賴海金
(福建省121 地質(zhì)大隊 福建龍巖 364021)
激發(fā)極化法是探測金屬礦的最有效方法之一,特別是在銅、鉛、鋅、鉬等各類有色金屬礦床的勘探上發(fā)揮了重要的作用[1-3]。
大功率激電方法可以輸出較強的電流,壓制各種干擾信號,提高信噪比。在近年來的金屬礦產(chǎn)勘查中,特別是在尋找隱伏礦和深部礦產(chǎn)的新一輪找礦中,大功率激電方法發(fā)揮了重要作用并取得了良好的找礦效果[4-6]。
工作區(qū)位于閩北武夷山脈北東的東側(cè),自20 世紀80 年代發(fā)現(xiàn)化探異常以來,該區(qū)周邊的的找礦工作時斷時續(xù)。2007年在該區(qū)東邊金竹坑礦區(qū)通過地質(zhì)、槽探驗證了化探異常,圈定了礦(化)體12 條,并認為通向本工區(qū)的北東向構(gòu)造可能含礦,給進一步找礦提供了外延。為了解區(qū)內(nèi)礦脈的具體分布、走向,擴大找礦成果,在區(qū)內(nèi)通過大功率激發(fā)極化法進行了找礦的研究。
工區(qū)內(nèi)及周邊附近出露的地層有早侏羅世梨山組(J1l)和古元古代大金山組第二段(Pt1d2)。
區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主,主要出露北東向及北西向的斷裂,構(gòu)造規(guī)模大小不一,具有多期次活動的特征。其中控礦構(gòu)造以北東向為主,構(gòu)造性質(zhì)為先壓后張。后期的破礦構(gòu)造則以張性斷裂為主,其中大部分充填巖脈。
礦區(qū)侵入巖主要為燕山晚期花崗斑巖(γπK1),另外還廣泛見有石英斑巖、花崗斑巖、花崗巖等脈巖。
根據(jù)對相鄰礦區(qū)金竹坑資料進行分析,礦體主要產(chǎn)于早元古代大金山組中,部分產(chǎn)于大金山組與中生代梨山組接觸帶中。受斷裂構(gòu)造控制,礦體主要以脈狀賦存于北東向構(gòu)造破碎帶中,礦體規(guī)模、形態(tài)受構(gòu)造破碎帶控制明顯。
工區(qū)化探異常以Ag、Pb、Zn 為主,伴有Cu、Mo、Co、Mn、Ni、Be、Bi、Sn、Sb、Hg 的異常,其中Ag、Pb、Zn、Cu 具濃度內(nèi)帶,Ag 元素異常面積為15.39 km2,最高值分別為6 440 ng/g、5 670 μg/g、1 258 μg/g、294 μg/g。且異常濃集中心套合非常好,濃度分帶清晰,濃度梯度變化不均。異常中心呈橢圓狀,呈北東向展布。
(1)巖礦石電性特征。根據(jù)本區(qū)巖石露頭小四極法測定結(jié)果(表1),礦化黑云斜長變粒巖,普遍比無礦化的黑云斜長變粒巖、花崗斑巖、梨山組砂巖幅頻率高,電阻率較低。砂巖、黑云斜長變粒巖的幅頻率差異性不大,但黑云斜長變粒巖電阻率較低。花崗斑巖幅頻率最低,電阻率最高。說明該區(qū)具備開展激電工作的物性前提。
表1 巖礦石物性參數(shù)特征表
(2)測區(qū)磁性特征。根據(jù)前期1∶5 萬高精度磁測結(jié)果,官司坪異常區(qū)內(nèi)△T 異常如圖1 所示:自北向南分為三部分,整體趨勢為弱負-中正-弱負;正磁異常在1∶5 萬圖幅內(nèi)表現(xiàn)為圈閉的啞鈴狀異常,有兩個極值中心,該異常軸向北西,位置基本與區(qū)域斷裂F2對應(yīng);啞鈴狀異常中間部位可能存在一斷裂。南、北兩側(cè)表現(xiàn)為低緩的負磁異常,對應(yīng)區(qū)域內(nèi)揭露的老地層。
圖1 官司坪△T 異常等值線圖
3.1.1 工作裝置與電極距
利用激電中梯裝置圈定含礦異常,發(fā)現(xiàn)異常后利用激電測深對中梯異常進行解剖,以了解礦體產(chǎn)狀、埋深及連續(xù)性。通過試驗結(jié)果確定采用中梯方法時供電極距AB 為1 500 m,MN 為40 m,測線長度1 000 m,線距100 m,點距10 m;采用激電測深時,點距40 m,最大供電極距AB 為2 000 m,最小AB 為30 m。
