综合物化探方法在吉林某中型钼矿勘查中的应用

张百超，程 双，郭 烨，王 榭，李明园，田 蛟，那云龙，李光铁，张 弘吉林省区域地质矿产调查所， 吉林 长春 130012

矿区位于天山—兴安地槽褶皱区，吉黑褶皱系，吉林优地槽褶皱带，吉林向斜的东部；吉黑成矿带中南部，吉林—延边铜、钼成矿带西端。

区内地层零星分布于蛟河盆地东侧或边缘，分布面积不大。由老到新为：二叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系等。区内岩浆活动频繁，以华力西晚期和燕山早期侵入活动为主，并伴有不同期次的脉岩侵入。区内钼矿基本赋存于华力西晚期花岗闪长岩体中，少量赋存于脉岩（石英脉或闪长玢岩脉）之中 ，特别是该区钼矿成矿作用与燕山早期的深部侵入体（似斑状花岗闪长岩）关系较密切。

1 矿区地质

1.1 地层及侵入岩

区内出露地层甚少，仅见第四纪河流冲积、洪积物，但与钼矿床关系不大。而区内侵入岩则与钼矿床关系较密切，所见侵入岩主要有华力西晚期辉长岩类 、黑云母斜长花岗岩 、花岗闪长岩、燕山早期似斑状花岗闪长岩、细粒石英闪长岩，少量的石英脉、花岗细晶岩、伟晶岩、闪长玢岩等。

燕山早期似斑状花岗闪长岩为近矿围岩，同时也是矿床主要成矿母岩。分布于矿区中心部位，呈小岩株状产出，在平面上近于圆状展布。岩石中具高岭土化、绿帘石化、绿泥石化、钾长石化、硅化、绢云母，局部可见黄铜矿化、浸染状的辉钼矿化等。

脉岩主要有石英脉、伟晶岩、花岗斑岩、花岗细晶岩、辉石闪长玢岩等。其中石英脉与钼矿关系密切。

1.2 构造

矿区内构造较为发育。即有褶皱构造，也有断裂构造，并以断裂构造为主。

1.2.1 成矿前构造

二道河子断裂构造：出露于青背－白石山－黄松甸－大道沟一带，分布于矿区的北西，走向北东，倾向北西，倾角50°～75º，具有明显压扭性构造特征，受其影响岩石多发生了片理化，同时控制着矿区内侵入岩及脉岩的发生发展，是矿区内主要导岩、控矿构造。

1.2.2 成矿期构造

含矿似斑状花岗闪长岩沿构造上侵就位，因受区域构造活动影响，使该侵入体内发生破裂，形成了一些小型断裂构造及网脉状裂隙。为矿液中有用组分析出提供了必要空间，区内主要发育北东及近东西向断裂构造，其构造规模不大，多被含钼石英脉充填。

（1）北东向断裂构造分布于矿区的中部，倾向南东，倾角73°，控制长度50m左右，宽度＜5m，具有压扭性断裂构造特征。

（2）近东西向断裂构造，分布区内的中心，倾向190°，倾角50°，控制的长度近150m，宽度2～5m，宽度变化较大。另外区内发育有网脉裂隙带、节理、劈理等构造。

矿床品位变化规律显示：高品位地段多分布于近东西向断裂构造发育部位，说明其构造与钼矿化密切相关是区内主要容矿构造。

2.2.3 成矿期后构造

虽然对矿体也有一定的破坏作用，对矿体形态影响甚微。

1.3 围岩蚀变与矿化特征

1.3.1 围岩蚀变及分带

围岩蚀变有黝帘石化、高岭土化、绿泥石化、绢云母化、云英岩化、绿帘石化、硅化、钾长石化，黄铁矿化、孔雀石化、钼华、褐铁矿化等。并见黄铜矿化、辉钼矿化（辉钼矿多呈浸染状，偶见断续的细脉状）等。

似斑状花岗闪长岩为含矿围岩，即是成矿母岩也是容矿岩石。区内矿化蚀变较发育，呈现出全岩蚀变特征，在平面上近于圆形展布，在剖面呈厚板，具面型分带现象，在平面上由中心向外逐渐减弱。区内围岩蚀变较为发育，具有明显的分带现象，由内向外主要为钾化带和泥化带。

（1）强钾化带：位于斑岩体中部，主要分布于24-51线之间，具强钾化，强钾化主要在20-11线之间（即位于弱钾化带东部）呈椭圆状东西向展布，长轴长750m，短轴为400m，厚度大于500m，主要由钾长石化、硅化、高岭土化、黄铁矿化、黄铜矿化和辉钼矿化，地表仅在硅石矿采石场可见，一般未出露地表，在平面上由内向外逐渐渐弱，过渡到弱钾化带，在剖面上由地表向深部钾化、高岭土化位于平稳、强度变化不大逐渐减弱。

