王佳音 祁昌煒 劉 磊

(1.青海省地質(zhì)調(diào)查局；2.青海省地震局)

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地電化學(xué)提取法在碳酸鹽巖地區(qū)隱伏鉛鋅礦尋找中的應(yīng)用

王佳音1祁昌煒1劉 磊2

(1.青海省地質(zhì)調(diào)查局；2.青海省地震局)

地電化學(xué)提取測量法探測深度較大，具有確定單一探測目標(biāo)的能力，可用于第四系覆蓋區(qū)，在常規(guī)物化探方法作用效果不佳的情況下可有效發(fā)現(xiàn)異常，達(dá)到快速、高效、準(zhǔn)確確定探測區(qū)地質(zhì)情況的目的。首先在已有工程控制礦體的麒麟廠礦區(qū)進(jìn)行方法可行性試驗(yàn)，然后將該方法推廣至無工程控制的某未知礦區(qū)進(jìn)行隱伏鉛鋅礦找礦預(yù)測，實(shí)踐表明：礦區(qū)2條剖面線異常點(diǎn)與地質(zhì)找礦信息具有高度的吻合性，可見該方法找礦效果良好。

地電化學(xué)提取技術(shù) 碳酸鹽巖地區(qū) 隱伏鉛鋅礦 找礦預(yù)測

地電化學(xué)提取法是一種介于地球物理和地球化學(xué)兩者間新的找礦方法[1-5]，相對于常規(guī)物化探法，不僅可間接探測礦床及周圍環(huán)境的物化性質(zhì)，直接探測到礦床產(chǎn)生的金屬離子，進(jìn)入化探“盲區(qū)”，并且在第四系覆蓋區(qū)也可發(fā)現(xiàn)常規(guī)化探方法難以發(fā)現(xiàn)的隱伏礦床在地表的異常信息[6-9]，因此該方法可作為產(chǎn)生離子暈礦種的“攻深找盲”手段[10]。近年來該方法得到了廣泛應(yīng)用，取得了一定的成效[11-13]。本研究以某未知礦區(qū)為例，首先選擇有工程控制礦體的麒麟廠礦區(qū)進(jìn)行可行性試驗(yàn)，然后進(jìn)行隱伏鉛鋅礦找礦預(yù)測分析。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)主要出露泥盆系、石炭系、二疊系地層，在車家坪一帶2個背斜中均出露C1b地層，研究區(qū)具有找礦前景的地層主要為下石炭統(tǒng)擺佐組[14-16]，主要分布于研究區(qū)北部，巖性主要為肉紅色、米黃色粗晶白云巖(圖1)。區(qū)域上分布有雨碌、待補(bǔ)、魯納、大菜園、麒麟廠和礦山廠等斷層，并分布有梁子上、水塘子、二道平等向斜以及金居河、小米落背斜等褶皺構(gòu)造。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)概況

2 地電化學(xué)提取法基本原理

研究區(qū)礦體上有不同厚度的覆蓋物，礦體的成礦元素、伴生元素經(jīng)溶解為離子，在礦體內(nèi)部形成微電池，在擴(kuò)散作用、地下水等共同作用下向上運(yùn)移，在礦體圍巖及地表覆蓋物中形成相應(yīng)的離子暈。當(dāng)存在外加電場時，離子在其作用下發(fā)生遷移并富集，在電極處析出且濃度降低，離子暈局部平衡遭受破壞，為保持物質(zhì)平衡，深部離子向上遷移提供補(bǔ)給，確保上部離子平衡，但下部離子向上遷移后，該上遷離子源又遭受平衡破壞，須依靠深部離子的補(bǔ)充以達(dá)到新的平衡，如此從深部向上逐級補(bǔ)充離子，直至深部礦體。下部離子又不斷向上遷移，離子可不斷地向電極附近遷移，便形成了平衡—失衡—平衡的動態(tài)平衡模式。