3.1.2 供電電流及參數(shù)設(shè)置
當工作地區(qū)的干擾比較小時,為了保證觀測數(shù)據(jù)的精度,在直流激電法中要求一次場電位差>10 mV,二次場電位差>0.3 mV。為保證觀測信號,采用發(fā)射電壓850 V~1 200 V,供電電流在1 500 mA~2 500 mA 之間;供電周期32 s,斷電延時200 ms,采樣寬度20 ms。
激電測深時也盡量加大供電電流,以提高二次場的電位差,保證觀測精度,參數(shù)設(shè)置與中梯是基本一致。
3.1.3 野外觀測技術(shù)措施
工區(qū)為淺覆蓋地層,水系切割嚴重,局部巖石裸露,造成接地電阻很大,使測量電極電位差不穩(wěn)定。為了獲得可靠的觀測結(jié)果,相應(yīng)采取了一些措施:①在MN 測量電極處澆灌鹽水,減小因接地不好引起的電極極化效應(yīng),使MN 電極間的電位差穩(wěn)定,保證了測量的精度;②增加重復(fù)觀測次數(shù),以獲得可靠的信息;③做激電測深時,每個極距均進行重復(fù)測量,待讀數(shù)一致時,才記錄數(shù)據(jù)。
3.2.1 激電中梯平面異常特征及解釋
工區(qū)激電中梯共開展21 條剖面,網(wǎng)度為100 m×10 m。
根據(jù)工作區(qū)物性參數(shù)測定結(jié)果,礦(化)石具有比其他地層巖石高的極化率特征,且差異較為明顯;而視電阻率各地層巖石雖有一定的差異,但受地形因素影響較大,故本區(qū)確定激電異常的電性參數(shù)選取主要為視極化率ηs,視電阻率ρs 作為參考。
圖2、圖3 分別為視極化率等值線圖和視電阻率等值線圖,測區(qū)視極化率整體呈北高-中部低-南高的規(guī)律。據(jù)此,將工區(qū)區(qū)分為3 個視極化率帶,分別為北部高視極化率帶、中部低視極化率帶和南西部高視極化率帶。
圖2 測區(qū)視極化率分區(qū)圖
圖3 測區(qū)視電阻率異常分區(qū)圖
北部高視極化率區(qū)內(nèi)視極化率異常等值線呈局部球狀,整體呈條帶狀分布,走向北東,對應(yīng)地質(zhì)填圖的J1l2。視極化率值大部分大于2.5%,局部低于2%,等值線梯度變化大。該區(qū)內(nèi)包含D-1、D-2 兩個極化率異常區(qū),南側(cè)D-2 高極化率異常帶對應(yīng)地質(zhì)揭露的γπ 與J1l2斷裂接觸帶,地表揭露有局部黃鐵礦化、黃銅礦化蝕變,推測該高視極化率異常帶為斷裂接觸帶中礦化蝕變的反映。
D-1、D-2 高極化率異常均對應(yīng)相對低電阻率異常,結(jié)合該區(qū)地質(zhì)揭露的J1l2中含有灰黑、灰色厚層狀細砂巖、粉砂巖夾中粒砂巖、粉砂巖分析,該地層中可能含有石墨和硫化物從而引起低阻高極化率的干擾反應(yīng)。
中部低視極化率貫穿整個測區(qū),呈狹長的條帶狀,整體呈北東向展布,東、西側(cè)均有擴大趨勢。該低視極化率異?;狙刂睎|向斷層F1展布。絕大部分視極化率值在2.0%以下。該區(qū)北東側(cè)地表揭露為Pt1d2,西南側(cè)地表揭露為J1l2,區(qū)內(nèi)無化探異常,推測該低視極化率帶為大金山組變粒巖和梨山組二段細砂巖、粉砂巖的電性反映。
南西部高視極化率異常區(qū)在測區(qū)內(nèi)出露面積最大,大于本次激電勘探區(qū)的1/2,該異常區(qū)內(nèi)大部分地質(zhì)揭露為Pt1d2,只有西側(cè)和南側(cè)局部揭露γπK1與J1l2。視極化率特征與北部高視極化率帶類似,僅局部小于2.0%。
區(qū)內(nèi)包含了D-3~D-10 共7 個高極化率異常,其中D-4、D-9、D-10 分別與西側(cè)γπK1和Pt1d2的斷層接觸帶、南側(cè)Pt1d2和J1l2接觸帶對應(yīng),推斷是地層接觸帶上礦化蝕變的反應(yīng);其余異常均分布于Pt1d2內(nèi),推斷是局部礦化黑云斜長變粒巖、斜長角閃變粒巖在電性上的反應(yīng)。
