楊 鎖，魏海民，李 星，高明山

( 1.天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)，天津 301800；2.云南冶金資源股份有限公司，云南 昆明 655000 )

0 引言

邦東尖山礦區(qū)位于云南省云縣邦東—景谷民樂(lè)成礦亞帶的北部[1]，處于忙亞斷裂及拿魚(yú)河斷裂的夾持部位，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，形成復(fù)雜的地層、構(gòu)造格架以及有利的成礦環(huán)境。礦區(qū)含礦層與圍巖相比具有明顯的電性差異，具備開(kāi)展物探工作的前提條件。針對(duì)邦東銅鉛礦區(qū)，以往找探礦工作多以地質(zhì)、化探、鉆探工作為主，見(jiàn)于文獻(xiàn)的有成礦信息分析及找礦前景分析[2-4]，主要從構(gòu)造、地層、礦化點(diǎn)、化探等方面分析了成礦模式，對(duì)成礦前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)，但是均未做精細(xì)的大比例尺物探工作，勘查方法單一，對(duì)于隱伏構(gòu)造識(shí)別不足，綜合研究程度不夠，鑒于此，筆者在邦東尖山銅鉛礦區(qū)開(kāi)展了綜合物探研究，結(jié)合以往地質(zhì)及鉆孔資料，利用雙頻激電掃面和AMT測(cè)深兩種物探方法，在空間上確定了有利賦礦靶區(qū)，為該區(qū)今后的找探礦工作提供了一定的指導(dǎo)作用。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層由老至新主要為中三疊統(tǒng)忙懷組、上三疊統(tǒng)小定西組、中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組(圖1)。

1)上三疊統(tǒng)小定西組(T3x)：① 第四段(T3x4)：頂部與侏羅系呈假整合接觸，巖性為紫色凝灰質(zhì)砂巖、安山質(zhì)巖屑凝灰?guī)r，中下部及底部為灰紫色玄武巖。② 第三段(T3x3)：頂部為薄層灰紫色凝灰質(zhì)砂巖、紫紅色凝灰?guī)r；中部為灰綠色玄武巖；底部為灰紫色致密塊狀玄武巖，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。該段巖石中局部含礦，是礦區(qū)的賦礦層位之一。③ 第二段(T3x2)：為礦區(qū)的主要含礦層，頂部為灰紫色凝灰質(zhì)砂巖、紫紅色安山質(zhì)巖屑凝灰?guī)r；中部為紫紅色安山玄武巖、安山巖；底部為紫紅色安山巖、安山玄武巖。④ 第一段(T3x1)：上部為安山質(zhì)巖屑凝灰?guī)r、暗綠色致密塊狀玄武巖、氣孔杏仁狀安山巖；中部為致密塊狀安山巖夾角礫狀安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r；底部為灰綠色角礫巖，角礫成分為石英斑巖、流紋巖。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of the study area1—中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組下段 2—上三疊統(tǒng)小定西組 3—中三疊統(tǒng)忙懷組上亞段 4—中三疊統(tǒng)忙懷組下亞段 5—地層界線 6—不整合地層界線 7—斷層及編號(hào) 8—表內(nèi)礦體及編號(hào) 9—見(jiàn)礦鉆孔 10—雙頻激電掃面范圍

2)中三疊統(tǒng)忙懷組上段(T2m2)：與上統(tǒng)小定西組呈斷層接觸或假整合接觸，其中上段為頁(yè)巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r；中段為流紋巖、流紋斑巖；下段為石英斑巖。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)地處張導(dǎo)山復(fù)式向斜的東翼，響水—邦東背斜的南部?jī)A伏端，其中響水—邦東背斜對(duì)區(qū)內(nèi)銅鉛礦化有一定的控制作用，銅鉛礦化(體)賦存在南傾伏端，軸部斷裂(F1)旁側(cè)；大岔河背斜西翼地層中的小定西組第二段(T3x2)為礦區(qū)的主要含礦層，軸部旁側(cè)的次級(jí)斷層、裂隙是銅鉛礦化的主要富礦部位。礦區(qū)內(nèi)的斷裂有近SN向的F1、F9，均為礦區(qū)的主要控礦構(gòu)造(圖1)，其中F1斷層產(chǎn)狀為285°∠73°，為正斷層。F9斷層產(chǎn)狀為290°∠72°，為一正斷層。

2 方法技術(shù)

