王 猛，張 旭，武奕立，薛明立，周梓豪

(1．中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，北京 100101； 2.安新縣趙北口學(xué)校，雄安新區(qū) 071000)

0 引言

隨著經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，國內(nèi)對硼礦資源的需求量逐年增大，硼礦資源消耗加劇，資源形勢日益嚴峻[1-2]。目前硼礦勘查工作已向隱伏礦、深部礦轉(zhuǎn)移，開展隱伏—半隱伏找礦方法的研究工作迫在眉睫。

在區(qū)域硼礦資源預(yù)測中，物化探方法對硼礦的找礦與資源評價具有一定的效果[3-5]。由于硼酸鹽礦床中均有硼鎂鐵礦礦石分布，因此高精度磁法測量是有效的方法。周榮文等[3-4]在對湖南、浙江等地的矽卡巖型硼找礦工作中，總結(jié)出高精度磁法測量能提供豐富的找礦信息。劉敬黨等[6-9]經(jīng)過研究，總結(jié)出富鎂大理巖的CaO/MgO比值可作為找礦標志，周永恒[10]指出B-Mg組合異常及B-Mg-Fe組合異常作為找尋硼礦的元素組合標志。遼寧省核工業(yè)地質(zhì)局二四一大隊在遼寧寬甸紅石地區(qū)開展普查工作，總結(jié)了物化探找礦模式。隨著硼礦勘查深度的增大，采用物化探多種方法組合，尋找有效的勘查技術(shù)方法成為硼礦勘查的趨勢。

本文以遼寧寬甸地區(qū)沉積型硼鎂礦為對象，以隱伏—半隱伏硼礦找礦預(yù)測為目的，在遼寧寬甸大西岔一帶硼礦成礦遠景區(qū)開展物化探勘查工作，采用大比例尺激電中梯測量、土壤剖面測量以及可控源音頻大地電磁測深等技術(shù)方法，圈定了1條硼礦(化)蝕變帶，經(jīng)過鉆探驗證，找礦效果較好。結(jié)合地質(zhì)情況，建立了本區(qū)沉積型硼礦資源勘查有效的地-物-化找礦模式：通過大功率激電中梯測量可大致圈定賦礦地層及控礦構(gòu)造，土壤剖面測量對賦礦層進行準確定位，可控源音頻大地電磁測深確定礦(化)體深部情況，最終實施鉆探工程驗證。

1 工作區(qū)地質(zhì)概況

工作區(qū)自下而上出露地層主要為古元古界遼河群里爾峪組(Pt1lr)和高家峪組(Pt1g)，區(qū)內(nèi)地層分布不穩(wěn)定，受后期構(gòu)造作用及混合巖化作用強烈，各組巖石多以殘留體形式出露(圖1)。

圖1 大西岔一帶地質(zhì)簡圖

2 地球物理特征

工作區(qū)內(nèi)出露巖性主要為里爾峪組斜長角閃變粒巖及蛇紋石化大理巖，該區(qū)硼礦(化)體主要賦存于蛇紋石化大理巖層位中。

通過測定工作區(qū)的巖、礦石電性參數(shù)(表1)可知，圍巖與硼礦石之間存在一定的電性差異，控礦層位蛇紋石化大理巖主要表現(xiàn)為相對低阻中極化特征，電阻率多為837 Ω·m，極化率約為1.6%；圍巖變粒巖顯示高阻高極化異常特征，電阻率總體大于5000 Ω·m，極化率變化范圍在2.11%～3.72%之間。該區(qū)典型礦區(qū)硼礦石呈低阻低極化特征，電阻率總體大于600 Ω·m，極化率約為0.91%。控礦地層、硼礦(化)石與圍巖之間存在明顯的電性差異，為開展激電中梯測量及可控源音頻大地電磁測深工作進行間接找礦提供了地球物理前提，為成果解譯的科學(xué)性提供了依據(jù)。

表1 大西岔一帶巖(礦)石電性統(tǒng)計

3 工作方法概述

本次研究工作采取的物化探方法主要有大功率激電測量、可控源音頻大地電磁測深以及土壤剖面測量，物化探工作布置見圖1，測線方位為50°。

大功率激電測量以不同介質(zhì)間的激發(fā)極化效應(yīng)差異為基礎(chǔ)，通過觀測、研究人工激電場的分布規(guī)律解決地質(zhì)問題[11]，該方法具有抗干擾性好、勘探深度大的優(yōu)點。本次工作選取中間梯度裝置進行測量，根據(jù)前期試驗確定工作參數(shù)：延時時間200 ms，采樣寬度20 ms，供電周期16 s，占空比1∶1，供電脈寬±8 s，根據(jù)勘查深度及精度要求，確定本次供電極距AB/2=600 m，接收極距MN=20 m，測量點距為20 m。

可控源音頻大地電磁法簡稱CSAMT法，屬于人工源頻率測深。該方法抗干擾能力強，分辨能力強、勘探深度大，可以對深部地質(zhì)信息進行揭露。本次工作選擇工作頻率為1、1.41、2、2.81、4、5.63、8、11.3、16、22.5、32、45、64、90、128、180、256、360、512、721、1024、1441、2018、2882、4096、5765、8192 Hz，觀測深度超過1000 m，測量點距為20 m。

