朱文兵，郭愛民，張貽舟，文成雄，蔣亞君

ZHUWen-Bing，GUOAi-Min，ZHANGYi-Zhou，WENCheng-Xiong，JIANGYa-Jun

（湖南省地質(zhì)調(diào)查院，長(zhǎng)沙410116）

（Hunan Institute of Geological Survey，Changsha 410116，Hunan，China）

EH-4電磁測(cè)深在郴州市鐵石垅礦區(qū)尋找深部隱伏鉛鋅礦體的應(yīng)用效果及找礦意義

朱文兵，郭愛民，張貽舟，文成雄，蔣亞君

ZHUWen-Bing，GUOAi-Min，ZHANGYi-Zhou，WENCheng-Xiong，JIANGYa-Jun

（湖南省地質(zhì)調(diào)查院，長(zhǎng)沙410116）

（Hunan Institute of Geological Survey，Changsha 410116，Hunan，China）

鐵石垅鉛鋅礦床位于郴州有色多金屬礦集區(qū)，是近幾年危機(jī)礦山找礦效果較顯著的礦區(qū)之一。通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)EH-4電磁測(cè)深不同剖面電性特征和不同標(biāo)高平面圖分析研究，解譯出深部斷裂位置及相對(duì)低阻異常分布范圍，并對(duì)可能的礦致異常進(jìn)行了重要性排序，進(jìn)而確定最佳的有利含礦空間。分析認(rèn)為測(cè)區(qū)最好的礦致異常沿F11斷裂分布，主要分布在主干斷層和次級(jí)斷層的交匯部位。經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證，在F11斷裂帶內(nèi)揭露新的隱伏鉛鋅礦體7個(gè)，礦體分布與EH-4電磁測(cè)深礦致異常分布相吻合，證實(shí)礦區(qū)利用EH-4電磁測(cè)深尋找深部隱伏礦體效果較好，為礦區(qū)及外圍尋找深部隱伏鉛鋅礦體提供了新的有效找礦方法。

EH-4電磁測(cè)深；邊深部找礦；找礦方法；找礦意義；鐵石垅鉛鋅礦床；郴州

鐵石垅鉛鋅礦區(qū)位于郴州市蘇仙區(qū)橋口鎮(zhèn)保安嶺村，處于炎陵-藍(lán)山NE向構(gòu)造巖漿巖帶與NW向汝城-安仁-桃源構(gòu)造巖漿巖帶交匯部位的南側(cè)，是南嶺成礦帶的組成部分，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。該礦是湘南地區(qū)重要的鉛鋅礦床之一，至今已連續(xù)開采五十余年，因長(zhǎng)期開采，鉛鋅資源已嚴(yán)重緊張，尋找新的礦產(chǎn)資源成為礦山的當(dāng)務(wù)之急。因此，中南大學(xué)劉悟輝等［1］于2006～2007年在鐵石垅鉛鋅礦紫竹壟一帶開展了EH-4勘查及隱伏礦預(yù)測(cè)，并于2012年啟動(dòng)老礦山邊深部鉛鋅礦找礦工作。通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)EH-4電磁測(cè)深剖面的電性特征和不同標(biāo)高的平面圖進(jìn)行分析，圈出深部三維空間內(nèi)相對(duì)低阻異常12個(gè)，進(jìn)而篩選出最佳礦致異常3個(gè)?？辈檫^(guò)程中對(duì)深部隱伏礦體可能賦存的最佳地段施工鉆探工程進(jìn)行驗(yàn)證，在F11斷裂帶（Ⅵ礦帶）揭露新的隱伏鉛鋅礦體7個(gè)［2］，證實(shí)利用EH-4電磁測(cè)深找礦效果較好。

