劉勇

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì),河南鄭州 450001)

雙頻激電在西峽縣任家溝鉛鋅礦區(qū)普查找礦中的應(yīng)用

劉勇

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì),河南鄭州 450001)

任家溝鉛鋅礦區(qū)位于河南省西峽縣境內(nèi),礦區(qū)地形復(fù)雜,山勢(shì)陡峭,自然條件十分惡劣。我隊(duì)依據(jù)該區(qū)礦石的電性和電化學(xué)活動(dòng)性的特點(diǎn),選用輕便、靈活的雙頻激電法進(jìn)行掃面,克服種種困難;并根據(jù)激電異常發(fā)現(xiàn)了新礦體,使本區(qū)的地質(zhì)找礦工作取得了突破,為進(jìn)一步普查找礦指明了方向。

雙頻激電 任家溝鉛鋅礦區(qū) 找礦 應(yīng)用

1 區(qū)域地質(zhì)概況

西峽縣任家溝鉛鋅礦,區(qū)域上位于秦嶺造山帶北,秦嶺構(gòu)造亞帶秦嶺地體的中部,朱陽(yáng)關(guān)—夏館深大斷裂之南側(cè)。成礦區(qū)劃屬于朱陽(yáng)關(guān)—夏館有色金屬、貴金屬成礦帶。區(qū)域地層主要為秦嶺群,呈現(xiàn)為一大的向斜構(gòu)造。區(qū)域性斷裂主要有朱陽(yáng)關(guān)—夏館深大斷裂及西坪—馬山大斷裂,以上斷裂及其派生的次級(jí)斷裂具有多期活動(dòng)的特點(diǎn),對(duì)區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)及成礦作用起到了明顯的控制作用。其派生出的次級(jí)斷裂帶密集發(fā)育區(qū)控制著礦脈的總體分布,單個(gè)破碎蝕變帶則控制并賦存鉛、鋅等多金屬礦體。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)發(fā)育,為加里東期的酸性花崗巖,呈巖基、巖體、巖株形態(tài)出現(xiàn),中細(xì)粒、中粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。這些巖漿活動(dòng)一方面提供了部分多金屬元素的物質(zhì)來(lái)源,另一方面為礦液的運(yùn)移也提供了熱源。任家溝鉛鋅礦床成因,初步認(rèn)為屬于與加里東期巖漿活動(dòng)有關(guān)的中、低溫?zé)嵋旱V床。

圖1 西峽縣任家溝鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)、物探激電異常綜合平面圖

圖2 西峽縣任家溝鉛鋅礦0線地質(zhì)物探綜合剖面

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層為下元古界秦嶺群石槽溝組黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、大理巖以及第四系。本區(qū)經(jīng)歷了多期、多次的構(gòu)造活動(dòng),次級(jí)斷裂發(fā)育,對(duì)鉛鋅礦床成礦十分有利。礦區(qū)斷層主要有F1、F2、F3、 F4等,以下分述之。F1:長(zhǎng)度大于2000米,走向NNE,已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅礦脈基本受其控制,是區(qū)內(nèi)主要的含礦構(gòu)造。F2:傾向153°—165°,傾角56°—62°,是與F1同期形成的次級(jí)斷裂。F3:長(zhǎng)度160米,走向NNW向,規(guī)模不大,構(gòu)造蝕變也弱,礦化不強(qiáng),地表鉛鋅礦品位不高,目前來(lái)看與成礦關(guān)系不明顯。F4:走向NNW,為成礦期后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的后期斷裂,它錯(cuò)斷了F1和由F1控制的構(gòu)造礦化蝕變帶,長(zhǎng)度230米。

區(qū)內(nèi)巖漿巖為加里東期中細(xì)?；◢弾r、花崗斑巖等?；◢弾r呈脈狀在區(qū)內(nèi)廣泛分布,規(guī)模大小不一,其在侵入的過(guò)程中所攜帶的大量汽水熱液對(duì)成礦十分有利。

