朱慶林，劉洪伸

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六八大隊(duì)，江西 上饒 334700）

全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展催使著各國(guó)對(duì)礦產(chǎn)品的需求越來(lái)越大，因此，地址找礦成為近幾年的熱門行業(yè)。但隨著礦產(chǎn)資源的深度開發(fā)，地表礦已幾乎挖掘殆盡，致使地質(zhì)找礦向更深層次發(fā)展。

EH4電磁成像系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展的一種地質(zhì)深部找礦系統(tǒng)，其利用不同巖石的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性不同，可在二維剖面圖上呈現(xiàn)視電阻率圖像，從而反映地下幾十米至數(shù)千米的成礦情況[1]。

位于河南省洛陽(yáng)市西南部的嵩縣，歷來(lái)就出產(chǎn)大量礦產(chǎn)，本文以嵩縣東灣金礦區(qū)為例，對(duì)熱液成因的巖金礦選擇低頻EH4大地電磁測(cè)深尋找的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析。

1 地質(zhì)環(huán)境

2014年，嵩縣發(fā)現(xiàn)一大型金礦和一中型金礦，大型金礦為槐樹坪礦區(qū)，中型金礦為東灣礦區(qū)。

嵩縣東灣礦區(qū)又名小南溝-通峪溝金礦區(qū)，位于華北地臺(tái)南緣、華熊臺(tái)隆內(nèi)，在區(qū)域性殼幔型深大斷裂-馬超營(yíng)大斷裂北側(cè)，外方山隆斷區(qū)的北部邊緣以及熊耳山隆斷區(qū)的南部邊緣，是一受斷裂、巖漿活動(dòng)和蝕變帶控制的蝕變巖型金礦床[2]。

該區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造復(fù)雜、褶皺簡(jiǎn)單，巖漿活動(dòng)異常激烈。具體區(qū)域地質(zhì)環(huán)境如下圖1所示。

圖1 嵩縣東灣礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

2 構(gòu)造

東灣礦區(qū)為區(qū)域內(nèi)主要的含礦斷裂，北北東向、北東向、北西向、東西向及沿熊耳群火山巖地層層間發(fā)育的層間斷裂構(gòu)造。該區(qū)域內(nèi)的萬(wàn)嶺斷裂組和馬超營(yíng)斷裂帶與該礦區(qū)成礦關(guān)系密切。萬(wàn)嶺斷裂組由三條北北東向斷裂組成，三條斷裂大致平行（金礦區(qū)內(nèi)三條斷裂以F1、F2、F3構(gòu)造代稱）。斷裂帶內(nèi)具有多期活動(dòng)特點(diǎn)，顯示斷層泥與角礫巖良好發(fā)育。硅化、黃鐵礦化等熱液蝕變特征是與金礦成礦密切相關(guān)，本區(qū)內(nèi)表現(xiàn)強(qiáng)烈，由此，萬(wàn)嶺斷裂組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多處金礦體或礦化體。

馬超營(yíng)斷裂帶呈區(qū)域性超深斷裂，礦化與熱液蝕變超發(fā)育，是區(qū)域上金礦成礦物質(zhì)運(yùn)移的主要通道，與次級(jí)構(gòu)造共同作用，對(duì)熊耳山南部的外方山貴金屬及多金屬礦點(diǎn)分布實(shí)施控制。

F1斷裂走向?yàn)?0°～30°，北西50°～75°傾向，寬度為60m～120m，斷裂總長(zhǎng)度達(dá)20多公里，斷裂區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度有1500m左右。斷層面探得角礫巖、碎裂巖充分發(fā)育，且表面平直光滑。

斷裂帶內(nèi)擁有強(qiáng)烈的褐鐵礦化、硅化及碳酸巖化等。擁有方鉛礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化及金礦化等金屬礦化層[3]。F1斷裂為成礦期張性斷裂，多期活動(dòng)特征明顯。F1斷裂帶是本次EH4電磁測(cè)深的主要礦體區(qū)。

巖漿巖：本區(qū)內(nèi)于中元古代長(zhǎng)城紀(jì)熊耳期有火山活動(dòng)，火山噴發(fā)形成了一層厚度較大的中基—中酸性火山巖堆積層。

區(qū)域內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)發(fā)育時(shí)期為華力西期、燕山期及熊耳期，本次探測(cè)的金礦成形與燕山期巖漿侵入活動(dòng)關(guān)系最緊。巖漿侵入活動(dòng)帶來(lái)的中深成相五丈山細(xì)粒斑狀黑云及淺成相合峪巨斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖體是本區(qū)金礦成礦主要物質(zhì)。

礦石特征：按自然類型分，本區(qū)內(nèi)金礦石可分為原生礦與氧化礦兩種。褐鐵礦是氧化礦中主要的金屬礦物質(zhì)，其次為赤鐵礦。

硫化礦中的金屬礦物主要包含有黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦及自然金等。礦石包含有絹云母、石英、鉀長(zhǎng)石、鐵白云石、高嶺石及方解石等，礦石成份為Fe2O3、FeO、SiO2、MnO、Al2O3、CaO、K2O等。Au是其主要的成礦元素，以自形－半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主[4]。角礫狀構(gòu)造、脈狀－網(wǎng)脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造是其常見構(gòu)造，有蜂窩狀構(gòu)造常見于地表。