矿体主要赋存于此带之中（780～500m标高，Mo品位0.03%～2.447%），与蚀变强度呈正相关系。该带与弱钾化带呈渐变过度关系。

弱钾化带：主要分布于强钾化带外侧，平面上近于圆型展布，直径为1 500m，在剖面厚100～300m，主要有钾化、弱高岭土化、黄铁矿化及辉钼矿化所组成。该带与泥化带呈渐变关系。

（2）泥化带：该带主要环绕钾化带分布，在平面上呈北西南东方向环带状展布，带宽400～1 400m，主要绿泥石化、绿帘石化、高岭土化及碳酸盐化所组成。局部偶见褐铁矿化。向外逐渐过渡为正常花岗闪长岩。

1.4 矿化富集及矿体特征

1.4.1 矿化富集规律

钼矿化赋存于燕山早期似斑状花岗闪长岩中，矿化蚀变分带明显，分布不均，矿体主要富集于钾化带内。矿体形态呈条带状、透镜状，矿体中心厚度较大，一般浸染型钼矿化大于网脉型钼矿化，矿体下部比上部矿化强，矿体的中心比外围明显。

1.4.2 矿体特征

无顶斗笠形状的矿体展布受蚀变带所控制。在平面上呈不规则多边形，在剖面上呈不规则多边形和条带状，倾向南、北和北东三个方向，以南倾为主，倾角5°～23°。长100～985m，宽67～780m，厚2～16m，平均厚5.67m，矿体赋存标高为333.97～824.28m，主要赋存于500m标高以上。

目前已发现矿体51条，其中工业矿体23条，资源储量为9 833 t，占全区资源储量82.05%（金属量），矿床平均品位：0.073%。

2 矿区物化探异常特征

2.1 地球化学异常特征

区内钼元素背景值为2.02×10-6，以2.8×10-6圈出6处钼异常区，其面积都不大(图1)。但浓集中心明显，一般异常的丰值高于地壳克拉克值（维氏值）近10倍，最高丰值可达100倍，而且与W、Bi、Cu等元素相套合，圈出6处Mo元素异常区。

2.2 矿区地球物理特征

2.2.1 矿区地层地球物理特征

区内沉积地层宏观上为面积性较平稳的负磁场；当有后期中酸性脉岩存在时，可引起一定规模的尖峰状或锯齿状正值磁力异常。

依据电参数特征，区内沉积地层仅引起面积性低阻低极化激电场。当有含钼石英脉等后期脉岩存在时，可引起局部低阻中极化激电异常。

2.2.2 矿区侵入岩地球物理特征

按磁性特征，矿区中心分布的华力西晚期的似斑状花岗闪长岩表现为面积性较平稳的负磁场；而其周边分布的花岗闪长岩则引起面积性较平静的正值磁场；二者相互衬托，环形宏观低值重磁场特征明显。当后期携带成矿元素贯入中酸性脉岩侵入体裂隙时，则分别引起高磁、低—中阻、中（高）极化突变异常场。

2.2.3 矿区断裂或破碎带的地球物理特征

矿区内断裂切割一种或两种地质体时，可引起岩石物性（磁性或电性）的明显的变化，沿一定方向明显表现出线性或串珠状异常带或不同磁场的梯级带。此时当后期酸性脉岩携带金属硫化物的沿构造破碎带贯入时，可引起低磁低阻中极化异常。

图1 矿区 钼元素（土壤）等值线平面图Fig.1 Contour plan of Mo element of themining area

3 综合物探方法对深部矿体预测与定位

3.1 重磁

1∶10 000高精磁成果表明，矿区内以高值正磁场为主，场值变化范围为-300～1 500 nT，该场以局部低缓负场为中心，近似于环状分布。且有近环状负值重力异常场与其对应，异常幅值 - 42×10-5/ms2。

3.2 激电中梯

从 （图2、图3）上可以看出， 矿区视极化率背景场为2%左右，视电阻率背景值一般为1 000 Ω.m,场态近于平稳，基本反映了区内斑岩型钼矿的激电场特征。 大致以R3线为中心，清晰表现出一似环形激电场之场态特征。若以3% 为下限，可圈出18处视极化率异常；由于后期构造的破坏作用，异常出现错断多为呈孤岛状。DHJ-2、DHJ-5、DHJ-6、DHJ-7、DHJ-8、DHJ-9、DHJ-10、DHJ-12、DHJ-14、DHJ-15、DHJ-16 、DHJ-17、DHJ-18异常∶ 为东西向小脉状、囊状或透镜状异常，强度3%～6%，与低阻（800～1 600 Ω.m）区或部分中阻(1 600～2 400 Ω.m）区对应，对该低（中)阻中极化特征的激电异常，推断为含钼石英（网）脉引起。