礦區(qū)目前共發(fā)現(xiàn)礦脈3條。

Ⅰ號(hào)礦脈:已發(fā)現(xiàn)地表出露長(zhǎng)度1600m,特征為構(gòu)造破碎蝕變巖,受F1斷層控制,呈脈狀。破碎蝕變帶厚度10—40m,走向上穩(wěn)定連續(xù),傾向120°—173°,傾角50°—60°,幾年前就有民間個(gè)體戶(hù)在Ⅰ號(hào)礦體的露頭部位進(jìn)行開(kāi)采,但是由于他們?nèi)鄙傧嚓P(guān)的技術(shù)手段和技術(shù)資料為指導(dǎo),施工的坑道未能掘進(jìn)到主要的、特別是深部的礦體,只好放棄。從收集民采坑道的資料來(lái)看,Ⅰ號(hào)礦脈廣泛發(fā)育有分支復(fù)合的現(xiàn)象?；◢?斑)巖脈及其底板的黑云斜長(zhǎng)片麻巖均具蝕變礦化,尤以硅化、褐鐵礦(黃鐵礦)化極為強(qiáng)烈。金屬礦物主要有黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦以及孔雀石、銅藍(lán)、褐鐵礦等,圍巖多具硅化、絹云母化、黃鐵礦化,礦石主要為填隙結(jié)構(gòu)、充填交代結(jié)構(gòu),浸染狀、塊狀構(gòu)造。礦體的出露情況不明顯,為半隱伏礦體。地表僅有因少量鐵質(zhì)風(fēng)化而形成的鐵帽。民采坑道中顯示,礦體賦存于花崗斑巖脈中,產(chǎn)出標(biāo)高與地表相差40m左右。為細(xì)脈浸染狀方鉛礦、閃鋅礦,部分呈團(tuán)塊狀。樣品分析結(jié)果:Pb:1．90—12．9%;Zn:1．0—9．6%。

Ⅱ號(hào)礦脈:新發(fā)現(xiàn)的Ⅱ號(hào)礦脈長(zhǎng)140m,產(chǎn)狀165°∠56°。地表由于風(fēng)化層和植被覆蓋,礦體露頭不明顯,是根據(jù)物探工作獲得的雙頻激電異常,進(jìn)行地表工程驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)的礦(化)體。礦化情況與Ⅰ號(hào)礦脈類(lèi)似,同為構(gòu)造破碎蝕變巖型的鉛鋅礦體。

Ⅲ號(hào)礦脈:長(zhǎng)160m,受斷層F3控制,具硅化、絹云母化、褐鐵礦化,產(chǎn)狀75°∠50°。礦石中金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦以及銅藍(lán)、孔雀石等。礦石結(jié)構(gòu)有粒狀,稠密浸染狀,浸染狀、稀疏浸染狀等構(gòu)造。其中有用礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦,其次為黃銅礦、孔雀石、銅藍(lán);伴生有用組分為銀。

3 礦區(qū)巖(礦)石電性及電化學(xué)活動(dòng)性特征

為查明本區(qū)鉛鋅礦脈與圍巖的電性及電化學(xué)活動(dòng)性特征,采集了116塊巖、礦石標(biāo)本,用SQ—3C雙頻激電儀對(duì)礦石的幅頻率和電阻率進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)相關(guān)資料可以看出,礦化構(gòu)造蝕變巖的Fs值比較高,普遍大于5．0%。而電阻率ρs較低,比圍巖低5—10倍。呈現(xiàn)出高極化、低電阻的特征。圍巖的F值均小于3．0%,呈現(xiàn)出低極化、高電阻的特征。不難看出,礦化巖石與非礦化巖石的激電以及電阻率特征有著十分明顯的差異,具備利用雙頻激電法在該區(qū)進(jìn)行普查找礦的基本條件。

4 雙頻激電普查及異常解釋

就激電法而言,目前分為時(shí)間域和頻率域兩類(lèi)。頻率域激電近30年來(lái)發(fā)展十分迅速,它以要求供電電流小、裝備輕便,效率高,有利于在交通不便、地形復(fù)雜的地區(qū)開(kāi)展工作等優(yōu)勢(shì)為特點(diǎn),在野外工作中得到了廣泛的應(yīng)用。

西峽縣任家溝鉛鋅礦區(qū)地形復(fù)雜,山勢(shì)陡峭,適宜于選用雙頻激電法開(kāi)展普查找礦。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)表明:盡管頻率域激電觀測(cè)的異常相對(duì)于時(shí)間域的異常數(shù)值上較低(由于二者采集數(shù)據(jù)的技術(shù)條件的差別,事實(shí)上不應(yīng)要求它們的數(shù)值相等),但二者均能較好地反映金屬硫化物引起的激電異常位置、范圍及礦體與圍巖的物性差別。

本區(qū)本次開(kāi)展激電中梯掃面,選用的是SQ—3C(2005改進(jìn)型)雙頻激電儀。從Ⅰ號(hào)礦脈布置的10條雙頻激電中梯剖面成果顯示:每條剖面都出現(xiàn)了高極化、低電阻的激電異常,位置基本和地表出露的鐵帽吻合,視幅頻率峰值最高達(dá)6．8%,一般在4%左右,異常寬度60—130m。正常場(chǎng)上的視幅頻率(Fs)一般在2．0%以下,鐵帽露頭以及其下的礦化體上的測(cè)點(diǎn),視幅頻率(Fs)異常值一般在3．5%-6．8%之間變化。