2.1 雙頻激電法

本研究使用湖南繼善高科儀器廠生產(chǎn)的SQ-5雙頻激電儀，發(fā)電機(jī)為進(jìn)口本田SH11000型發(fā)電機(jī)。發(fā)射機(jī)發(fā)射頻點(diǎn)為2，即工作頻率為4 Hz及4/13 Hz，接收機(jī)頻點(diǎn)亦選2，測(cè)量讀數(shù)為高頻電位(VG)、低頻電位(VD)及視幅頻率(Fs)，從而計(jì)算視幅頻率 [Fs=(VD-VG)/VD×100%)][5]。供電電極為銅電極，垂直于剖面方向一字排開(kāi)打入巖土層中。

激電中梯觀測(cè)采用一線供電多線觀測(cè)方式，測(cè)量范圍控制在供電AB極距中段，詳細(xì)記錄各觀測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)值、視幅頻率Fs值、低頻點(diǎn)位VD值和供電電流I值等參數(shù)。

AB極放線時(shí)采用“U”型放線，以避免電磁干擾影響觀測(cè)數(shù)據(jù)，AB供電線與MN測(cè)量線避免交叉，相距大于50 m。野外實(shí)測(cè)過(guò)程中對(duì)突變點(diǎn)、異常高值點(diǎn)采用重復(fù)觀測(cè)并記錄數(shù)值，選取多次接近的數(shù)據(jù)取其平均值做為觀測(cè)值。本礦區(qū)供電極距AB=1300 m，測(cè)量極距MN=20 m，測(cè)量點(diǎn)距20 m。

2.2 音頻大地電磁法

AMT方法原理[6]與MT法一樣，它利用宇宙中的太陽(yáng)風(fēng)、雷電等入射到地球上的天然電磁場(chǎng)信號(hào)作為激發(fā)場(chǎng)源，又稱一次場(chǎng)，該一次場(chǎng)是平面電磁波，垂直入射到大地介質(zhì)中，由電磁場(chǎng)理論可知，大地介質(zhì)中將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)，此感應(yīng)電磁場(chǎng)與一次場(chǎng)是同頻率的，引入波阻抗Z。在均勻大地和水平層狀大地情況下，波阻抗是電場(chǎng)E和磁場(chǎng)H的水平分量的比值[7]。測(cè)量是在和地下深度相對(duì)應(yīng)的頻帶上進(jìn)行的。理論上，頻率較高的數(shù)據(jù)反映淺部的電性特征，頻率較低的數(shù)據(jù)反映較深的電性特征[8]。在一個(gè)寬頻帶上觀測(cè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)信息，并由此計(jì)算出視電阻率和相位可確定出大地的地電特征和地下構(gòu)造[9]信息。

本次工作使用的是GMS-07e綜合電磁法儀。磁場(chǎng)和電場(chǎng)傳感器直接與主機(jī)連接，組成完整的觀測(cè)系統(tǒng)。由圖2可見(jiàn)，測(cè)量電極采用不極化電極，兩個(gè)不極化電極構(gòu)成一組，測(cè)量天然交變電磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)信號(hào)，并可有效抑制因極化而產(chǎn)生的干擾。

把整理好的數(shù)據(jù)導(dǎo)入儀器的預(yù)處理軟件(Mapros)，然后查看數(shù)據(jù)的波形以及頻率譜，把其中有干擾的數(shù)據(jù)及質(zhì)量不好的數(shù)據(jù)予以刪除，然后用軟件處理得到初步的頻率數(shù)據(jù)(edi文件)。把預(yù)處理出來(lái)的edi文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)二維處理軟件MTPioneer，并導(dǎo)入測(cè)線坐標(biāo)及高程，然后在二維軟件中再一次對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對(duì)其中干擾較大或者質(zhì)量不好的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除、移動(dòng)、交換或批量滑動(dòng)等處理。

圖2 AMT工作連接示意圖Fig.2 Schematic chart of AMT working connection

大地電磁法[10-11]利用的是不同地層或同一地層不同賦存結(jié)構(gòu)之間電阻率參數(shù)差異，根據(jù)阻值高低及分布形態(tài)來(lái)劃分地層界線、地質(zhì)構(gòu)造及巖體，結(jié)合地質(zhì)資料做出初步地質(zhì)推斷[12]。

3 工作區(qū)地球物理特征

本次在礦區(qū)收集了大量巖、礦石標(biāo)本進(jìn)行物性參數(shù)測(cè)定，具體測(cè)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，礦區(qū)玄武巖、安山巖、砂巖、含綠泥石方解石幅頻率值最低，電阻率為高阻、中阻、部分低阻；含星點(diǎn)狀、斑點(diǎn)狀、細(xì)脈狀礦化的巖石幅頻率處于中間值，電阻率為高阻、中阻；鉛礦石、含條帶狀礦化巖石幅頻率值最高，電阻率為低阻，可見(jiàn)礦區(qū)含礦化巖石激發(fā)極化效應(yīng)突出，地球物理特征明顯，具備開(kāi)展物探勘查工作前提，在礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行雙頻激電測(cè)量與音頻大地電磁測(cè)深工作是合理有效的。