1　礦區(qū)地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)出露地層以震旦系為主，次為寒武系（圖1），均以一套海相復(fù)理石碎屑沉積為主。寒武系香楠組（1-2x）主要為淺變質(zhì)石英砂巖夾板巖、粉砂質(zhì)板巖，底部有一薄層炭質(zhì)板巖斷續(xù)分布。震旦系丁腰河組（Z2dyh）主要為硅質(zhì)巖，巖性穩(wěn)定，局部漸變成硅質(zhì)板巖夾粉砂質(zhì)板巖。震旦系埃歧嶺組（Z1a）在礦區(qū)大面積出露，為礦區(qū)主要賦礦層位。巖性以淺變質(zhì)石英砂巖為主，夾板巖、淺變質(zhì)粉砂巖、淺變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖、硅質(zhì)板巖、細(xì)砂質(zhì)板巖，夾微量含礫板巖和鐵硅質(zhì)巖。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較簡(jiǎn)單，主要有保安嶺倒轉(zhuǎn)背斜和石壟向斜，以及背、向斜之間形成的次級(jí)背、向斜。斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，成帶出現(xiàn)，具多期次活動(dòng)等特點(diǎn)。斷裂構(gòu)造分為北東-北北東、北西-北北西、近南北、近東西向四組。各組斷裂構(gòu)造嚴(yán)格控制礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模，其中北東-北北東向斷裂與成礦關(guān)系最為密切，主成礦斷裂分布在保安嶺倒轉(zhuǎn)背斜軸部。代表性斷裂有F1、F3、F6、F7、F8、F9、F11、F12、F13、F14。

區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育，僅見兩條輝綠巖脈沿F7、F11斷裂充填并截穿鉛鋅礦體，為后期斷裂構(gòu)造的產(chǎn)物。礦區(qū)南東部有少量花崗斑巖脈出露。區(qū)域上礦區(qū)南東側(cè)出露有寶峰仙、高壟山等巖體。

圖1　鐵石垅礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch map ofTieshilongdeposit

2　礦體特征

區(qū)內(nèi)礦體呈帶狀產(chǎn)出，共分為九個(gè)礦帶，編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ。礦帶長(zhǎng)280～1350 m，以Ⅲ礦帶規(guī)模最大，每一礦帶中都有一至兩個(gè)規(guī)模較大、產(chǎn)狀形態(tài)較穩(wěn)定的主礦體，在主礦體的頂?shù)装逵?～45個(gè)近平行線列的小礦體分布，間隔5～50 m不等。礦體嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，形態(tài)較復(fù)雜，大小懸殊，同一礦體厚度變化大，多呈似層狀、脈狀和透鏡狀產(chǎn)出。礦體圍巖主要為埃歧嶺組淺變質(zhì)石英砂巖，其次為板巖、硅質(zhì)巖；少量礦體圍巖為丁腰河組硅質(zhì)巖及香楠組淺變質(zhì)石英砂巖夾板巖。礦區(qū)共圈定大小礦體109個(gè)，現(xiàn)保有礦體76個(gè)，主礦體為Ⅲ1、Ⅲ23、Ⅲ1-2、Ⅱ4、Ⅰ1、Ⅲ23支、Ⅳ1。礦體主要分布于110～550 m標(biāo)高范圍內(nèi)。

礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、鐵閃鋅礦，次為黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦，另有少量輝銀礦、脆硫銻鉛礦、白鎢礦、錫石、黝銅礦，次生礦物有白鉛礦、菱鋅礦、褐鐵礦等。脈石礦物主要有石英、綠泥石、方解石、綠簾石，次為螢石、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、絹云母等。礦床成因類型屬中-低溫?zé)嵋毫严冻涮畹V床，工業(yè)類型為產(chǎn)于淺變質(zhì)砂巖中受斷裂構(gòu)造控制的脈狀鉛鋅礦床。

