青海忠阳铜矿床的激电异常特征及解释

邵昌盛 冯永来 李大虎

（1.四川省核工业地质局 二八二大队，四川 德阳618000；2.四川省地震局 工程地震研究院，成都610041）

从20世纪60年代开始有地质工作者陆陆续续在矿区开展过激电工作，包括激电扫面和激电测深，但都未取得突破。作者在前人的基础上，通过在矿区开展中间梯度面积性测量［1］，圈定激电异常的分布范围及形态特征，对获得的激电异常特征进行分析，探讨铜矿（化）体与控矿构造的空间分布关系，为后续工程提供依据，同时为同类型的矿床地球物理勘探提供可借鉴的经验。

1 矿区地质与地球物理特征

1.1 地质概况

工作区位于昆仑山主脊以北的东大滩北侧，隶属青海省海西州格尔木市管辖，位于1∶20万I－46－［5］（纳赤台幅）或1∶5万I46E002019（忠阳山幅）图幅中。

1.1.1 地层

区内出露的地层有古元古代苦海岩群（Pt1K）、中－新元古代万保沟群（PtW）、奥陶－志留纪纳赤台群哈拉巴依组（OSh）以及第四纪洪冲积层。中－新元古代万保沟群为区内出露的主要地层，也是区域内的主要赋矿地层。

a.苦海岩群分布于矿区南部，主要为一套灰色、灰黑色条带状、眼球状二云斜长片麻岩、灰黑色绢云母白云石英片岩，局部夹灰白色含白云母白云石，及灰色黑云方解石英千枚岩。

b.万保沟群在区内大面积出露，自下而上为碎屑岩夹火山岩岩组（PtW1）和碳酸盐岩岩组（PtW2）。

碎屑岩夹火山岩岩组：岩石组合为青灰色钙质千枚岩、深灰色绢云母石英片岩、灰绿色方解绢云石英千枚岩、灰绿色绢云母千枚岩、灰绿色绢云石英片岩、灰色条带状钙质片岩，中部夹变形砾岩。为矿区内主要赋矿地层。

碳酸盐岩组：岩石组合为灰白色（糜棱岩化）白云石大理岩、浅灰色中厚层状粉晶白云岩、浅灰色中厚层状粉晶－细晶白云岩、灰白色片理化微晶白云岩夹少量灰白色微晶－粉晶白云岩和灰色条带状结晶灰岩。控制厚度＞300m。

c.哈拉巴依沟组仅在区内东北部有少量出露，为钙质千枚岩段（OSh1），主要为灰黑色片理化钙质千枚岩、绢云母千枚岩，次为灰色石英片岩。本段岩石以泥钙质成分为特征，夹有少量细粒岩石，颜色以灰黑色为主。

d.第四系出露于矿区的南部边缘，主要为河床冲积、洪积物，靠近山脚以及半山坡有第四纪黄土。

1.1.2 岩浆岩与变质岩

岩浆岩分布于测区西北部，主要岩性为二长花岗岩（ηδ52）和花岗闪长岩（γδ52），为燕山期磨石沟花岗闪长岩体（γδ52）的一部分，是该区成矿物质的主要矿源岩体。围岩为纳赤台群的变砂岩、千枚岩、片岩等，因受热力烘烤及热液蚀变，已多呈角岩化、硅化、绿帘石化等蚀变。脉岩以花岗斑岩、二长花岗岩类为主。

区内岩石受区域变质作用的影响，以粉砂质、黏土质及钙质碎屑沉积物夹碳酸盐岩为主的原岩，基本呈中深变质岩系产出，加上加里东期、晚海西－印支期造山作用的影响，岩石形变较为普遍。

上述变质和变形作用对矿床具有明显的改造作用，不仅使矿体发育变形组构、受倾伏褶皱控制的矿体在空间上向特定方向倾斜延伸，也表现在矿体被挤压变形成透镜体、被断裂破坏的矿体在走向上或倾向上不连续、矿化层因褶皱而重复出现等。

变质岩石主要有古元古代苦海岩群 （Pt1K）的二云斜长片麻岩、绢云母白云石英片岩；中－新元古代万保沟群（Pt2－3W）的钙质千枚岩、绢云母石英片岩、方解绢云石英千枚岩、绢云母千枚岩、绢云母石英片岩、带状钙质片岩夹变形砾岩、白云石大理岩、白云岩，为区内主要赋矿地层；哈拉巴依沟组（OSh）的钙质千枚岩、绢云母千枚岩，次为灰色石英片岩。

1.1.3 构造

区内除局部有小褶曲外，基本上呈一向南倾斜的单斜构造，走向呈近东西方向。

断裂构造较发育，按走向划分主要有：近东西向（昆南活动断裂）断裂、北西向断裂组和北东向断裂组，其中昆南活动断裂、东大滩活动性断裂具有规模大、多期次活动的特点，对该区影响最大。

a.近东西走向断裂，有昆南活动断裂、东大滩北断裂、忠阳山南断裂。

b.北东向断裂组，构成本区的主要断裂，各断裂近乎平行，以上冲断层为主，断面向南东倾斜，倾角70°左右，个别倾向北西，倾角50°左右。

c.北西向断裂，该组断裂不甚发育，多以同方向的沟谷形式产出，断裂性质多不明，向南西倾斜，倾角60°～80°。

1.1.4 含矿层位

区内东部含铜矿地层有2个层位：第一层为中新元古代万保沟群下岩组的碎屑岩夹火山岩组（Pt2－3W1），第二层为中新元古代万保沟群上岩组的碳酸盐岩组（Pt2－3W2）