地電化學(xué)提取法基于動態(tài)平衡原理利用人工電場提取深部離子，分析異常與礦體的關(guān)系，從而確定是否存在隱伏礦體[17-20]。本研究地電化學(xué)提取法采用的設(shè)備全部由手工制作完成(參照羅先熔教授專利發(fā)明)。一定規(guī)格的碳棒外側(cè)包裹經(jīng)特殊處理的吸附材料，碳棒一端有導(dǎo)線引出與電源的正負(fù)極相連，組成離子接收器。在設(shè)計的剖面測點(diǎn)處挖坑埋入離子接收器，并澆灌適量提取液，埋設(shè)一定時間后挖出電極，取下吸附材料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)分析吸附材料所提取的相關(guān)離子。試驗(yàn)材料及參數(shù)：①吸附材料，經(jīng)特殊處理后對Pb、Zn等元素有較強(qiáng)吸附作用的脫脂海綿；②提取液，濃度為15%的硝酸，用量1 000～1 500 mL；③測點(diǎn)布置，測點(diǎn)距離參考相應(yīng)比例尺的化探采樣標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置；④提取電極陰、陽極間的距離，50～100 cm；⑤提取時間，48 h；⑥供電電源，9 V高性能干電池。

3 可行性試驗(yàn)

選擇研究區(qū)附近麒麟廠礦區(qū)已有工程控制的80#勘探線進(jìn)行試驗(yàn)。該剖面線礦體埋深1 050 m，走向N32°～35°E，傾向SE，傾角63°～70°，Pb平均品位10.33%，Zn平均品位19.89%，礦石類型為氧化礦和硫化礦存在的混合礦。麒麟廠鉛鋅礦80#勘探線鉆孔對礦體的揭露較完整，并且無采空區(qū)的影響。在試驗(yàn)剖面上測定出明顯的地電化學(xué)異常，異常部位與已知鉛鋅礦體的賦存部位較吻合，Pb、Zn、Cd等異常明顯，且異常吻合程度較好(圖2)。

(1)Pb異常。Pb背景值37×10-6，異常下限43.9×10-6，位于該剖面6#～7#點(diǎn)，異常強(qiáng)度(60～90.1)×10-6，異常高出背景值1.6～2.4倍，異常寬35 m，最高異常值位于6#點(diǎn)，達(dá)90.1×10-6，高出背景值2.4倍。該異常高值段與已知鉛鋅礦體的賦存部位吻合。

(2)Zn異常。Zn背景值38.1×10-6，異常下限46.7×10-6，最高異常值位于6#點(diǎn)，達(dá)207×10-6，高出背景值5.4倍，該異常高值處于已知鉛鋅礦體的賦存部位，與Pb最高值點(diǎn)重合。

(3)Cd異常。Cd背景值1.85×10-6，異常下限2.32×10-6，位于該剖面5#～7#點(diǎn)，異常強(qiáng)度3.27×10-6，異常高出背景值1.4倍，異常寬45 m，最高異常值位于13#點(diǎn)，達(dá)4.16×10-6，高出背景值2.2倍。該異常高值處于已知鉛鋅礦體的賦存部位，與Pb、Zn高值點(diǎn)吻合度好。

由上述分析可知：地電化學(xué)提取的Pb、Zn、Cd異常在深部隱伏鉛鋅礦體上方均有顯示，與已知礦體賦存位置及傾向延伸十分吻合，顯示出良好的指示作用，表明該方法在研究區(qū)尋找隱伏鉛鋅礦體有一定的可行性。

4 找礦預(yù)測

圖2 麒麟廠礦區(qū)80#線地電化學(xué)提取試驗(yàn)剖面

4.1 10#剖面地電化學(xué)提取異常特征

(2)Zn異常。Zn背景值38.5×10-6，異常下限57.3×10-6，該異常位于剖面19#～21#點(diǎn)，異常強(qiáng)度(134.2～389.2)×10-6，異常高出背景值3.5～10倍，異常寬約60 m，最高異常值為389.2×10-6，位于剖面20#測點(diǎn)處，與Pb最高異常值測點(diǎn)重合(圖3)。

