大功率激电和EH4在层控铅锌矿床勘查中的综合应用

[摘要]当今社会对于资源的需求越来越强烈，所以人们越来越重视危机矿山的找矿工作，因此深部找矿是我们必须面对的课题。而对于深部找矿，单一的地球物理方法不能有效的达到目的，所以结合两种或两种以上的方法进行勘探是必要的，特别是对于层控矿床。自然界中有一类层控矿床，激电法在极化率上可以反映异常，而电磁法测深技术在深度方向上可找到层控矿床的岩层，所以两者的结合是互补的，实际研究中验证了这一点。

[关键字]激电 极化率 EH4 层控矿床

[中图分类号] P631.3+2 [文献码] A [文章编号] 1000-405X（2013）-4-121-2

0 引言

云南金顶铅锌矿是近些年来我国发现的超大型铅锌矿床，该铅锌矿床是一个典型的以沉积岩为容矿岩石的层控矿床。

据已经发现的出露矿石显示，此矿区有砂岩型和灰岩型两种矿体。其灰岩型矿区异常在激电上表现为高阻高极化，容矿岩石为三叠系石钟山组白云质灰岩。工区位于灰岩型区域，地表铅锌品味较低。但由于铅、锌易于风化流失，地表贫化现象普遍，往深部有变富的趋势，所以进行了此次勘查研究工作。

1 工区地质概况

1.1 构造及控矿因素

矿区大地构造位置处于三江褶皱系（一级构造单元）之维西褶皱带（二级构造单元）内。三江褶皱系分为三个Ⅱ级构造单元（中甸褶皱带、石鼓褶皱带、维西褶皱带）和六个Ⅲ级构造单元（中甸褶断束、石鼓褶断束、巨甸褶断束、维西褶断束、兰坪思茅坳陷、澜沧江褶断束）。本测区位于两个深断裂所夹持的维西褶断束南段与兰坪思茅中生代坳陷带北段的接驳位置。

工区内的地质构造主要为北北西向和南北向，少量是北北东向和东西向。他们属于维西褶断束和兰坪思茅坳陷，而维西褶断束为北北西向，兰坪思茅坳陷为南北向和北北东向。北北西向断裂规模较大，形成时期早，活动期较长，控制着区内的热液型铅锌矿、汞矿和铜矿的分布；近东西向断裂继承了基底纬向构造，反映在中、新生代地层上形成较晚，截断北北西向和北北东向断裂。

1.2 地层

矿区内分布地层有三叠系上统攀天阁组（T3p）、石钟山组（T3s）及上第三系上新统（N2）。现由老至新分述如下：

1.2.1 三叠系上统攀天阁组（T3p）

为一套火山岩系，由两个喷发旋回组成，组成两个旋回的岩性基本相同，不同点是在上旋回内有少量英安流纹斑岩。下旋回为紫红色、灰绿、黄绿色流纹斑岩流纹质凝灰熔岩、流纹质熔结凝灰岩—灰绿、黄绿色流纹质凝灰岩；上旋回为紫红色、灰绿、黄绿色流纹斑岩夹少量英安流纹斑岩流纹质凝灰熔岩流纹质凝灰岩夹流纹质角砾凝灰岩。

1.2.2 三叠系上统石钟山组（T3s）

根据岩性组合，可将该组地层划分为三段：

石钟山组下段（T3s1）：由流纹质凝灰含砾砂岩、流纹质凝灰砂岩组成。石钟山组中段（T3s2）：铅锌矿主要赋存于该段地层中。根据其岩性特征可分为两个岩性层。上部岩性层（T3s2-2）为灰色含白云质—白云质灰岩及角砾状含白云质—白云质灰岩，局部夹薄层灰岩、泥岩、钙质板岩。顶部有时有泥岩、含炭泥岩和钙质泥岩及灰岩。下部岩性层（T3s2-1）为含白云质—白云质灰岩（部分呈角砾状）、灰岩和黑灰色含炭灰岩、含炭页岩组成。石钟山组上段（T3s3）：属浅海相沉积。根据其岩性特征可分为三个岩性层。上部岩性层（T3s3-3）为灰色薄至中厚层状灰岩、泥质灰岩夹页岩、泥岩及浅灰色薄层状含白云质灰岩组成。厚度约70米。中部岩性层（T3s3-2）为灰、黑灰色薄至中层状含生物碎屑—生物碎屑灰岩夹少量紫红色、黄色页岩、泥岩。

1.2.3 第三系上新统剑川组（N2j）

剑川组上段（N2j2）为褐黄、浅紫色砾岩夹紫红色、浅灰绿色流纹凝灰质粉砂岩、流纹凝灰质含砾细砂岩。

剑川组下段（N2j1）为褐黄色块状流纹质砂砾岩至砾岩，顶部及层中夹流纹质砂岩，底部夹黄绿色流纹质泥岩。。

上新统三营组（N2s）分布在矿区西侧，地貌上形成一系列北北西向串珠状盆地。上部为紫红色砂砾岩夹泥质粉砂岩；下部为褐黄色细砂岩、灰色泥质粉砂岩、灰黑色粘土夹煤线。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆活动在维西褶断束及其以东地区较为强烈。岩浆岩主要是印支期的酸性熔岩和喜山期的酸入岩，以喜山期为主。岩浆活动为该区成矿提供了矿质和热源条件。印支期岩浆岩主要是流纹岩和英安岩，岩石化学特征为高钾系列的钙碱性喷溢熔岩。