区内西部含铁铜矿地层：含铁矿地层为中新元古代万保沟群下岩组的碎屑岩夹火山岩组、燕山期磨石沟花岗闪长岩体外接触带；万保沟群下岩组的云母片岩及上岩组的碳酸盐岩组中的大理岩都有铜矿化，尤其大理岩内及两侧相接触的片岩中见有铜矿化现象。矿区南邻昆南断裂，派生的节理、裂隙为铜矿化赋存的场所。

1.2 地球物理特征

岩（矿）石的激发极化效应的产生是在人工电场作用一定时间后，断去人工电场，再测量电极间观测到随时间衰减的附加电场［2－6］。激发极化法不仅能根据岩、矿石导电性，而且还根据岩、矿石的物理和电化学活动差异来寻找金属矿，而常见的黄铁矿化、石墨化、磁铁矿化、地下水或其他分散的金属矿化同样可以产生激电异常［7－10］；因此，只有在勘查对象与围岩和其他地质体之间具有较为明显的激发极化效应差异的地区，才会有较好的勘探效果。

为了达到一个好的勘探效果，对区内的不同岩（矿）石类型和矿化与非矿（化）体的视极化率特性作一个全面细致的了解，在野外采集有代表性的岩（矿）石标本，由成都理工大学地球探测与信息技术教育部重点实验室测定岩（矿）石标本的视极化率。表1为岩（矿）石标本视极化率的测定结果。

从表1中可见，本区岩（矿）石标本的视极化率具有以下特征：

a.含矿岩（矿）石标本视极化率较高，非含矿岩（矿）石标本的视极化率一般都较低，所有标本的视极化率在0.78%～19.18%范围内变化，其中变化范围最大的是含矿（化）片岩和含矿（化）大理岩，变化最小的是变质砂岩，其中花岗闪长岩的变化范围也较大，在含矿（化）片岩、含矿（化）大理岩和花岗闪长岩上都可能观测到较强的极化率。

表1 岩（矿）石标本视极化率参数测定结果统计表Table 1 The statistics for the susceptibility and apparent polarizability results of the samples

b.从平均值来看，所采集的岩（矿）石标本中，含矿（化）大理岩的视极化率最大，为8.16%；含矿（化）片岩的视极化率次之，为7.35%；花岗闪长岩的视极化率为4.63%。花岗闪长岩的视极化率特征与含铜矿（化）岩体的视极化率差别不是太大，可能导致区分花岗闪长岩与含铜矿（化）岩体视极化率异常的困难，这一特征决定了利用视极化率异常来圈定矿（化）体时，要充分利用地质、构造等资料来做出符合实际的解释。

2 视极化率特征及分布

从图1视极化率ηs等值线平面图来看，有部分异常的分布具有条带性，而部分异常很多都不是连续性很好。

根据视极化率ηs异常分布情况，视极化率异常值以＞2.5%圈定，将异常分别编号为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ。

Ⅰ号异常分布在矿区的东北部，是由若干个串珠状异常构成的条带状狭长异常，方向约为北东45°，从116线向东一直延伸到136线，异常体长轴长约1.6km，短轴长50～100m，异常强度在2.5%以上，走向为北东－南西向。

Ⅱ号异常分布在矿区的东北部，也是条带状分布的狭长异常，方向约为北东80°，从122线向东一直延伸到132线，异常体轴长约1km，宽为50～100m。异常强度在2.5%以上，走向近东西向。

Ⅲ号异常分布在矿区的西南部，也是条带状分布的狭长异常，方向约为东西向，从94线向东一直延伸到102线，异常体长约800m，宽约100 m。异常强度在2.5%以上，走向为东西向。

Ⅳ号异常分布在矿区的西南部，也是条带状分布的狭长异常，方向约为东西向，从94线向东一直延伸到100线，异常体长约600m，宽约100 m。异常强度在2.5%以上，走向近东西向。

图1 视极化率等值线图Fig.1 The contour map of apparent polarizability

Ⅴ号异常分布在矿区的西北部，也是条带状分布的狭长异常，方向约为东西向，从86线向一直延伸到90线，异常体长约500m，宽约150～200m。异常强度在2.5%以上，走向近东西向。

Ⅵ号异常分布在矿区的西北部，呈不连续的间断分布，方向约为东西向，视极化率值要偏小些。

在以上这些区域以外的地方都是大面积的视极化率低值区。

3 视极化率异常的解释

从视极化率特征及其分布情况来看，部分异常很多都不是连续性很好，其原因可能是该区域构造活动较为发育，岩石变质和地层变形作用严重。而变质和变形作用对矿床具有明显的改造作用，不仅使矿（化）体发育变形组构、受倾伏褶皱控制的矿体在空间上向特定方向倾斜延伸，也表现在矿体被挤压变形成透镜体，被断裂破坏的矿体在走向上或倾向上不连续、矿化层被褶皱重复出现等（图2、图3）。