3 技術(shù)論證

F1斷裂帶金礦山密集，自北向南已建成投產(chǎn)的有九丈溝金礦、店房金礦及廟嶺金礦。東灣金礦區(qū)與最北邊的九丈溝金礦毗鄰。

雖區(qū)內(nèi)土壤地球化學(xué)異常不明顯，也沒(méi)有礦體出露，但對(duì)九丈溝金礦各中段仔細(xì)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，有舒緩波產(chǎn)狀沿構(gòu)造帶傾向生產(chǎn)成，緩傾部位金品位低、礦體薄，陡傾部位金品位高、礦體厚。

角礫巖是斷層面內(nèi)主要構(gòu)造，英安巖位于構(gòu)造帶頂?shù)装?，金的主要載體礦物為金屬硫化物。

由上述特征顯示，運(yùn)用低頻EH4大地電磁測(cè)深對(duì)構(gòu)造陡傾角部位進(jìn)行尋找是其主要手段。低頻EH4大地電磁測(cè)深通過(guò)天然場(chǎng)源與人工場(chǎng)源的有機(jī)結(jié)合，利用不同巖石的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性不同，探測(cè)地下巖層的地電變化情況，從而確立巖石的電性結(jié)構(gòu)。

該技術(shù)對(duì)地形起伏變化因素影響不敏感，探測(cè)深度從幾十米至數(shù)千米不等，耗費(fèi)低、工作效率高。

4 成礦預(yù)測(cè)及工程驗(yàn)證

本次測(cè)深選取的低頻EH4大地電磁測(cè)深設(shè)備為EMI和GEOMETRICS公司聯(lián)合生產(chǎn)，屬于部分可控源與天然源相結(jié)合的雙源型電磁/地震成像系統(tǒng)。

測(cè)深原理如下：以大地為水平介質(zhì)，大地電磁場(chǎng)以平面電磁波的形式垂直投射到地下，從而在地面上觀測(cè)到相互正交的電磁場(chǎng)分量，通過(guò)對(duì)正交磁場(chǎng)分量的精準(zhǔn)測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)電阻率值的確定[5]。EH4設(shè)備圖片如下圖2所示。

圖2 Stratagem EH-4連續(xù)電導(dǎo)率剖面儀

此次測(cè)深在垂直于F1斷裂構(gòu)造的東灣金礦區(qū)內(nèi)布置數(shù)條低頻EH4大地電磁測(cè)深剖面，并在各剖面上對(duì)成礦預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行圈定，在圈定的成礦預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)，對(duì)部分進(jìn)行鉆探工程驗(yàn)證。

測(cè)量過(guò)程使用信息源為信息源為0.1Hz～1000Hz，通過(guò)天然背景場(chǎng)源對(duì)深部構(gòu)造進(jìn)行成像，測(cè)量時(shí)要保證各測(cè)點(diǎn)電極良好接地，盡量減少人工電場(chǎng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。本次測(cè)深設(shè)定疊加次數(shù)為128次，遇電磁干擾時(shí)可增加至512次。選取其中某一條剖面測(cè)量成果圖進(jìn)行詳細(xì)表述，具體如下圖3所示。

圖3 低頻EH4大地電磁測(cè)深剖面

測(cè)量結(jié)果顯示，出露地表為F1斷裂1020號(hào)點(diǎn)處。900號(hào)點(diǎn)海拔高程200m～970號(hào)點(diǎn)海拔高程430m間F1構(gòu)造呈陡傾態(tài)，以成礦預(yù)測(cè)區(qū)1號(hào)設(shè)定；690號(hào)點(diǎn)海拔高程-180m～780號(hào)點(diǎn)海拔高程90m間F1構(gòu)造呈陡傾態(tài)，以成礦預(yù)測(cè)區(qū)2號(hào)設(shè)定；450號(hào)點(diǎn)海拔高程-920m～600號(hào)點(diǎn)海拔高程-320m間F1構(gòu)造呈陡傾態(tài)，以成礦預(yù)測(cè)區(qū)3號(hào)設(shè)定。成像顯示，3號(hào)區(qū)礦體規(guī)模最大。

此次研究證實(shí)，低頻EH4大地電磁測(cè)深在對(duì)東灣金礦區(qū)F1斷裂進(jìn)行礦體定位預(yù)測(cè)，成功找到理想的金礦體。對(duì)成礦預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，符合測(cè)量的預(yù)測(cè)結(jié)果。說(shuō)明，低頻EH4大地電磁測(cè)深對(duì)已知礦體的深部找礦或未知礦體找礦意義重大，至于找礦部位是確定在陡傾部位或緩傾部位，可依據(jù)含礦構(gòu)造的活動(dòng)階段是張應(yīng)力或壓扭性應(yīng)力決定。關(guān)于EH4電磁測(cè)深地址找礦的可行性及準(zhǔn)確性還可以在以后的實(shí)踐驗(yàn)證中進(jìn)一步證實(shí)。