浅谈某矿床在找矿中物探技术的应用效果

摘要：通过实践以及地质资料的综合研究,本文针对时间域瞬变电磁法(TEM)和直流激发极化法(IP)配合,在地形复杂的铅锌矿深部勘查中进行应用从而进行探索与研究。

关键词：地质物探方法铅锌矿

某地区铅锌(银)矿床地质勘查工作多年来处于徘徊不前的局面,主要原因一是旧的找矿思路束缚,二是勘查技术方法手段单一。近年来由于运用地质和地球物理勘查相结合的方法,在地形条件复杂的铅锌矿区,进行深部物探勘查,圈定异常,分析异常与地质构造、控矿因素之间的成生联系,确定矿致异常,进行坑探验证,获得较好的找矿效果,打开了深部找矿前景,使矿床规模达到大型,正向超大型矿床规模发展。

1地质概况

该铅锌矿区域地层有：中元古界(Pt2 kn)浅变质砂板岩、震旦系下统有（Z1c)石英砂岩、震旦系上统灯影组(Z2dn2)白云岩;寒武系(∈)砂泥岩、泥岩夹白云岩;奥陶纪(O)白云岩、灰岩夹砂、泥岩;志留系中统(S2)泥岩夹泥质白云岩;泥盆系(D)白云岩;二叠系下统(P1)灰岩及二叠系上统玄武岩(P2β) 。

矿区处于某NW向巨大的重力梯度带上,显示NW向隐伏深大断裂的存在。1∶20万水系沉积物测量圈定的Pb、Zn、Ag异常面积大、含量高、浓集中心明显、重合性好,总体为NE向异常带。异常群又具有NW向分布的特点,与NW 向隐伏深大断裂吻合，矿区及周边的Pb极大值为522 ×10-6 ,Zn极大值为536×10-6 ,异常有5个浓集中心。

矿区出露地层有：震旦系上统灯影组(Z2dn2)、寒武系(∈)、奥陶系(O)。震旦系上统灯影组(Z2dn)呈NW向分布于矿区的中部,周边为寒武系(∈)、奥陶系(O)。矿区总体为NW向破背斜构造,发育一组NW向高角度张性断裂,其次为一些次一级的NW、SN向褶皱和断裂(图1) 。

矿区主要矿体Ⅱ2、Ⅰ2、Ⅳ分别赋存于F2正断层及F1、F6 逆断层破碎带中。F2出露于矿区西侧,呈310°～340°方向展布,延伸长度大于2460m。断面总体倾向220°～250°,地表局部地段东倾或直立,倾角60°～85°,平面轨迹呈舒缓波状。断距700～800m,破碎带宽10～30m,最宽处达50余米。破碎带主要由白云质角砾岩、碎裂岩组成。F2 构造岩中黄铁矿化、白云石化、硅化、重晶石化等蚀变发育。F1、F6 分布于矿区东侧,为次要含矿断层。

矿石金属矿物有闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿及其氧化矿物,脉石矿物有白云石、方解石、重晶石、石英等,矿石类型有氧化矿石、混合矿石和硫化矿石。矿石结构有他形- 半自形粒状、嵌晶、溶蚀交

代结构;构造有块状、斑块状、细网脉状、浸染状。围岩蚀变有硅化、重晶石化、碳酸盐化等。其成因为以断裂构造控制的热液充填交代型铅锌(银)矿床。

O2 - 3―中上奥陶统; O1―下奥陶统; ∈3―上寒武统; ∈2―中寒武统; ∈1―下寒武统; Z2dn2―上震旦统灯影组上段; 1―逆断

层及破碎带; 2―正断层; 3―向斜; 4―背斜; 5―矿体及编号;6―勘探线及编号

2矿区岩(矿)石电性特征

用小四极法测定矿区各类岩(矿)石的物性参数,其结果如表1。从表中可知,矿体主要围岩Z2 dn2 白云岩和∈、O砂岩、泥岩、白云岩均具中―高阻(电阻率为98～31171Ω・m) 、中―低极化(极化率1%～20% )的特征;氧化铅锌矿石为中―偏低阻(电阻率362Ω・m) 、低极化(极化率1. 03% )的特征;硫化铅锌矿石、含铅锌黄铁矿石为低阻(电阻率34～47Ω・m) 、高极化(极化率59.88% ～69.95% )的特征; F2 黑色断层泥、泥岩则为低阻(电阻率19Ω・m) 、低极化(极化率6.27% )的特征。从电性特征分析, F2 断层泥(瞬变异常)为干扰体(异常) ,但含铅锌黄铁矿与硫化铅锌矿相互共生, F2 断层带为铅锌矿体赋矿部位,两者产生的物理异常对物探找矿具有重要的指导意义 。由此可见,该区具备激电(未考虑深度)、瞬变的找矿前提。