(3)Cd異常。 Cd背景值0.54×10-6，異常下限0.73×10-6，在剖面上測出2個Cd異常：第1異常為強(qiáng)度0.68×10-6的單峰異常，異常高于背景值1.3倍，位于C1b地層內(nèi)，與Pb、Zn異常高值重合性較好，但規(guī)模?。坏?異常為強(qiáng)度1.30×10-6的單峰異常，異常高于背景值2.4倍(圖3)。

4.2 14#剖面地電化學(xué)提取異常特征

(2)Zn異常。Zn背景值38.5×10-6，異常下限57.3×10-6，在剖面上測出3個Zn異常：第1異常位于剖面19#～20#點(diǎn)，異常強(qiáng)度(50.6～94.7)×10-6，異常高出背景值1.3～2.5倍，規(guī)模小、不明顯；第2異常位于剖面22#～23#測點(diǎn)，異常強(qiáng)度(92.9～2 154.0)×10-6，異常高出背景值2.4～56倍，異常寬50余米；第3異常為強(qiáng)度95.2×10-6的單峰異常，異常高于背景值2.5倍，規(guī)模小、不明顯，最高異常值為2 154.0×10-6，高于背景值56倍，位于剖面23#點(diǎn)，與Pb最高異常值測點(diǎn)重合(圖4)。

(3)Cd異常。Cd背景值0.54×10-6，異常下限0.73×10-6，在剖面上測出2個Cd異常：第1異常位于22#～23#點(diǎn)，強(qiáng)度(1.47～2.21)×10-6，異常高于背景值2.7～4.1倍；第2異常為強(qiáng)度1.11×10-6的單峰異常，異常高于背景值2.1倍，規(guī)模小，最高異常值為2.21×10-6，高于背景值4.1倍，位于剖面22#點(diǎn)，與Pb、Zn最高異常值測點(diǎn)重合性較好(圖4)。

圖3 10#地電化學(xué)提取剖面

總體來講，10#、14#剖面上的Pb、Zn、Cd異常分布較集中、吻合程度較好，對照地質(zhì)剖面圖，可看出該2條剖面的異常范圍均對應(yīng)于石炭系白佐組地層。據(jù)此推斷異常深部可能存在隱伏鉛鋅礦床，研究區(qū)與麒麟廠礦區(qū)的相似之處有：①元素異常分布大多為單峰異常；②元素異常都具有一定強(qiáng)度，尤其是Pb、Zn異常值高出背景值39、56倍；③元素異常形態(tài)規(guī)則、清晰，異常峰值吻合度較好，并且絕大多數(shù)對應(yīng)于含礦層位。可見，研究區(qū)地電化學(xué)提取測點(diǎn)所示的C1b地層為最有希望的地段，可作為下一步工作的重點(diǎn)突破區(qū)。

圖4 14#地電化學(xué)提取試驗(yàn)剖面

5 結(jié) 語

分析了地電化學(xué)提取法的基本原理及方法技術(shù)，對麒麟廠礦區(qū)已有工程控制的剖面進(jìn)行了可行性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該方法找礦效果較好。在此基礎(chǔ)上對研究區(qū)進(jìn)行了隱伏鉛鋅礦找礦預(yù)測研究，根據(jù)元素異常特征，可知在元素異常對應(yīng)的部位可能存在隱伏鉛鋅礦體，表明采用地電化學(xué)提取法在碳酸鹽巖地區(qū)進(jìn)行隱伏鉛鋅礦找礦勘查成效顯著。

[1] HO.C.雷斯.地電化學(xué)勘探法[M].張肇元，崔霖沛，譯.北京：地質(zhì)出版社，1986.

[2] 費(fèi)錫銓.電提取離子法在幾個礦區(qū)的試驗(yàn)結(jié)果[J].物探與化探，1984(3)：162-165.