該區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為中等視電阻率異常,視電阻率值基本介于1 000 Ω·m~2 000 Ω·m,局部小于500 Ω·m。
總體來看,3 個視極化率帶分界清晰,相互間差異明顯,較好的反映出了不同巖性組段之間的分界線、大致勾勒出了大金山組內(nèi)可能的礦(化)體范圍。
3.2.2 激電測深剖面特征及解釋
為了對區(qū)內(nèi)激電中梯主要異常進行剖析,以了解是否為礦脈及其產(chǎn)狀、埋深和延續(xù)性,通過與地質(zhì)、化探人員進行綜合研究后,在激電中梯異常反應(yīng)較好的157/L5、161/L5、165/L5、169/L5、173/L5(對應(yīng)異常編號D-6)進行激電對稱四極測深,結(jié)果見圖4:L5 線測深剖面圖視極化率值介于1.8%~5.5%之間,相應(yīng)的視電阻率值在100 Ω·m~2 000 Ω·m 之間,視極化率和視電阻率均變化較大。從橫向上分析,視極化率基本呈現(xiàn)中等-低-高-低的反應(yīng),相應(yīng)的視電阻率呈現(xiàn)低-中-低-高的反應(yīng);橫向上電性反應(yīng)的復(fù)雜一定程度上指示了斷層構(gòu)造的存在。
圖4 L5 線激電對稱四極測深擬斷面圖
擬斷面圖可劃分出兩個極化率異常區(qū),編號為Ⅰ、Ⅱ,而Ⅱ區(qū)又可劃分為Ⅰ-1 和Ⅱ-2。
(1)極化率異常Ⅰ區(qū)。該區(qū)位于157/L5 號點AB/2 在50 m~150 m 之間,視極化率值>3.0%,視電阻率值300 Ω·m~400 Ω·m。從圖4 可以看到,勘探線北西端異常未封閉,結(jié)合該點位附近地表見少量黃鐵礦化石、鉛鋅礦化蝕變,認為該激電異常為礦化體所引起。
(2)極化率異常Ⅱ區(qū)。該極化率異常區(qū)范圍較大,呈縱深向發(fā)展,底部未封閉,有向深部擴展的的趨勢,異常主要由165/L5、169/L5 2 個點控制。其中Ⅱ-1 區(qū)異常中心位于169/L5號點AB/2 為33 m 附近,視極化率>3.5%,極值5.5%;視電阻率介于100 Ω·m~600 Ω·m,異常呈圈閉狀,整體呈低阻高極化反應(yīng)。地表揭露有石英脈,帶內(nèi)具褐鐵礦化、黃鐵礦化和鉛鋅礦化蝕變,推斷該激電異常由礦(化)體引起。Ⅱ-2 區(qū)異常位于Ⅱ-1 下部,頂?shù)茁裆钗挥贏B/2 為100 m~150 m 約離地表40 m 處,視極化率>3.5%,極值4.0%;視電阻率介于600 Ω·m~1400 Ω·m,整體呈中高阻高極化反應(yīng);異常向深部延伸,未封閉,結(jié)合地表揭露情況推斷該異常為礦(化)脈引起。
基于對上述激電成果的分析,綜合以往地質(zhì)和化探成果情況,認為該區(qū)存在受斷裂構(gòu)造控制的熱液型金屬礦床的可能性很大,故建議在激電異常編號D-6 進行地質(zhì)驗證;通過槽探、地質(zhì)路線控制驗證了D-6 異常為賦存在北東走向的大金山組與中生代梨山組接觸性構(gòu)造破碎帶中銅鉛鋅礦化脈引起,達到了預(yù)期的地質(zhì)效果。
(1)激發(fā)極化法是探測金屬礦的最有效方法之一,特別是在南方地表浮土覆蓋較厚、地形切割嚴重的山區(qū),大功率激電法較常規(guī)電阻率法具有受地形影響小、探測深度深、可分析參數(shù)多等明顯優(yōu)勢。
(2)工區(qū)內(nèi)出露的梨山組和漳平組地層局部均有不同程度的炭質(zhì)砂巖、炭質(zhì)粉砂巖存在,給激電異常的辨識造成了較大的干擾,因此分析激電異常時一定要綜合考慮地質(zhì)、化探成果,排除因含炭質(zhì)地層引起的激電異常。
(3)通過激電中梯掃面和激電四極測深,我們雖然基本圈定了工區(qū)的礦脈走向和大致范圍,但礦體的頂?shù)茁裆罴熬唧w規(guī)模還有待鉆探的進一步驗證。