3工作技术方法

3. 1仪器设备

瞬变仪器: 使用加拿大进口的GEON IS PRO2TEM EM瞬变系统,发射机型号为EM47、EM57 -MK2,数字接收机为PROTEM,接收天线为3D―3三分量接收天线、3D - 1单分量高频接收天线。整套仪器数据采集自动记录、自动存储,具有浅、中、深三种不同的探测深度,具有抗干扰能力强,分辨率高的性能,可同时完成剖面测量与测深工作,测量时间、断电延时误差< 0.1μs,测量电位差误差< 0.1μv。激电仪器:WDJS―1数字激电接收机、WDFZ―2型大功率智能发射机、日本生产的EG6700三菱发电

机、供电导线、供电电极、不极化电极。测地仪器:测地工作使用GTS―311S全站仪。

3. 2工作方法

矿区地层构造及矿体总体走向为323°,物探测线垂直于矿体走向,布设基线方向为323°,测线方向为53°。瞬变网度50m ×50m,激电网度50m ×25m。采用比例尺为1∶1万。

瞬变:经过试验,确定瞬变面积性工作采用供电电压48V,发送频率25Hz,供电导线截面积2.5mm2 ,发送边框100m ×100m。同步方式:石英钟同步,导线同步试验。

激电:进行三台接收机一致性测定,由于该区地形条件特殊,主矿体埋深大,作了供电极距AB =1500m、AB = 2000m试验,结合区内特殊的地形、地电条件,扫面工作采用AB = 1500m的供电极距、MN测量极采用50m。

4地球物理异常特征及异常源分析

4. 1激电异常

激电异常(Ⅰ)主要分布于北部一带(9～37线之间) F2 断裂以东,平行于F2 断裂带呈长椭圆形展布(图2) ,长800m,宽25～300m,异常幅值

9.18%～14.9%。异常所处位置为F2 断裂旁侧含矿次级断层、裂隙发育地段,结合异常区的地质构造。

1―极化率等值线及数值; 2―测线号及测量位置; 3―极化率>11%; 4―极化率10%～11%; 5―极化率< 10%; 6―异常编号特征和等值线的走向,把异常区内29线一带局部高值点( 12. 5% ～13. 8% )连接为大致平行的五条异常段( Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4、Ⅰ5 ) 。整个异常为与F2 断层平行的含铅锌黄铁矿脉引起,铅锌矿属高极化体,异常高值区与已知矿体吻合较好,异常为矿致异常。该异常梯度变化小,范围大,引起高值异常的极化体(铅锌矿体或含铅锌黄铁矿体)有较大的埋深和下延深度,是寻找铅锌矿体的有利部位。激电异常在1线附近氧化矿体上方不明显,只

显示了一部分低缓异常,其原因是该区的氧化矿石属低极化体,不能产生极化场,唯混合矿石产生部分低缓异常。

其次于1线南的地区以北的包包上向斜核部,出现一小异常( Ⅱ1 ) ,呈长条形展布于1～8线之间,长约160m,宽约50m,极大值为11.88% ,推测异常为∈1q与Z2dn2c接触部位铅锌矿化体或小透镜状铅锌矿体引起。

4. 2瞬变异常

瞬变异常是综合TEM响应剖面曲线图、视电阻率拟断面图和不同高程电阻率平面图而成的。总体圈出2个低阻异常带4个异常段。2个低阻异常带分别是F2 断层带低阻异常带( Ⅲ异常带)和F1 断层及其以东低阻异常带( Ⅳ异常带) ,见图3。4个异常段是根据2个异常带的异常空间形态、结合地质构造特征,分别把2个低阻异常带各划分成2个异常段,成为4个异常段。即Ⅲ异常带上的12～11线Ⅲ1 号异常段、17～41线Ⅲ2 号异常段, Ⅳ异常带上的4～1线Ⅳ1 号异常段、21～41线Ⅳ2号异常段。