該礦區(qū)的激電觀測(cè)對(duì)礦體反映明顯。由于本區(qū)巖性較單一,不存在含炭質(zhì)巖石等干擾因素,礦脈上激電異常均呈現(xiàn)出高極化、低電阻的特征,與巖、礦石標(biāo)本測(cè)試的物性特征相符合。因此推斷激電異常是由鉛鋅礦脈引起的。從圖1的Fs等值線圖可以看出:該區(qū)存在兩個(gè)近東西延伸的激電異常。

Ⅰ號(hào)異常:激電異常長(zhǎng)度約1000米,寬度約60—130米,視幅頻率(Fs)值最高為6．8%。異常沿Ⅰ號(hào)礦脈走向展布,基本連續(xù)穩(wěn)定,局部有不規(guī)則的變化。分布于黑云斜長(zhǎng)片麻巖與花崗斑巖脈接觸部位的構(gòu)造破碎蝕變帶(即F1斷層)上。由此推測(cè)激電異常的局部不規(guī)則形狀可能是由受次級(jí)斷層控制的礦脈引起。該激電異常NW方向梯度變化較陡,SE方向變化較緩,推測(cè)礦脈向SE方向傾斜,傾角較陡。

2007年度,根據(jù)0線激電異常的分析結(jié)果,我隊(duì)在該剖面設(shè)計(jì)施工了一個(gè)鉆孔(ZK01),孔深110米,在87米—93米位置發(fā)現(xiàn)了6米厚的鉛鋅礦化構(gòu)造蝕變帶(圖2),巖芯樣品分析結(jié)果表明達(dá)到工業(yè)品位的鉛鋅礦厚度2．2米。這一發(fā)現(xiàn)使本區(qū)的地質(zhì)找礦工作獲得突破,同時(shí)也為雙頻激電在該礦區(qū)的實(shí)際應(yīng)用提供了很好的經(jīng)驗(yàn)。

Ⅱ號(hào)異常:位于Ⅰ號(hào)異常南側(cè),規(guī)模較小,僅在3線、7線兩條剖面上有所反映。異常長(zhǎng)約150m,寬60m,視幅頻率(Fs)值最高為5．5%。由于地表風(fēng)化層及植被覆蓋,Ⅱ號(hào)異常的地表沒(méi)有礦化顯示,在初期的地質(zhì)工作中未能發(fā)現(xiàn)。后根據(jù)雙頻激電測(cè)量結(jié)果推斷該異常是由鉛鋅礦(化)體引起的。據(jù)此地質(zhì)技術(shù)人員在該激電異常區(qū)布置了兩條探槽進(jìn)行揭露,發(fā)現(xiàn)了近北東—南西向分布的Ⅱ號(hào)礦化構(gòu)造蝕變帶采樣分析結(jié)果:Pb:3．0—6．2%;Zn:1．0—4．6%。這一實(shí)例不但說(shuō)明在地質(zhì)未能發(fā)現(xiàn)的隱伏礦體上雙頻激電能夠取得明顯的效果,而且表明在已知礦脈旁側(cè)的未知地段,存在著尚未發(fā)現(xiàn)的隱伏礦體,為該區(qū)進(jìn)一步找礦、擴(kuò)大礦區(qū)遠(yuǎn)景提供了線索。

5 結(jié)論與建議

(1)雙頻激電是頻率域激電法中一個(gè)新的分支方法,雙頻激電法以其裝備輕便、觀測(cè)速度快、效率高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)在本區(qū)物探工作中發(fā)揮了重要作用。使本次物探工作得以順利完成并取得了預(yù)期的效果。(2)本礦區(qū)的礦(化)體和圍巖的導(dǎo)電性以及電化學(xué)活動(dòng)性差異明顯,雙頻激電測(cè)量具有良好的地球物理前提并取得了明顯的找礦效果;該礦區(qū)無(wú)論在成礦環(huán)境、礦體規(guī)模上均具有良好的找礦前景。本次雙頻激電測(cè)量覆蓋面積僅為該礦區(qū)的一部分,鑒于雙頻激電在已知礦體外圍又發(fā)現(xiàn)了新的隱伏礦體,建議在Ⅰ號(hào)異常以外的地區(qū)擴(kuò)大范圍繼續(xù)進(jìn)行雙頻激電掃面,擴(kuò)大礦區(qū)遠(yuǎn)景。

[1]夏中廣,王世權(quán).譜特征參數(shù)在評(píng)價(jià)激電異常源性質(zhì)中的應(yīng)用[J].物探與化探,2006(6).

[2]西峽縣任家溝鉛鋅礦區(qū)普查工作總結(jié),河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì).

劉勇(1973—),男,吉林通化人,大專(zhuān),畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢),地質(zhì)勘查與找礦專(zhuān)業(yè),從事地球物理勘探工作。