根据区内岩矿石标本视极化率参数测定结果和视极化率特征及分布情况，结合地质资料对以上划分的异常分别作出定性的地质解释。

Ⅰ号异常位于中新元古代万保沟群下岩组的碎屑岩夹火山岩组，是由若干串珠状构成的狭长异常构成，推测是由大理岩脉中的铜矿（化）体所引起。该铜矿（化）体成透镜体产出，对应的异常值相对要大一点，可能是在该处的铜矿化（体）的埋深要浅一些的缘故。Ⅱ号异常位于中新元古代万保沟群上岩组的碳酸盐岩组，可能是东矿区含矿大理岩脉中的铜矿（化）体引起的，该异常的值相对要小一些。Ⅴ和Ⅵ号异常处于断层破碎带，这几处的异常可能是断层、蚀变破碎带内有能产生激发激电效应的地质体引起的。此区域可能是岩浆活动特别强烈的部位，同时也是成矿物源的重要通道；但同时也有不利的一面，那就是也是地下水的重要通道和储积地。由于覆盖层较厚，因此，在这些区域的异常究竟是矿化（体）还是其他因素引起的暂不清楚，有待于进一步的工作。Ⅲ和Ⅳ号异常处于万保沟群下岩组的碎屑岩夹火山岩组，该处的异常可能是西矿区的铁矿（化）体和铜矿（化）体引起。

图2 西矿区地质物探综合平面图Fig.2 Comprehensive plane of geologic exploration and geophysical exploration at the west mine

图3 东矿区地质物探综合平面图Fig.3 Comprehensive plane of geologic exploration and geophysical exploration at the east mine

4 结论

a.青海忠阳铜矿床东矿区内的Ⅰ号和Ⅱ号异常是由2个含铜矿地层引起，第一层是中新元古代万保沟群下岩组的碎屑岩夹火山岩组，地层走向近EW－NE，倾向S－SE，岩层倾角稍大，一般60°～70°，局部地层受挤压扭曲偏转，是主要赋矿地层。第二层是中新元古代万保沟群上岩组的碳酸盐岩组，矿化较常见于片岩与大理岩接触部位和大理岩中，地层走向近EW－NE，倾向S－SE，岩层倾角局部大于70°，多呈似层状、扁豆状、透镜体状分布。其中Ⅰ号异常已有工程验证和控制。

b.西矿区内的Ⅲ号和Ⅳ号异常是由含铜铁矿（化）层引起的，含铁矿地层为中新元古代万保沟群下岩组的碎屑岩夹火山岩组与燕山期磨石沟花岗闪长岩体外接触带，矿区内见有大量的黑云母花岗闪长岩脉，多沿构造裂隙、节理侵入，片麻状构造很发育，片麻理与围岩片理平行斜交界面，显示构造片麻理，以二云斜长片麻岩为含铁层。万保沟群下岩组的云母片岩及上岩组的碳酸盐岩组大理岩都有铜矿化，尤其大理岩内及两侧相接触的片岩中见有铜矿化现象。断裂派生的节理、裂隙为铜矿化赋存的场所。

c.青海忠阳铜矿床铜矿（化）体的赋存与构造密切相关；铜矿（化）体埋深、规模等条件是影响激电异常大小的部分因素；地表观测的最强激电异常不一定是工业矿体，工业矿体往往在中等激电异常的部位。

［1］徐相成，吴建平.应用激发极化中间梯度测量法勘查金及多金属盲矿体［J］.成都理工大学学报：自然科学版，2010，37（5）：540－545.

［2］于汇津，邓一谦.勘查地球物理概论［M］.北京：地质出版社，1993.

［3］雷宛，肖宏跃，邓一谦，等.工程与环境物探教程［M］.北京：地质出版社，2006.

［4］李金铭.激发极化法方法技术指南［M］.北京：地质出版社，2004.

［5］李金铭，罗延钟.电法勘探新进展［M］.北京：地质出版社，1982.

［6］傅良魁.激发极化法［M］.北京：地质出版社，1991.

［7］庄道泽，孟贵祥，陈蜀雁，等.成矿带1∶5万激发极化法普查的初步尝试［J］.地质通报，2004，23（7）：707－713.

［8］李帝铨，王光杰，底青云，等.大功率激发极化法在额尔古纳成矿带中段找矿中的应用［J］.地球物理学进展，2007，22（5）：1621－1626.

［9］陈绍裘，陈灿华.激发极化法探测断裂蚀变带型金矿［J］.中南工业大学学报：自然科学版，2003，34（6）：674－677.

［10］刘爱平，楚福录，郭秀芬，等.激发极化法在冀北某铜钼矿勘查中的应用［J］.物探与化探，2008，32（4）：363－365.