矿区电法测量

如题所述

阳山矿区于2002~2004年在葛条湾—张家山一带开展了激电中梯测量、激电联合剖面测量和激电测深等物探工作,2001年在安坝矿段3线、5线和29线进行EH-4电阻率剖面测量;2008年在泥山矿段东端开展激电中梯测量,在507脉开展电测深工作,在508脉开展高密度电阻率测量工作。共圈定低阻高极化带4条,极化率异常46处,推断断裂破碎带7条,视电阻率低阻异常8处,从而为找矿勘查提供了依据。

10.2.1 矿区岩(矿)石电性特征

工作中先后对安坝矿段观音坝PD113坑道、泥山PD507坑道,激电中梯、激电联剖测区以及岩矿露头电参数进行了测定,共测定岩矿露头电性参数605个点,其岩(矿)石电性特征结果见表10.3。

1)矿区各类岩(矿)石极化率依黄铁矿化含碳质千枚岩、含碳质千枚岩→黄铁矿化硅化灰岩→其他岩性顺序递减。其中PD13和PD507坑道中的黄铁矿化含碳质千枚岩、地表的含碳质千枚岩的极化率极大值可达9.0%和10.5%,几何平均值为6%和4.6%,是一般岩石极化率的5倍以上,具有明显的激电效应差异,可见碳质千枚岩是引起矿区激电异常的主要因素。

表10.3 矿区岩(矿)石电性特征表

2)由于矿脉中黄铁矿含量较低(一般小于1%),且多呈细粒—微细粒状浸染状,所以除碳质千枚岩外,其他黄铁矿化岩(矿)石的极化率一般都不高。但通过对黄铁矿化碳质千枚岩的极化率(6%)与碳质千枚岩(4.5%)、黄铁矿化硅化灰岩(1.4%)与硅化灰岩(0.8%)、黄铁矿化石英岩(0.8%)与石英岩(0.3%)进行比较可以看出,黄铁矿化岩石的极化率明显高于同类岩石,可见黄铁矿化蚀变是引起激电异常的次要因素。

3)矿区各类岩(矿)石视电阻率依石英岩(脉)、斜长花岗斑岩→灰岩→砂岩、砾岩→千枚岩→含碳质千枚岩顺序递减。即高阻视电阻率异常应主要为石英岩、脉岩或灰岩引起,而低阻视电阻率异常则主要为含碳质千枚岩、千枚岩引起。黄铁矿化蚀变对矿区岩石视电阻率影响较小。

4)地表岩(矿)石电性参数有时不能代表深部场源的电性特征。例如,同是含碳质千枚岩,坑道内测定的极化率值要略高于地表测定值。所以异常解释时应尽可能利用深部岩性电参数。

总之,在阳山矿区碳质千枚岩是影响岩(矿)石电学性质的主要因素,其次为黄铁矿化蚀变,但由于碳质千枚岩易破碎,所以通常在碳质千枚岩发育部位容易形成断裂破碎带,进而有利于形成矿化体,所以矿体常产于低阻、高极化的部位。另外,在同种岩石出露区,由于黄铁矿化部位相对为低阻、高极化,这也为进一步的勘查提供了依据。

10.2.2 激电测量

2002~2004年以及2008年先后对矿区各矿段进行了激电测量。测线按基线方位85°,测线方位355°布置,网度为线距100m,点距40m。

10.2.2.1 高楼山-张家山矿段

(1)激电中梯异常测量

2002~2003年,武警黄金第五支队对葛条湾-张家山矿段开展了1:1万激电中梯测量,实测面积45km2。以3.0%极化率为下限共圈定15处异常

武警黄金第五支队,甘肃省文县阳山金矿带物探工作报告,2003。。其中阳山矿段3处(图10.11)。可见阳山矿段ηs-9号异常与13脉较为吻合,该异常区内出露的地层为灰黑色碎裂岩化千枚岩夹硅质岩、深灰色灰岩,斜长花岗斑岩脉呈雁行排列分布于异常边部。该异常长1 500m,最宽处约250m,呈串珠状展布,中间间断,推断导致异常的含金属硫化物地质体不连续,异常极大值为5.16%。ηS-7和ηS-8号异常推断为隐伏矿所引起,异常特征见表10.4。

图10.11 阳山矿段视极化率异常略图

(据郑振云,2004)

Q4—第四系;Cg—砾岩;Lsh—灰岩;Fz△(Lsb+Ph)—破碎蚀变灰岩夹千枚岩;γπ—斜长花岗斑岩脉。1—断层及其编号;2—矿脉及其编号;3—坑道及其编号;4—视极化率异常区及其编号(单位:%);5—剖面线及其编号;6—电测深点及其编号