土壤剖面測量可以直接反映礦化深部信息，結(jié)合地質(zhì)和物探特征可以準確定位成礦有利位置，本次土壤剖面測量點距為20 m。

4 物化探異常分析

4.1 化探異常

本次土壤剖面測量在工作區(qū)內(nèi)圈定了 B-MgO 等元素異常組合，分布于礦化蝕變帶兩側(cè)。測量結(jié)果顯示，所有剖面均出現(xiàn) B-MgO 元素的濃集中心，分布近NW向，與激電低阻低極化異常帶相吻合。推測元素濃集中心均與蛇紋石花大理巖礦化蝕變帶有關(guān)，深部成礦可能性大。

4.2 大功率激電測量

本次激電測量成果見圖2。工作區(qū)視電阻率(ρs)總體變化較為平緩，整體表現(xiàn)南高北低的特征，視電阻率值在205～746 Ω·m之間，視極化率(ηs)整體相對較高，數(shù)值在2.03%～7.65%之間。結(jié)合地質(zhì)及物性推測，該區(qū)高阻高極化特征主要為圍巖里爾峪組變粒巖的反映。中部低阻低極化異常，極化率值在2%～3%之間，視電阻率數(shù)值約為300 Ω·m，異常呈條帶狀展布，方向近似NW向，長度大于1 km。根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合物性參數(shù)，推測該低阻低極化異常為控礦層位蛇紋石化大理巖及硼礦化引起。

圖2 工作區(qū)視電阻率(a)與視極化率(b)平面剖面圖

4.3 可控源音頻大地電磁測深

工作區(qū)106線可控源音頻電磁測深視電阻率二維反演斷面圖見圖3。該斷面以推斷斷層WF1為分界線，斷層上、下盤電性特征：①斷層WF1上盤的高、低阻不穩(wěn)定層，高阻部分與低阻部分對比分明，表現(xiàn)為高阻體被低阻帶切割或隔離的特征，低阻帶的視電阻率值小于50 Ω·m，結(jié)合地質(zhì)資料分析，部分低阻異常與控礦構(gòu)造及蛇紋石化大理巖有關(guān)；②斷層WF1下盤的中高阻穩(wěn)定層，推測該地層巖性相對穩(wěn)定致密，為里爾峪組的綜合反映。

圖3 106線物化探綜合剖面圖

根據(jù)地質(zhì)和物化探結(jié)果，低阻異常帶與化探 B-MgO 元素的濃集中心相吻合，成礦條件良好，推斷礦化體賦存有利部位見圖3，異常整體向NE傾，傾角大于50°，異常底板埋藏深度達250 m。在低阻異常帶附近布設(shè)鉆孔ZK01，在高程10.32～120.34 m處出現(xiàn)4層含硼礦(化)層位，巖性為蛇紋石化大理巖，其中在高程112.45～118.76 m處見硼礦體和硼礦化體，其測深曲線對應(yīng)低阻低極化率異常特征，礦化蝕變越強，電阻率越低。

5 找礦模式的建立

工作區(qū)土壤剖面測量通過 B-MgO 元素濃集中心可以反映硼礦化深部信息，結(jié)合地質(zhì)和物探特征可以準確定位成礦有利位置；大功率激電測量顯示低阻低極化率特征，對硼礦體賦存層位有著明顯的指示作用；可控源音頻大地電磁測深圈定的低阻異常帶，反映了礦(化)體在深部空間的分布形態(tài)，為鉆探驗證提供依據(jù)。

根據(jù)遼東寬甸地區(qū)沉積型硼礦的成礦規(guī)律，綜合物化探異常特征，建立本地區(qū)沉積型硼礦找礦模式。

1)地層：古元古界遼河群里爾峪組為硼礦控礦地層，俗稱含硼巖系，含礦層位巖性主要為蛇紋石化大理巖，圍巖蝕變主要為蛇紋石化、硼礦化。

2)構(gòu)造：已知硼礦床均賦存在構(gòu)造條件為復(fù)背斜和復(fù)向斜發(fā)育地段，硼礦體薄弱潤滑，易于形成復(fù)雜的褶皺及滑移斷層，可作為尋找硼礦的構(gòu)造標志。

3)物化探特征：含硼礦(化)層位及控礦構(gòu)造，激電中梯測量表現(xiàn)為低阻低極化異常特征，礦化越強烈，視電阻率值越低；化探異常以B元素為主，表現(xiàn)為 B-MgO 的濃集中心，部分伴生F元素異常。

6 鉆探工程驗證

依據(jù)以上建立的硼礦地-物-化綜合找礦模型，對工作區(qū)硼礦(化)體進行了圈定，推斷其分布規(guī)模及深度，通過深部鉆探(編號ZK01，位于106線43點附近)工程揭露，在高程10.32～120.34 m處出現(xiàn)4層含硼礦(化)層位，巖性為蛇紋石化大理巖，其中在高程112.45～118.76 m處見硼礦體與硼礦化體，找礦效果較為良好。

7 結(jié)論

通過在遼寧寬甸地區(qū)開展硼礦勘查工作，取得了良好的找礦效果。結(jié)合地質(zhì)情況，建立了本區(qū)沉積型硼礦資源勘查有效的地-物-化找礦模式：通過大功率激電中梯測量可對賦礦地層及控礦構(gòu)造進行大致的圈定；通過土壤剖面測量對硼礦(化)層進行較為準確的定位；通過可控源音頻大地電磁測深確定礦(化)體深部分布及規(guī)模。為鉆探工程提供科學(xué)依據(jù)，提高了尋找隱伏硼礦的效率和準確性，對在本地區(qū)尋找硼礦具有一定的借鑒意義。

致謝：衷心感謝審稿專家提出的寶貴修改意見。