表1 巖礦石電性測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistical table of electrical parameters of rocks and ores

4 應(yīng)用實(shí)例

4.1 雙頻激電法異常特征

根據(jù)視幅頻率等值線圖，結(jié)合地質(zhì)資料圈定有利找礦靶區(qū)3個(gè)，見(jiàn)圖3。

IP-1：位于工區(qū)西南部，呈北大南小的近梯形狀分布，大致走向NE 30°，長(zhǎng)約450 m，寬80～240 m。主要出露巖性為中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組下段(J2h1)泥巖砂巖以及上三疊統(tǒng)小定西組(T3x)砂巖、安山玄武巖及凝灰?guī)r。異常區(qū)視電阻率值在50～300 Ω·m之間，視幅頻率一般在1.9%～2.6%之間，最大值為3.88%。視幅頻率值往西南逐漸增大，且在異常西南部梯度較大，推測(cè)該異常向東北傾。異常表現(xiàn)為低阻高視幅頻率特征，異常中心突出，連續(xù)性較好，覆蓋面積較廣，且位于主要控礦構(gòu)造F1斷層西側(cè)，在礦區(qū)主要含礦層小定西組與花開(kāi)左組接觸帶附近，具備較好的找礦前景。

IP-2：位于工區(qū)中西部，異常呈云團(tuán)狀分布，面積約0.1 km2，異常區(qū)內(nèi)揭露有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體，Ⅰ號(hào)礦體目前在采，但開(kāi)采深度較淺。出露巖性以上三疊統(tǒng)小定西組(T3x)安山巖、玄武巖為主。異常區(qū)視電阻率值在200～400 Ω·m之間，視幅頻率一般在2%～2.5%之間，最大值為4.05%。異常表現(xiàn)為低阻高視幅頻率特征，異常突出明顯，連續(xù)性較好，且靠近主要控礦構(gòu)造F1斷層，異常區(qū)內(nèi)并揭露有已知礦體，找礦前景較大。

IP-3：位于工區(qū)西北部，呈不規(guī)則條帶狀分布，異常中心大致走向NE 30°，異常尚未封閉，已查明異常面積約0.1 km2，巖性主要出露為上三疊統(tǒng)小定西組(T3x)砂巖、安山玄武巖及凝灰?guī)r，異常西南部及北部未封閉。異常視電阻率值在300～500 Ω·m之間，視幅頻率一般在1.7%～2.4%之間，最大值為4.61%，為測(cè)區(qū)視幅頻率最高值。在異常東北部視幅頻率值達(dá)到最大，推測(cè)該異常向西南傾。異常整體表現(xiàn)為中低阻高視幅頻率特征，異常中心突出明顯，位于主要控礦構(gòu)造F1斷層西側(cè)，具有較好的找礦前景。

圖3 激電異常分布及AMT測(cè)線布置圖Fig.3 Distribution of IP anomalies and layout of AMT survey lines1—中侏羅統(tǒng)花開(kāi)左組下段 2—上三疊統(tǒng)小定西組 3—中三疊統(tǒng)忙懷組上亞段 4—中三疊統(tǒng)忙懷組下亞段 5—地層界線 6—不整合地層界線 7—斷層及編號(hào) 8—AMT測(cè)線 9—表內(nèi)礦體及編號(hào) 10—見(jiàn)礦鉆孔 11—激電異常

4.2 AMT測(cè)深異常分析

根據(jù)激電異常特征，在圈定的3個(gè)有利找礦靶區(qū)布置AMT測(cè)線(圖3)。圖4給出了布設(shè)于IP-1異常區(qū)的3條AMT測(cè)線的二維反演結(jié)果。通過(guò)對(duì)40線、36線、32線AMT綜合成果圖進(jìn)行分析，3條剖面之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，總結(jié)如下：

1) 已知構(gòu)造F1在剖面上均有反映，在36線剖面尤為明顯，分別出露于40線1480、36線1400、32線1420點(diǎn)附近，在反演剖面上反映出的產(chǎn)狀與實(shí)際地質(zhì)情況一致。