表10.4 阳山金矿带观音坝矿段激电中梯异常特征

由于张家山矿段地层中碳质及金属硫化物含量较高,为了便于分析,以8.0%极化率为下限,共圈定6个极化率异常,编号为ηs-10,ηs-11,ηs-12,ηs-13,ηs-14,ηs-15。该6处异常在整个测区内极化率值最高,异常面积最大,高值点最多,且呈带状分布,但长度相对较小,可能反映了该区段地质体金属硫化物含量较高,有必要进一步开展工作。

高家山一冯家塄坎一带碳质及金属硫化物含量也较高,故以6.0%极化率为下限圈定异常。共圈定6处异常,编号为ηs-1,ηs-2,ηs-3,ηs-4,ηs-5,ηs-6。该6处异常形成一条带,方向近EW,宽度较大。由于该区构造发育,岩浆岩脉较多,金属硫化物含量也较多,应为本区下一步的工作重点。

(2)激电联合剖面测量

在ηs-9号异常区进行激电联合剖面测量,垂直异常长轴方向布设了76线、80线、84线3条剖面,76线与80线距离400m,80线与84线距离350m,点距20m(图10.11),极距:AO为110m,m N为20m。图10.12中激电联合剖面测量显示,视极化率曲线在166/76和168/80点附近反交点明显,反映存在含金属硫化物地质体,东部170/84点附近反交点渐弱,推断该地质体尖灭,西部未做工作。

在该异常80线进行了复合极距激电联合剖面测量,极距分别为AO为110m,MN为20m和AO为190m,MN为20m,点距为20m。图10.13a中极距极化率反交点在165/80点附近,图10.13b中在172/80点附近,反交点向北移动70m,推断该含金属硫化物地质体向N倾,倾角较缓。

(3)激电测深测量

在ηs-9号异常80线上布置电测深点5个,编号为154,164,174,184,194,间距100m,AB/2为800m,放线方向与矿脉方向一致(图10.11)。高极化中心主要位于AB/2为25~300m之间(图10.14),深部较差,局部金属硫化物较多,矿化较强。推断含金属硫化物地质体总体向N倾,延深中等。

图10.12 阳山金矿带观音坝矿段激电联合剖面图

图10.13 阳山矿段80线复合极距激电联合剖面图

1—中厚层灰岩;2—蚀变灰岩夹千枚岩;3—斜长花岗斑岩脉;4—金矿脉及其编号

图10.14 阳山矿段80线激电测深剖面图(单位:ηs/%)

1—中厚层灰岩;2—蚀变灰岩夹千枚岩;3—金矿脉及其编号

为验证激电异常部位矿化情况,2003年在ηS-9号异常(13脉)北50m和150m处,从北向南施工PD13和PD1301坑道,坑口间距300m(图10.11)。PD13坑道内见到工业矿体,矿化为蚀变斜长花岗岩型和蚀变硅化灰岩型,产状5°∠57°,厚0.84~10.00m,品位为1.0×10-6~12.4×10-6,最高达12.4×10-6,局部可见明金。矿石含金属硫化物矿物较多,局部呈团块状。

PD1301坑道见到金矿化体,金含量较低,金属硫化物矿物较少。坑道验证结果与推断一致。在阳山金矿带使用物探激发极化法可以寻找断裂、含金属硫化物地质体,间接找金效果明显。对该区的其他极化率异常区可进行进一步的找矿验证工作。

10.2.2.2 葛条湾-安坝矿段

(1)激电中梯测量

2004年武警黄金第十二支队委托四川省冶金地质勘查局六〇五地质大队在葛条湾、寺陡坪—高家山北侧开展激电测量工作

四川省冶金地质勘查局六〇五大队,甘肃省文县阳山金矿带2004年物探工作报告,2004。。按100m×40m间距共完成1:1万激电中梯测量14.7km2,按200m×20m间距完成1:2万激电联剖测量33.7km2。基线方位85°,测线方位355°。圈定中梯视极化率异常16个,其中值得进一步工作的8个(表10.5),圈定高阻视电阻率异常8个。

测区高阻视电阻率异常主要由灰岩、硅质岩(石英岩)、砂岩以及埋藏较浅或已出露的千枚岩引起。斜长花岗斑岩脉虽然视电阻率较高,但由于其规模较小,在当前的工作网度下难以形成独立的异常。测区低电阻率异常多出现在厚度较大的第四系残坡积层中,只有少量的低阻异常反映了黄铁矿化碳质千枚岩破碎带。同样,测区内大部分视极化率异常也是由碳质千枚岩和蚀变千枚岩引起,只有少数异常与黄铁矿化碳质千枚岩破碎带有关。结合地质调查,部分处于有利成矿地段的规模不大、强度高—中等的异常具有一定的找矿价值。在已圈定的16个视极化率异常中,值得进一步工作的有8个,分别为ηs-8,ηs-6,ηs-1,ηs-9及ηs-3,ηs-4,ηs-12,ηs-14。