3　 EH-4電磁測(cè)深

EH-4電磁成像系統(tǒng)是一套將天然場(chǎng)源和人工場(chǎng)源相結(jié)合的電磁測(cè)深系統(tǒng)，其彌補(bǔ)了大地電磁場(chǎng)的寂靜區(qū)和幾百赫茲附近人為造成的電磁干擾諧波，能有效的觀測(cè)到離地表幾m至1000 m內(nèi)的地質(zhì)斷面的電性變化信息，基于對(duì)斷面電性信息的分析研究，在礦產(chǎn)勘查中可以查明深部三維空間內(nèi)的相對(duì)低阻空間，進(jìn)而圈定深部隱伏斷裂及礦體的賦存地段，為后續(xù)驗(yàn)證工程的布置提供依據(jù)。EH-4電磁測(cè)深已廣泛的用于尋找深部隱伏礦體［3-7］，該方法適用于各種不同的地質(zhì)條件和比較惡劣的野外環(huán)境。

中南大學(xué)在礦區(qū)紫竹壟一帶共布置了8條測(cè)線，勘查網(wǎng)度為100 m線距20 m點(diǎn)距，測(cè)線沿NE128°方位布置（圖2）。測(cè)區(qū)范圍內(nèi)出露震旦系埃歧嶺組淺變質(zhì)石英砂巖夾板巖，斷裂構(gòu)造主要為F11斷裂（Ⅵ礦帶），測(cè)區(qū)位于鐵石垅采礦區(qū)邊部，深部無(wú)采掘坑道分布。野外實(shí)測(cè)過(guò)程中，沒(méi)有因地形、干擾等因素發(fā)生丟點(diǎn)現(xiàn)象，共完成EH-4電磁測(cè)深觀測(cè)點(diǎn)168個(gè)。

圖2　 EH-4電磁測(cè)深點(diǎn)位布置示意圖Fig.2 Points layout diagramofEH-4 electromagnetic sounding

4　實(shí)測(cè)資料分析

通過(guò)對(duì)8條剖面的實(shí)測(cè)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理后，進(jìn)行了數(shù)據(jù)的二維反演及成圖。為了便于資料的分析和解譯，對(duì)8條測(cè)線由南到北，即從1線到15線依次對(duì)8條剖面的電性特征進(jìn)行分析，然后就8條測(cè)線在640 m、600 m、560 m、520 m標(biāo)高平面圖的電性特征進(jìn)行分析，最后在綜合分析的基礎(chǔ)上，對(duì)各種有利的低阻異常進(jìn)行了相對(duì)重要性的排序。

4.1剖面資料分析

根據(jù)8條剖面電性特征顯示，剖面電性均由淺至深逐漸升高，淺部電阻率較低，深部電阻率較高（圖3）。以500、1200為界具明顯三個(gè)單元，而淺部電阻率值500以內(nèi)，推測(cè)主要受地表巖石風(fēng)化嚴(yán)重、覆蓋層較厚等因素的影響；深部電阻率較高，電阻率值均在500以上，推測(cè)巖石相對(duì)比較完整。深部520～640 m標(biāo)高范圍內(nèi)的高電阻率地段，相應(yīng)的出現(xiàn)900～1200以內(nèi)的低電阻率區(qū)段。結(jié)合已有地質(zhì)資料分析，區(qū)內(nèi)F11斷裂帶通過(guò)處，從地表斜向下，電阻率等值線出現(xiàn)明顯的向下凹陷、扭曲及橫向不連續(xù)，推測(cè)深部為主干斷層F11通過(guò)。斷層具分支復(fù)合，產(chǎn)狀較陡，傾角55°～80°，在深部520～640 m標(biāo)高范圍內(nèi)發(fā)育次級(jí)小斷裂。通過(guò)剖面電性特征分析，分別在5線至15線圈定出Ⅰ-L05、Ⅱ-L05、Ⅰ-L07、Ⅱ-L07、Ⅰ-L09、Ⅰ-L11、Ⅱ-L11、Ⅲ-L11、Ⅳ-L11、Ⅰ-L13、Ⅱ-L13、Ⅰ-L15共12處低阻異常。低阻異常主要位于F11斷裂帶內(nèi)，在F11主斷裂與次級(jí)斷裂附近低阻異常更加明顯，推測(cè)為有利含礦空間。