喜山期岩浆岩主要是正长岩、正长斑岩、碱性长石花岗斑岩。岩石普遍具绿泥石化、泥化，局部具绢云母化。

2 地球物理工作思路

根据该区地质、构造及矿床类型等特点，我们选择用大功率激电进行剖面测量，因为激电法是寻找浸染状金属矿床最好的电法勘探方法，但是其矿石电阻率却跟围岩差别不大，而且可能有炭质层，极化率异常就是假异常。在此基础上我们利用EH4电磁测深技术在极化率异常区域对地下岩层进行地质层位垂向分层，推测三叠系上统（T3s）灰岩与（T3p）流纹斑岩地层的接触面，为地质找矿或工程验证提供物探依据。

3 成果解释与地质钻探验证

3.1 成果解释

3.1.1 激电成果解释

该地区的矿异常是层控热液型浸染状的硫化铅锌矿，赋存于三叠系上统石钟山组灰岩中，地表出露的矿石氧化较严重，地下隐伏矿异常硅化较大，所以表现出高阻中极化的异常特征。但是此异常并不能立即判断是三叠系上统石钟山组灰岩，也就是含矿层，因为第三系上新统剑川组砾岩的电阻率也很高，很可能是剑川组砾岩引起了高阻异常。而是否可以由图3-1中的极化率等值线图简单的判断哪里有矿化异常呢？答案是否定的，因为根据地层出露的情况，第三系上新统剑川组砾岩中也有黄铁矿化的情况。但是我们仍然可以将图3-1中的极化率等值线图的极化异常初步认为是矿异常，在此基础上我们接下来再继续用EH4电磁测深技术对激电异常区域进行地球物理勘探工作，借助已经出露的岩、矿石的电性特征，结合地质钻孔，对地下岩层进行划分，以期找到此铅锌矿层控矿床的含矿岩层。

3.1.2 EH4电磁测深成果解释

本次电磁法的主要任务是进行地质层位垂向分层，推测三叠系上统（T3s）灰岩与（T3p）流纹斑岩地层的接触面并划分地层界线。由此就知道了赋存矿岩层三叠系上统石钟山组灰岩的地下垂向位置了。通过本次物探工作圈定了铅锌矿矿异常的区域，推测了第三系上新统剑川组（N2j）砾岩、三叠系上统石钟山组（T3s）灰岩与攀天阁组（T3p）流纹斑岩的接触界线以及断层F1在地表以下的展布。

根据岩石电性参数分析，攀天阁组（T3p）流纹斑岩电阻率较低，第三系上新统剑川组（N2j）砾岩、三叠系上统石钟山组（T3s）灰岩电阻率值较高；砾岩、灰岩电阻率值是攀天阁组（T3p）流纹斑岩的6-7倍以上。从EH4剖面反演结果看，攀天阁组（T3p）流纹斑岩反映的视电阻率值低于700Ω.m；三叠系上统石钟山组（T3s）灰岩视电阻率值高于700Ω.m；第三系上新统剑川组（N2j）砾岩由于受风化程度影响，电性差异变化大。

从本次物探工作EH4反演成像的20、24、28号线来看，各地层垂向分布的情况如下：

（1）第三系上新统剑川组（N2j）：物探反演视电阻率值一般100-1000Ω.m，分布高程为2850米—3320米，平均厚度约270余米，且由西南向东北逐渐增厚；

（2）三叠系上统石钟山组（T3s）：物探反演视电阻率值高于700Ω.m，分布高程为2525米—3145米，平均厚度约300余米，且由西南向东北逐渐变薄；

（3）三叠系上统攀天阁组（T3p）：物探反演视电阻率值低于700Ω.m，主要分布高程约2790米以下，厚度大于400米。

在地层划分过程中，读者看到20、24、28号线中的地层划分线可能有些疑问，例如20号线中点20202至点20205的地层线划分按图上看是错误的，但是我们是参考实际钻孔的情况划分的。这从侧面也说明了电磁数据处理的不确定性。24、28号线中的情况也是如此。

另外，根据断面分析，F1断层附近有明显的电性梯度变化，其下延情况在24号剖面反映倾向小号点方向（即南西向），倾角45°；在28号剖面反映倾向小号点方向（即南西向），倾角约60°。断层两侧有明显的电性层位变化：在剖面小号点方向（即南西向）电性层相对抬高，小号点方向（即北东向）电性层相对降低，垂向差约20-30米。

综合以上情况，推测F1断层剖面上倾向南西，倾角45°-60°；F1断层两侧地层有升降变化，断层以北各地层相对降低20-30米；F1断层兼具一定的逆断层性质。

3.2 地质钻探验证

经过地质钻孔勘探，在24号线的ZK2401和28号线的ZK2801均发现有含矿岩石，品味较地表要好。而20号线的ZK2001未见含矿岩石。这些与物探成果基本吻合，说明此次地球物理工作研究较成功。

4 结论

（1）激电法是找寻浸染型硫化金属矿的主要有效的方法。经常会遇到浸染状硫化矿体的电阻率与围岩电阻率差异较小，所以对于这类矿异常只好从极化率上判断。矿体中电子导体（或离子导体）越多，极化率就越大，而且极化矿体的成分、结构深深的影响着衰减特征等参数。在实际工作中，常常会碰到石墨化与炭质岩石，他们严重混淆了激电异常，使我们的判断出现偏差。

（2）EH4电磁成像系统在地质剖面电磁测深上效果很好。它能够根据电阻率的差异比较准确的划分地层，找出地质断层，为圈定矿异常工作提供高效、准确的依据。尤其是对于这种层控矿床的勘查而言。

参考文献

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