表10.5 葛条湾-安坝矿段视极化率异常一览表

(2)激电联合剖面测量

激电联合剖面测区布置在2003年圈定的ηs-02,ηs-04及2004年圈定的ηs-13,ηs-15激电中梯异常区,目的是查明测区内断裂破碎带、极化地质体的走向及倾向。在联合剖面测区内的64线和88线上各作了15个点的激电测深测量,共完成15条测线,总长度为33.74km,控制面积为2.74km2,主要取得以下认识:

1)推断出断裂破碎带7条:断裂破碎带的推断,主要是依据破碎带具低电阻率的电性特征,同时兼顾视极化率异常分布情况。根据联合剖面资料,共推断出7条破碎带(图10.15)。

图10.15 安坝矿段后村一带激电联合剖面测量综合平面图

图中虚线及数字代表推测断裂破碎带及其编号

2)确定了极化地质体的产状:①ηs-02异常极化地质体,经对中梯资料和64线联合剖面、测深成果的解释推断后认为,ηs-02异常极化地质体由3个小极化体组成,无明显走向。3个小极化体向N陡倾或近于直立,下延深度有限;②ηs-04异常极化地质体,由4个小极化体组成。极化体走向80°~85°,倾向N,倾角40°~550,上顶埋深分别是45m,90m,45m及150m,除2号极化体无限延深外,其余延深有限。

为了解后村一带蚀变破碎带在深部的含矿性,结合地表工程见矿情况,2008年度在后村施工钻孔ZK1792和ZK1798,两个钻孔均见矿。钻孔见3条矿(化)脉,其中以370脉为主,真厚度1.73m,平均品位为2.47×10-6,单样最高品位为4.86×10-6。矿脉产出位置与物探圈定的3号破碎带和5号破碎带(图10.15)基本对应。

10.2.2.3 泥山矿段

为了解泥山矿段东端501~507脉和508脉的规模及产状特征,同时了解311脉群在葛条湾北侧的延伸情况,2008年在泥山—葛条湾一带开展了激电中梯测量、激电测深和高密度电阻率测量工作

武警黄金第十二支队,甘肃省文县阳山矿带泥山-葛条湾矿段物探报告,2008。。高密度电阻率法测量300个点,激电测深点20个。

(1)激电中梯测量

2008年在泥山—葛条湾一带共完成1:1万激电中梯测量20km2(网度为100m×40m),通过物探测量工作,圈定低阻高极化带3条,极化率异常15处,其中甲类2处、乙类3处、丙类10处(表10.6)。总体而言,异常分布严格受构造破碎带及含碳地层控制。高极化率异常主要由碳质千枚岩以及含金属硫化物较多的地质体引起,金矿脉产于高极化率异常内。极化率异常往往与低阻带中的相对高阻区吻合,单一的高阻但无极化率异常是由局部硅化较强的岩性引起的。

表10.6 泥山矿段视极化率异常一览表

(2)高密度电阻率测量

2008年采用60道温纳装置在泥山矿段508脉开展高密度电阻率剖面测量,从西至东(图10.16中从左至右)共布置5条剖面,依次为测线1,2,3,4,5,测线方位为355°。每个剖面测量2次,点距为10m,共完成测量点300个,并利用2DRES二维高密度电法反演软件对数据进行处理,反演结果如图10.16所示。

图10.16 泥山矿段508脉视电阻率二维拟断联合剖面图

(从左至右依次为剖面1~5)

从图10.16中可见,在联合剖面的中南部有一连续性较好的低阻异常,在剖面1~5中分别出现于260~300m,280~310m,220~240m,200~230m和190~220m处,该异常带向南陡倾,宽20~50m,向下未封闭,解释为一构造破碎带,由黄铁矿化碎裂岩化碳质千枚岩引起。该断裂带南侧(剖面1中160~240m处),还有一个规模较小的低阻异常,其连续性较差,推测为一次级(或分支)构造破碎带。

在剖面中部,存在一高阻异常,分别位于剖面1~5的300~450m,310~460m,240~480m,230~420m和220~420m处,该高阻异常规模、形态较为稳定,推测由灰岩、石英砂岩等高阻地质体引起。该高阻地质体浅部的低阻区可能由地表残坡积物引起。

在剖面北部存在一强度较弱但连续性较好的低阻异常,分别位于剖面1~5的455~470m,460~480m,420~440m,420~480m和420~460m处。该异常产状陡,S倾,并且向深部倾角有变缓趋势,并且异常区切割了矿区中部的高阻地质体。所以该异常应为另一条构造破碎带,该构造破碎带切断了矿区中部的灰岩或石英砂岩,并在深部有与南部破碎带交汇的趋势。在该异常北部还存在一些小规模的异常,可能为N倾的次级构造破碎带,因反演深度较浅,其地质意义有待进一步查明。

