測(cè)深擬斷面圖見圖3。

從圖3a中可以看出,斷面圖中存在著2個(gè)低阻“下凹”地段,分別在橫向160~200m和240~280 m處,基本上沿深度垂直向下,視電阻率等值線圈的形態(tài)大致表明了構(gòu)造破碎帶在地下空間的賦存狀況[9],即構(gòu)造破碎帶的產(chǎn)狀較陡。其中,160~200m處的構(gòu)造破碎蝕變帶已經(jīng)為地表工程和鉆探工程(鉆孔以斜孔布置,傾角為70°)所驗(yàn)證,構(gòu)造破碎礦化蝕變帶寬度約為20m,金礦體厚度為2.40m,金礦石品位w(Au)=3.46×10-6~11.87×10-6,現(xiàn)已被定為金礦脈(圖3c);240~280m處的構(gòu)造破碎蝕變帶與160~200m處具有相似的異常特征,已被R2構(gòu)造蝕變帶帶上的其他鉆孔(ZK012,ZK009,ZK001)驗(yàn)證,為含金礦脈,其延伸深度較160~200 m處更大,平均金品位為w(Au)=5.67×10-6,平均厚度為1.80m。

圖3 23線激電測(cè)深擬斷面圖Fig.3 Profile of IP sounding at line 23

從圖3b中也可以看出,視極化率參數(shù)在斷面內(nèi)反映的構(gòu)造蝕變帶和金礦體的異常效果不是很明顯(與物性測(cè)定結(jié)果一致),整個(gè)斷面內(nèi)視極化率數(shù)值基本在1%~2%之間,比較偏小,且對(duì)應(yīng)于構(gòu)造破碎帶部位沒有明顯的異常濃集中心。因此,本區(qū)主要以視電阻率參數(shù)來反映構(gòu)造蝕變帶的電性特征。

5 結(jié)論

(1)本區(qū)視電阻率參數(shù)能夠比較準(zhǔn)確地圈定構(gòu)造蝕變帶的基本位置,以及指導(dǎo)鉆探驗(yàn)證工作;依據(jù)視極化率參數(shù)特征,則不能夠確切指示構(gòu)造蝕變帶和礦體的位置。此特征為本礦區(qū)下一步運(yùn)用電阻率方法尋找構(gòu)造蝕變帶及金礦體提供了模式。

(2)本礦區(qū)電阻率法不同裝置與不同極距的異常反映特征較為一致,不同程度地指示了構(gòu)造蝕變帶的位置、寬度及產(chǎn)狀,僅由于反映深度不同,異常幅值與寬度有所變化。即低阻異常特征為礦體與構(gòu)造蝕變帶的綜合反映,以低阻異常特征可推測(cè)構(gòu)造蝕變帶的延伸方向、規(guī)模。

(3)本區(qū)不存在地形影響,以視電阻率為主要參數(shù)繪制的平剖圖所反映的電性異常特征,能確切地指示構(gòu)造蝕變帶的延伸狀態(tài)和金礦脈的可能存在位置。

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