图2 矿区 视极化率等值线平面图Fig.2 Contour plan of apparent polarization of themining area

图3 矿区视电阻率等值线平面图Fig.3 Contour plan of apparent resistivity in themining area

以1 500 Ω.m为下限，可圈出14处中阻及高阻视电阻率异常， 宏观上异常同样具有环状特征。内环以中阻异常为主﹙强度1 600～2 400 Ω.m﹚，外环以高阻异常为特征﹙强度2 400 Ω.m以上﹚。

区内视极化率异常，沿南北方向多展现出于东西方向的断续分布。视极化率异常， 一般强度7.0%～8.0%，局部高达10.0%～18.0%；视电阻率强度多在2 000 Ω.m 左右；总体表现出以燕山晚期似斑状花岗闪长岩为主及外围花岗闪长岩 的激电场特征。

3.3 激电测深

为验证激电中梯异常，在R0、R3线分别布置了两条激电测深实测剖面。

在DHJ-2激电异常位置布置的R0线激电测深剖面（图4）清晰可见，在 30号测深点附近定性深度约50～100m、10号测深点位置地下约100m定性深度处和130号测深点地下100～200m等不同定性深度上，分别有极化体存在；前者宏观产状北倾，位于陡立的高阻石英柱两侧，目前工程验证已见钼矿体；后者宏观产状陡倾。

在DHJ-10激电异常位置布置了R3 线激电测深剖面。由图5可以看出，在120号测深点位置地下 100m及150m 的定性深度上，分别有极化体存在。

通过该区找矿实践，我们认为高阻、高极化异常多与石英脉、硅化有关；而中阻、中极化异常多与矿化蚀变关系密切。

区内已知含钼硅石矿点 ，位于上述环形视极化率场的内环与中环。目前经钻探验证，见矿率可达 60%左右。

图4 矿区R0线激电测深（ηs、ρs）断面图Fig.4 Cross-section of induced polarization sounding of Line R0

3.4 EH-4电磁测深

为验证激电测深异常的存在与深部场源性质，我们在R0、R3线同位置，布置了EH-4电磁测深剖面 （图6、图7）， 讨论如下。

图5 矿区R3线激电测深（ηs、ρs）断面图Fig.5 Cross-section of induced polarization sounding of Line R3

图6 矿区R0线EH-4二维反演示意图Fig.6 EH-4 two-dimensional inversion of Line R0

图7 矿区R3线EH-4二维反演示意图Fig.7 EH-4 two-dimensional inversion of Line R3

由图6可见，宏观电性特征在剖面上表现为上低下高，浅部与深部有明显的电性差异，浅部（0～400m）是低阻特征，深部（大于埋深400m）是高阻，浅部低阻特性有可能是地表风化引起的，但是更有可能是细粒花岗岩；而深部高阻是粗粒花岗岩。在该演剖面中发现4个相对低阻异常区，分别编号为R0-Ⅰ、R0-Ⅱ、R0-Ⅲ和R0-Ⅳ。R0-Ⅰ号异常位于剖面的南端0～120号点之间，700～840m高程范围内，异常向北倾伏，未有钻孔穿过此异常；R0-Ⅱ号异常位于剖面的中部200～320号点之间，570～720m高程范围内，钻孔ZK005穿过此异常，钻孔揭示在此异常范围内有三条工业矿体和三条未达到工业矿体品位的贫矿体，由此说明EH-4在此处的低阻异常是由矿体引起。同时，ZK005孔整个孔矿化比较好，而低阻等值线向深部凹陷，可见贫矿化能够降低地质体的电阻率。但是只有富矿体，而且多组矿脉集中，才能引起相对低阻异常。R0-Ⅲ号异常位于剖面的北端480～535号点之间，630～675m高程范围内，钻孔ZK006穿过此异常，钻孔揭示在此异常范围内有一条工业矿体和两条未达到工业矿体品位的贫矿体，但深度上略有误差，由此说明EH-4在此处的低阻异常是由矿体引起，但是在反演剖面的边部误差增大；R0-Ⅳ号异常位于剖面的北端500～600号点之间，490～580m高程范围内，钻孔ZK006穿过此异常的边部，未见到好的矿体。