总之,在泥山矿段,沿508脉发育有两条陡立、S倾、近平行的构造破碎带,且两者在深部有交汇的趋势。

(3)激电测深

为了更加详细地了解高密度电阻率异常的深部地质状况,2008年又对泥山矿段508脉开展了激电测深工作。测量工作沿图10.16的剖面3展开,起点为剖面3的110m处,终点为490m处,共完成测量点20个(图10.17)。

图10.17 激电测深视极化率拟断面图

(图中红色区为低激化率区;绿色区为高激化率区)

该拟断面图横坐标为测线,纵坐标为高程,每一测点从地面起算高程。可见,在剖面230~250m处存在一陡立S倾的高激化区带,与高密度电阻率异常带吻合,显示该处的断裂带为一低阻、高激化的异常带;在剖面420~450m处下部也存在一串珠状高激化区带,也显示出北部的构造破碎带。并且在深部两异常带汇合形成一连续的高激化异常,也显示两断裂在深部可能交汇。

10.2.3 安坝矿段EH-4测量

为了解阳山金矿带主要构造带的立体格架特征及破碎蚀变带在走向和倾向上的延伸情况,武警黄金第十二支队于2001年委托武警黄金地质研究所在阳山矿区安坝矿段开展物探EH-4电阻率测量

武警黄金地质研究所,甘肃省文县阳山金矿区EH-4电阻率测量试验工作报告,2001。。

Stratagem EH-4电磁系统是通过同时测量天然场源和人工场源激发的电场和磁场来计算电阻率,测量深度与不同频带相对应。频率较高的数据反映浅部地质特征频率,较低则反映较深地层的信息。该系统能在各种地形上测量获得电阻率二维断面。

2001年首先在安坝矿段沿3线、5线、29线进行了测量,按点距20m、极距40m共观测剖面3条,剖面总长度4 640m,观测物理点232个。其中3线观测2 000m,100个物理点;5线观测1 200m,60个物理点;29线观测1 440m,72个物理点。

由于测区内地势起伏较大,测线最大高差达500m,而EH-4方法本身并没有地形改正的方法、软件。于爱军等(2002)通过研究EH-4方法测量电阻率的数据结构,对数据结果文件进行了地形改正,以尽量使根据测量结果解释推断的成果接近客观真实的地质情况。方法是将实测的高程数据换算到Z文件中,重新绘制二维断面图,然后将地形剖面绘制到二维断面图上,并将地形剖面之上的插值数据除去。通过地形改正,有效地解决了高差大给成果解释带来的不利影响。

从29线电阻率断面图(图10.18)可以看出,矿区岩石电阻率差别较大,一般灰岩及硅质岩电阻率较高(视电阻率>300 Ω·m),而千枚岩及构造破碎蚀变带电阻率较低(视电阻率<200~300 Ω·m)。受金属矿物的充填、矿脉碎裂充水等影响,矿脉均产于低电阻率区。断面图十分清晰地反映出了安坝矿段硅质岩、灰岩在深部的分布情况(蓝色区域),同时也大体反映出安坝矿段各矿脉(图中虚线)的位置和产状。可见最南部的305矿脉在地表以下300m处趋于尖灭,同时在北部(剖面图横坐标1 600~1 900m之间)也反映出了3处低电阻率异常,应为成矿有利部位。

从图中还可以看出,在1 600~1 700m处存在一连续性较好的低阻异常,该异常带S倾,倾角较陡,可能反映了主断裂的出露部位。而在2 600~2 700m处也存在一相对的低阻异常带,该异常带切割了深部的高阻地质体,并呈现出陡立(略向N倾)的特征,可能代表了矿区另一条规模较大的断裂。在3线、5线两个剖面也存在对应的低阻异常带,反映了这两条推测断裂带在走向上较为稳定。

图10.18 阳山金矿安坝矿段29线EH-4剖面图

1—实测地形线;2—

(单位:m);3—推测构造

总之,对阳山矿区进行的电法测量结果(包括激电测量、高密度电法测量、EH-4测量)表明,阳山金矿矿脉以及矿化破碎带均赋存于低电阻、高激化率的地质体(构造破碎带)之中。通过多次测量,共确定46处极化率异常、4条低阻高极化带、7条推断断裂破碎带和8处视电阻率低阻异常。另外,通过各种电法剖面测量对矿区多条矿脉的产状、延深情况也有了进一步的了解。并且通过对部分面积大、峰值高、成矿地质条件好的异常进行实地调查和工程验证,已初步确定了电法测量的有效性。

但是,由于受非矿化碳质千枚岩、第四系覆盖层等因素的影响,矿区电法异常也存在多解性;另外,矿区高差大,对开展物探工作也有一定的影响。所以在进行物探解译时,必须结合地质、化探、遥感等多种方法进行综合研究,以提高找矿命中率。

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