[3] 羅先熔.再論地球電化學(xué)測量法尋找隱伏礦床[J].桂林冶金地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，1994(3)：295-302.

[4] 羅先熔.地球電化學(xué)勘查及深部找礦[M].北京：治金工業(yè)出版社，1996.[5] 羅先熔，康 明，歐陽菲，等.地電化學(xué)成暈機(jī)制、方法技術(shù)及找礦研究[M].北京：地質(zhì)出版社，2007.

[6] 黃薰德，吳郁彥.地球化學(xué)找礦[M].北京：地質(zhì)出版社，1986.

[7] 羅先熔，王葆華，文美蘭，等.地電化學(xué)集成技術(shù)尋找隱伏金礦的研究及找礦預(yù)測[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[8] 李兆誼，羅先熔，候冬梅，等.地電化學(xué)集成技術(shù)在黑龍江金廠金礦的應(yīng)用研究及找礦預(yù)測[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2010(5)：117- 122.

[9] 譚克仁.金礦地電化學(xué)勘查新技術(shù)、新方法研究進(jìn)展[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2000(1)：23-31.

[10] 羅先熔.地電化學(xué)成暈機(jī)制、方法技術(shù)及找礦研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2005.

[11] 邱 煒，羅先熔.地電化學(xué)法與其他地球化學(xué)勘察方法的對比研究[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2011(6)：7-11.

[12] 康 明，羅先熔.地電化學(xué)方法的改進(jìn)及應(yīng)用效果[J].地質(zhì)與勘探，2003(5):63-66.

[13] 李曉勇.地電提取測量法尋找隱伏礦方法研究及應(yīng)用[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2002，26(1)：92-96.

[14] 柳賀昌，林文達(dá).滇東北鉛鋅銀礦床規(guī)律研究[M].昆明：云南大學(xué)出版社,1999.

[15] 黃智龍，陳 進(jìn)，韓潤生，等.云南會澤超大型鉛鋅礦床地球化學(xué)及成因[M].北京：地質(zhì)出版社，2004.

[16] 陳啟良.滇東北漁戶村組富鉛鋅礦成礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J].地質(zhì)與勘探，1999(1)：22-26.

[17] 費(fèi)錫銓.電提取離子法[M].北京：地質(zhì)出版社，1992.

[18] 羅先熔，楊 曉.地電化學(xué)測量法尋找隱伏礦床的研究及找礦預(yù)測[J].地質(zhì)與勘探，1989(12)：43-51.

[19] 杜建波，羅先熔，王 鐘，等. 廣西高龍金礦地電化學(xué)深部找礦研究[J].黃金地質(zhì)，2001(3):69-73.

[20] 李 江，高明海，王士梅，等.地電化學(xué)提取法尋找金礦的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探，1989(1)：52-54.

Application of the Geo-electriochemical Extraction Technique of the Prospecting of Concealed Pb-Zn Deposit in the Carbonate Rock Area

Wang Jiayin1Qi Changwei1Liu Lei2

(1.Qinghai Geological Survey;2.Qinghai Earthquake Administration)

The detecting depth of geo-electrochemical extraction method is large,it has the ability to determine a single detection target,it is suitable for the Quaternary system coverage.The anomalies can be found effectively under the conditions of the unsatisfactory effects obtained by the conventional geophysical and geochemical prospecting methods,so the geological conditions of the detection region can be detected rapidly,effectively and accurately.Firstly,the feasibility test in the Qinlinchang mining area with the known engineering controlling ore-bodies is done,then,the geo-electrochemical extraction method is used to conduct the prospecting prediction of concealed Pb-Zn deposit in the unknown mining area.The application results show that the abnormal points of the two section lines of the unknown mining area are consistent with the geological prospecting information,the ideal prospecting effects of the geo-electrochemical extraction method is obtained.

Geo-electrochemical extraction method,Carbonate rock area,Concealed Pb-Zn deposit,Prospecting prediction

2016-05-16)

王佳音(1985—)，女，工程師，810001 青海省西寧市黃河路15號。