4.2平面資料分析

（1）640 m標(biāo)高平面圖資料分析

電性分布特征為5線南西離地表較近，受巖石風(fēng)化影響，電阻率較低；7線北東電阻率較高。高電阻率區(qū)段內(nèi)圈出電阻率值在1200左右的3處低阻異常（圖4），編號(hào)為A-640、B-640、C-640。A-640號(hào)異常范圍較大，跨越9線和11線，位于9線的8～12號(hào)點(diǎn)之間，11線的4～10號(hào)點(diǎn)之間，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅰ-L09、Ⅰ-L11號(hào)異常。B-640號(hào)異常位于11線的28～32號(hào)點(diǎn)之間，異常規(guī)模較小，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅱ-L11號(hào)異常。C-640號(hào)異常位于13線的18～22號(hào)點(diǎn)之間，異常規(guī)模較小，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅰ-L13號(hào)異常。

圖3　 EH-4電磁測(cè)深7、11測(cè)線二維反演剖面示意圖Fig.3 The 2Dinversion profile schematic diagramofthe 7，11 measuringline ofEH-4 electromagnetic sounding

（2）600 m標(biāo)高平面圖資料分析

電性分布特征為1至5線離地表較近，電阻率較低；5線北東電阻率較高。高電阻率區(qū)段內(nèi)圈出電阻率值在1200以內(nèi)的3處低阻異常（圖4），編號(hào)為A-600、B-600、C-600。A-600號(hào)異常范圍較大，跨越9線和11線，位于9線的4～12號(hào)點(diǎn)之間，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅰ-L07、Ⅰ-L09、Ⅰ-L11號(hào)異常，為A-640號(hào)異常往深部的延伸。B-600號(hào)異常位于11線的28號(hào)點(diǎn)附近，異常規(guī)模較小，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅱ-L11號(hào)異常，為B-640號(hào)異常往深部的延伸。C-600號(hào)異常封閉，跨越13和15兩線，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅰ-L13和Ⅰ-L15異常。

（3）560 m標(biāo)高平面圖資料分析

根據(jù)平面的電性分布，1線560 m標(biāo)高距地表較近，巖石風(fēng)化嚴(yán)重，電性呈低阻特征。平面上高電阻率區(qū)段內(nèi)圈定1處低阻異常，編號(hào)為A-560。異常位于11線的28號(hào)點(diǎn)附近，對(duì)應(yīng)剖面中的Ⅳ-L11號(hào)異常，推測(cè)為有利含礦空間。

（4）520 m標(biāo)高平面圖資料分析

平面上電阻率普遍較高，未發(fā)現(xiàn)有意義的低阻異常。

4.3綜合資料分析

通過(guò)測(cè)區(qū)8條EH-4電磁測(cè)深資料及地表地質(zhì)調(diào)查結(jié)果分析，各剖面電性特征很好的反映了巖性特征及深部推測(cè)斷裂分布情況。在5～15測(cè)線內(nèi)共圈出12個(gè)相對(duì)低阻異常，異常沿F11斷裂帶分布，主要分布在560～640 m標(biāo)高。在充分考慮異常強(qiáng)度、規(guī)模，主干斷層與次級(jí)斷層交匯部位的低阻異常，主干斷層中的低阻異常、平面上主要異常在各剖面上的連續(xù)性等基礎(chǔ)上，確定可能的礦致異常，并對(duì)異常的重要性進(jìn)行排序，確定最有可能的礦致異常。據(jù)分析研究，測(cè)區(qū)深部隱伏礦體有利含礦空間均出現(xiàn)在斷層附近，較好的異常分布在主干斷層和次級(jí)斷層的交匯部位，可能的礦致異常主要分布在7、9、11、13、15測(cè)線之間的600 m標(biāo)高附近，最好的礦致異常主要有Ⅰ-L09、Ⅰ-L11、Ⅰ-L07（表1）。