1―视电组率(ρs )等值线及数值; 2―测线号及测点位置; 3―低阻带(ρs < 380Ω・m) ; 4―中阻带(ρs = 380 ～550Ω・m) ; 5―高阻带(ρs > 550Ω・m) ; 6―异常编号Ⅲ1 号异常段内3 个相对低阻异常点( Ⅲ1 - 1、Ⅲ1 - 2、Ⅲ1 - 3 ) :其中1～9线异常点( Ⅲ1 - 2 )位于F2、F3 两断层交汇部位,低阻异常值为280Ω・m; 1线附近响应剖面曲线前期道平缓,中、晚道明显向上凸起,相对围岩具明显的低阻异常,电阻率拟断面图异常曲线反应低阻异常比较宽、且陡倾下延,从1700m标高平面图上电阻率异常值为280Ω・m,异常沿F2、F3 断层夹持带呈长椭圆形或透镜状展布,有2个低阻异常。不同高程电阻率平面图反映异常垂向呈柱状延至1360m标高以下(图4) ,说明含矿破碎带比较宽、且陡倾下延深度较大,矿体有向下延伸的可能。8线( Ⅲ1 - 1 )异常值340Ω. m,异常幅值和下延深度小于已知矿体异常幅值和下延深度,浅部是寻找氧化铅锌矿体的有利部位,中部也不能排除有找到硫化矿体的希望。

Ⅲ2 号异常段17 ～41 线,异常连接成片,响应剖面线从早期道至晚期道幅值高、宽度大,平面上异常沿F2 断层呈不规则长条形展布,向北异常未封闭,沿F2 断层延伸,北东侧与Ⅳ2 号异常段在F1、F2断层交汇点附近相连(图3 ) ,垂向上异常下延至1360m以下。电阻率异常值为140～280Ω. m,异常。

1―断层及编号; 2―矿体及编号; 3―坑道及编号; 4―视电阻率等值

线及数值; 5―极化率曲线;其他图例同图1宽50～200m,即低阻异常明显、规模大。说明低阻体(含矿破碎带)宽度大、延深大,是寻找较大规模铅锌矿体的有利地段。29线出现一近于垂直F2 断层的向西延伸出勘查区的低阻异常,推测有次级断层存在。

Ⅳ1号异常段主要是F1 断层和选厂厂部以及输水管引起的异常的综合反应,目前无法区分地质体异常和干扰异常,对指导找矿暂无实际意义。

Ⅳ2 号异常段,平面上呈不规则条形展布,异常与F2 断层异常相连,北、西两边均未封闭,垂向上异常柱状下延至1100m 标高。异常低阻值为140 ～280Ω・m,异常显示明显、规模大。响应剖面曲线从早期道至晚期道低阻幅值高、宽度大,证明该地段有大规模低阻体存在,该地段地质工作程度低,构造不尽清楚,可作为找矿远景区。

5异常验证效果

根据物探工作圈定的异常,对F2 断层Ⅲ异常带进行坑道验证,结果均见到了厚大矿体。1线PD20在1721m标高矿体厚68. 32m,品位Pb 9. 76% , Zn12. 92%; PD48在1553m标高矿体厚10. 67m,品位Pb 1. 87% , Zn 9. 86% (图4) ; 9线PD49在1610m标高矿体厚7. 24m,品位Pb 1. 69%, Zn 12. 35%; 13线PD39CD1在1721m 标高矿体厚5. 79m, 品位Pb1. 81% , Zn 19. 57%; 29线PD5在1753m标高矿体厚10. 69m, 品位Pb 1. 36% , Zn 11. 79%; 29 线PD2904 在1610m 标高矿体厚12. 78m, 品位Pb2. 76% , Zn 10. 82%。尚有其他见矿工程,此不一一列举。通过4～33线长900m间的坑道验证,控制矿体斜深100～400m,矿床规模已经突破大型,获得了很好的找矿效果。

6 结论

综上所述,地球物理探测技术与矿床地质研究紧密结合,不仅为隐伏矿和深部矿的探测定位提供了有效的技术手段,而且缩短了探矿周期,提高了找矿成功率,降低了探矿成本和探矿风险,对资源快速评价有重要意义,应用前景十分广阔。

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