该剖面共布置5个钻孔，ZK001、ZK002、ZK004、ZK005和ZK006。除ZK004无化验结果外，其它4个钻孔资料较齐全，其中ZK001和ZK002钻孔深度较浅，现就ZK005和ZK006来分析总结EH-4对矿体的反映特征：ZK005钻孔整体矿化较好，EH-4的反映为钻孔刚好位于电阻率等值线变低的凹陷带上，而在钻孔孔深的175～240m范围内见到三条达工业品位的矿体，EH-4在该处的反映为局部低阻；ZK006 钻孔矿化现象整体来说没有ZK005钻孔的好，特别是在深部，EH-4的反映为深部电阻率较为平缓，在钻孔孔深的142～176m范围内见到1条达工业品位的矿体和2条贫矿体。R3线平行R0线布置，位于R0线东侧100m。该线的深部发现一范围较大的低阻异常，编号为R3-Ⅰ（见图7）。异常位于100～220号点之间，50～350m高程范围内，异常呈长条状，向南倾伏。EH-4电磁测深二维反演剖面图 显示：电阻率异常赋存标高为500～700m，电阻率800～1 000 Ω.m之间变化。通过钻孔验证钼矿体与低阻异常关系密切。

4 三种不同场源的电（磁）探测方法和成果整合

激电中梯、激电测深、EH-4测深，属于时间域三种不同场源的电（磁）探测方法，其成果整合，尚属首次。通过分析研究，三者测量成果基本吻合。钼矿（化）体，赋存于低阻（800～2 000Ω.m）中极化（3%左右）异常部位。

5 综合物化探找矿标志

5.1 综合物探标志

高精度磁测的低缓负异常区（-50～100 nT）、激电中梯的中阻中极化异常区（强度1 600～2 400Ω.m；3%左右）、EH-4电磁测深的低阻异常区（800～1 000Ω.m）均为间接标志。

5.2 化探标志

钼异常浓集中心明显，一般异常的丰值高于地壳克拉克值（维氏值）近10倍，而且与W、Bi、Cu等元素相套合。

6 矿区远景及找矿方向

区内钾化带出露面积1.5 km2，本次仅对中心部位的0.24 km2做了系统勘查工作，其它物、化探异常区未进行全面系统勘查工作。因此，扩大矿区内的勘查范围，重点放在斑岩体及其边部接触带上进行系统勘查评价工作,力争探明已发现的矿体和发现新的矿体。

7 几点认识

（1）本次采用地质、化探、激电、EH-4的最佳方法组合寻找钼（化）矿体，通过深部工程验证，找矿效果较佳。

（2）通过测量工作，共圈定激电异常18个，异常走向呈近东西向。宏观激电场呈向北西开口的环形， 所获得大面积异常与矿化蚀变范围相吻合。化探异常范围内均见有明显的激电异常，为本区重要的找矿标志。

（3）工作成果表明，属于石英网脉型钼矿体（矿化体），横向上视极化率多在 3%～6%间变化，视电阻率一般在8 000 ～2 000 Ω.m之间变化。纵向上视电阻率一般在 1 500 Ω.m左右，视极化率一般在2%～4%间变化，极大值为5%。由此可知，极化体在横向和垂向上均具有低阻—中极化率特点，反映出本矿区极化体的蚀变矿化特征，符合我所在吉林省内多个钼矿区地质矿产工作结果的物理场统计规律。本区可根据“一高一中三低 ”（即钼多金属元素含量高、中极化率、低电阻率、低磁、低密度 ）的物化探找矿模型（标志），结合地质因素，寻找该成因类型的矿体或盲矿体。

（4）时间域三种不同场源的电（磁）探测方法和成果整合，尚属首次。激电中梯、激电测深、EH-4三者的有机关联，通过研究分析目标物（矿化蚀变带）的物理参数（即重、磁、电）特征，可确定矿（化）体在三维空间内赋存的几何形态及性质。通过深部工程验证，找矿效果较好。

（5）发现的18处激电异常，皆位于钼土壤化探异常区内。总体上沿东西方向分布，呈小脉状或透镜状或囊状展布，构造控矿作用明显。大冰湖沟钼矿区北侧与西侧，应是下一步找矿的重点地段。

（6）通过两年的勘探评价，该钼矿共探获钼矿石量1 711.25万吨，钼金属量11 984 t。控制的经济基础储量（122b）：矿石量802.28万吨,钼金属量5 618t；推断的内蕴经济资源量(333)∶矿石量908.97万吨,钼金属6 366 t； 122b钼金属量占总资源储量的46.88%。

撰文过程中，得到殷长建教授、王景德副总工程师、姚廷才、陈刚高级工程师的指导和帮助,在此深表谢意。