2) 推斷構(gòu)造Fw-1出露于40線1060、36線1040、32線1000點(diǎn)附近，在各剖面上反映明顯，傾向東，傾角約60°。

3) 結(jié)合3條剖面推斷出異常帶1條，位于蜈蚣山西側(cè)Fw-1上盤，在剖面上所反映情況相似性較高，命名為W1異常帶。該異常帶近SN向，大致平行于Fw-1，平面上對(duì)應(yīng)于IP-1異常，傾向東，傾角約70°，推測(cè)為礦液沿Fw-1斷層或平行于Fw-1的次級(jí)小構(gòu)造及Fw-1周邊節(jié)理充填成礦所致。雖然異常帶上部較窄，但依據(jù)雙頻激電視幅頻率等值線圖推斷該異常不排除深部有膨脹變寬、延伸變長(zhǎng)的可能，具有一定規(guī)模，找礦前景較好。

通過(guò)對(duì)0線、7線AMT綜合成果圖(圖5)進(jìn)行分析，兩條剖面之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，總結(jié)如下：

1) 已知構(gòu)造F1、F9在剖面上有一定反應(yīng)，但不明顯。

2) 依據(jù)雙頻激電成果圈定的IP-2異常與已知Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ號(hào)礦體賦存位置相吻合，依據(jù)AMT圈定的0-I異常和7-II異常分別與I、II號(hào)礦體和III號(hào)礦體賦存位置相吻合，且都位于斷層附近，這較好地說(shuō)明了在該工區(qū)開(kāi)展雙頻激電和AMT測(cè)深工作是有效的，同時(shí)也表明在已知礦體外圍開(kāi)展找探礦工作，成功率更高。

3) 已知礦體上對(duì)應(yīng)雙頻激電視幅頻率值較高，無(wú)礦地段上對(duì)應(yīng)視幅頻率值較低，表明區(qū)內(nèi)視幅頻率高值異常具備找礦直接指示作用。物探異常與已知礦體吻合較好。

通過(guò)對(duì)27線、33線、37線AMT綜合成果圖(圖6)進(jìn)行分析，兩條剖面之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，總結(jié)如下：

1) 已知構(gòu)造F1在剖面上均有反映，在27線、37線剖面尤為明顯，分別出露于27線1420、33線1400、37線1440點(diǎn)附近，AMT剖面反映出的斷層產(chǎn)狀與地質(zhì)資料一致。

2) 推斷構(gòu)造Fw-2出露于27線1060、33線1000、37線1000點(diǎn)附近，在各剖面上反映明顯，傾向西，傾角約70°，這與礦區(qū)整體地質(zhì)情況一致。

3) 3條剖面上的異常均位于Fw-2下盤，在剖面上所反映情況相似性較高，推斷3個(gè)異常體可能位于同一條異常帶上，命名為W2異常帶。該異常帶近SN向，平面上與IP-3異常對(duì)應(yīng)，傾向西，傾角約60°，推測(cè)為礦液沿Fw-2斷層或斷層周邊的節(jié)理充填成礦所致，異常帶在南北方向上延伸較長(zhǎng)，找礦前景較好。

1—上三疊統(tǒng)小定西組 2—泥巖 3—砂礫巖 4—礫巖 5—石英砂巖 6—砂巖 7—玄武巖 8—安山玄武巖 9—安山巖 10—流紋質(zhì)凝灰?guī)r 11—流紋巖 12—地層界線 13—斷層及編號(hào) 14—推測(cè)斷層及編號(hào) 15—推測(cè)異常及編號(hào)

5 結(jié)論

1) 通過(guò)雙頻激電法圈定了有利找礦靶區(qū)2個(gè)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)AMT測(cè)深推斷出與控礦構(gòu)造有關(guān)且具有較好容礦條件的異常3個(gè)，為鉆探施工提供了依據(jù)。

2) 激電法利用硫化礦物與圍巖的激電效應(yīng)差異來(lái)優(yōu)選有利找礦靶區(qū)，可以在工作區(qū)內(nèi)較快地選出視幅頻率較高的靶區(qū)，作為后續(xù)AMT測(cè)深查證的異常區(qū)。AMT在該區(qū)對(duì)于尋找低阻地質(zhì)體、深部地質(zhì)構(gòu)造具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)激電法圈定的異常在深部空間的延伸情況反映較好。

3) 利用激電法與大地電磁法相結(jié)合的綜合物探方法，這種掃面+測(cè)深結(jié)合的綜合物探手段，可以快速準(zhǔn)確地圈定異常在地下空間內(nèi)的位置，有效地為找探礦提供方向，提高找探礦效率，降低成本。

4) 將綜合物探方法應(yīng)用于找探礦，多種物探方法互相驗(yàn)證，結(jié)合地質(zhì)鉆探等技術(shù)手段，綜合研究礦產(chǎn)分布規(guī)律，在以后的深邊部找探礦及尋找盲礦體中，會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。