5　工程驗(yàn)證及效果

圖4　 EH-4電磁測(cè)深640 m、600 m標(biāo)高二維反演平面圖Fig.4 The 2Dinversion plan in 640 m，600 mlevel ofEH-4 electromagnetic sounding

表1　 EH-4電磁測(cè)深低阻異常特征及重要性排序表Table 1 Sorted list of low resistivity anomaly characteristics and significance of EH-4 electromagnetic sounding

圖5　鐵石垅礦區(qū)610勘探線與EH-4電磁測(cè)深7測(cè)線剖面疊合圖Fig.5 Profile overlayofthe 610 exploration line and 7 measuringline ofEH-4 electromagnetic soundingin Tieshilongdeposit

通過(guò)勘查，礦區(qū)共探獲新礦體40個(gè)。在電磁測(cè)深范圍內(nèi)的610勘探線施工驗(yàn)證孔ZK610-1，深部揭露新的隱伏鉛鋅礦體7個(gè)（圖5）。礦體呈脈狀，由F11斷裂構(gòu)造帶控制，礦體走向NE，傾向SE，傾角37～88°。通過(guò)施工鉆孔，較好的驗(yàn)證了EH-4電磁測(cè)深礦致異常。7線Ⅰ-L07號(hào)異常位于F11-1與F11-1次級(jí)斷裂交匯部位，Ⅱ-L07號(hào)異常位于F11-1與F11-2斷裂之間。礦致異常分布在590～640 m標(biāo)高范圍內(nèi)，鉆孔在575～632 m標(biāo)高范圍揭露隱伏礦體脈6個(gè)，與EH-4電磁異常分布相吻合。在705 m標(biāo)高控制隱伏礦體Ⅵ11，該礦體沿傾向向深部延伸與Ⅱ-L07號(hào)異常可相連。另618勘探線ZK618鉆孔在604 m標(biāo)高控制隱伏礦體Ⅵ2，與15線Ⅰ-L15號(hào)礦致異常分布相吻合。

通過(guò)對(duì)比610勘探線礦體分布特征和7線EH-4電磁測(cè)深礦致異常分布特征（表2），結(jié)合測(cè)區(qū)其它勘查成果資料［1-2，8-9］綜合分析。測(cè)區(qū)礦致異常均出現(xiàn)在斷層附近，較好的異常分布在主干斷層和次級(jí)斷層的交匯部位及附近，可能的礦致異常主要分布在600 m標(biāo)高附近。

表2　 EH-4電磁測(cè)深7測(cè)線礦致異常與610勘探線礦體分布對(duì)比表Table 2 Correlation table between the mineral anomalies in 7 measuring line of EH-4 electromagnetic sounding and the ore-body distribution of 610 exploration line

6　結(jié)論

鐵石垅礦區(qū)通過(guò)施工鉆探工程對(duì)EH-4電磁測(cè)深礦致異常進(jìn)行驗(yàn)證，在F11斷裂構(gòu)造帶內(nèi)（Ⅵ礦帶）揭露新的隱伏鉛鋅礦體7個(gè)，證實(shí)礦區(qū)利用EH-4電磁測(cè)深尋找深部隱伏礦體效果較好，能有效的縮小找礦范圍，降低探礦工程成本，為礦區(qū)提供了新的有效找礦方法。在充分考慮礦山現(xiàn)有井巷工程分布的前提下，EH-4電磁測(cè)深為礦區(qū)及外圍尋找深部隱伏鉛鋅礦體新的有效方法。

［1］劉悟輝，邵擁軍，劉偉，席振銖，張道軍，張貽舟，胡榮國(guó)，薛軍平.湖南郴州鐵石垅鉛鋅礦紫竹壟Ⅵ礦帶EH-4勘查及隱伏礦預(yù)測(cè)研究科研報(bào)告［R］.中南大學(xué)，2007.

［2］朱文兵，文成雄，郭愛民.湖南省郴州市鐵石垅礦區(qū)邊深部鉛鋅礦普查報(bào)告［R］.湖南省地質(zhì)調(diào)查院，2015.

［3］譚紅艷，呂駿超，劉桂香，馬詩(shī)敏，舒廣龍，席振銖.EH4音頻大地電磁測(cè)深方法在鄂東南地區(qū)尋找隱伏礦體的應(yīng)用［J］.地質(zhì)與勘探，2011，47（6）:1133-1141.

［4］羅士新，劉慧，陳長(zhǎng)敬，程順波.湖南銅山嶺巖體地球物理征及勘探方法評(píng)價(jià) ［J］.華南地質(zhì)與礦產(chǎn)，2015，31（4）: 398-405.

［5］馮曉君.EH-4電磁測(cè)深法在內(nèi)蒙古賽漢敖包鉛鋅礦區(qū)找礦應(yīng)用［J］.新疆有色金屬，2012，（3）:35-39，42.

［6］梁永東，劉艷華，范少云，王志成，成劍文.EH-4電磁測(cè)深法在鈾礦區(qū)斷裂構(gòu)造勘查中的應(yīng)用［J］.鈾礦地質(zhì)，2010，26（3）:166-171.

［7］王沖，董平，孫斌，吳詠敬，蔣少涌.EH-4電磁測(cè)深在江西城門山礦區(qū)深部及外圍找礦中的應(yīng)用 ［J］.地質(zhì)與勘探，2009，45（6）:742-747.

［8］湖南省地質(zhì)局408隊(duì).湖南省郴縣鐵石垅鉛鋅礦區(qū)勘探報(bào)告［R］.湖南省地質(zhì)局408隊(duì)，1969.

［9］湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì).湖南省郴縣紫竹壟礦區(qū)鉛鋅礦初步普查地質(zhì)報(bào)告［R］.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì)，1987.

The application effect and prospecting significance of EH-4 electromagnetic sounding to deep concealed lead-zinc ore-body in Tieshilong deposit，Chenzhou，Hunan Province.Geology and Mineral Resources of South China，2016，32（3）:211-217.

Zhu W B，Guo A M，Zhang Y Z，Wen C X and Jiang Y J.

Tieshilong lead- zinc deposit is located in nonferrous multi- metal ore- concentrated area of Chenzhou，which is one of themine areas that have significant prospecting effect in recent years. Based on the analysis of profile electrical characteristics and plans ofdifferent levels ofEH- 4 electromagnetic sounding， interpretingthe distribution position of faults and lowresistivity anomalies， sort the possible mineralization anomalies， and then identify the best favorable ore space.Analysis showthat the best part ofthemineralization anomalies are distributingalongthe F11fracture in this surveyed area， and mainly distribute in the intersection area between major faults and the sub- faults. By drillingengineeringverification， 7 newconcealed ore bodies were found within the F11fault zone. The orebody distribution and mineral anomalies ofEH- 4 electromagnetic sounding consistent， demonstrating the prospecting effect ofEH- 4 electromagnetic sounding is better， provide a better prospectingmethod for looking for the deep concealed ore bodyin this deposit and the periphery.

EH- 4 electromagnetic sounding； deep and periphery prospecting； prospectingmethods； exploring significance；Tieshilonglead- zinc deposit；Chenzhou，Hunan Province

中圖分類法：P631.3+25A

1007-3701（2016）03-211-07

10.3969/j.issn.1007-3701.2016.03.002

2016-03-01；

2016-04-16.

湖南省兩權(quán)價(jià)款地質(zhì)勘查項(xiàng)目“湖南省郴州市鐵石垅礦區(qū)邊深部鉛鋅礦普查”（編號(hào)：201203087）資助.

朱文兵（1981—），男，助理工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查.Email:784500874@qq.com.