河南省西峡县竹园沟-内乡金矿研究

姜治业

(长江大学 地球科学学院，河南 郑州 450000)

1 工作区自然地理概况

预查区位于河南省西峡县阳城乡北约10km的竹园沟一带，自预查区有村村通水泥公路可达西峡县-南阳市312国道，交通条件一般。

预查区地理坐标为:

东经 111°40＇45″—111°42＇30″，

北纬 33°20＇00″—33°21＇00″。

面积约3.95km2(表1)。

表1 预查区拐点坐标表

该区位于伏牛山山脉中段南麓，属低山区。预查区海拔标高最高812m，最低450m，相对高差约为362m。区内植被发育，覆盖面积大，物理风化强烈，岩石出露较好。该区属季风型大陆性亚热带气候，四季分明，年平均降水量845mm，年平均气温12.3—15.2℃，一月份平均气温 0.9℃，绝对最低气温-13.8℃。七月平均气温27.8℃，绝对最高气温41.2℃。雨季集中在7—8月份，全年无霜期218天。

本区农作物为小麦、水稻、玉米、红薯。经济作物有板栗、花生、油桐、香姑、木耳、山茱萸等。近些年旅游产业有较大发展，为当地主要经济收入产业。

2 矿区地质特征

2.1 地层

预查区主要出露有下元古界秦岭群石槽沟组、雁岭沟组及第四系。雁岭沟组(Pt1y)岩性主要为白云质大理岩、白云岩、含石墨大理岩等，它由不同时代、不同来源的构造岩块组成。石槽沟组(Pt1s)岩性为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩夹斜长角闪岩、透辉变砾岩、透辉大理岩等。新生界第四系(Q)，主要岩性为砾石、卵石、砂质粘土、亚砂土。

2.2 构造

区内构造以断裂为主;断裂以北西向断裂为主，其次为北东向断裂。北西向断裂主要有朱阳关-夏馆韧性剪切变质带。北东向断裂规模较小，区内呈近等间距分布。区内金多金属矿化体在空间和成因上可能与朱阳关-夏馆断裂带及其伴生的次级构造关系密切。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动发育，主要为燕山中期似斑状黑云母花岗岩;分布于预查区南部。预查区内岩浆岩发育较少，，为燕山中期花岗斑岩(γπ52)，呈北西向展布。该花岗斑岩体及其预查区外围的二郎坪等岩体可以为成矿提供大量流体及部分银金等成矿物质，并以巨大的热能促使地层中的银锰金等成矿元素活化、迁移、富集，促使先期断裂构造重新活动，对区内银锰金矿化及成矿可能有较大意义

2.4 矿(化)体地质特征

经初步踏勘，在异常区内发现金矿化体1条，产于近东西向断裂破碎带内。受构造破碎带控制，其成因可能为中低温热液脉型金矿床。金矿化体呈透镜状或不规则脉状产出，矿化体沿东西向断裂破碎带断续产出。

K1矿化破碎带地表断续出露长约480m，宽约0.5-2.3m。矿化体长 180m，宽约 0.6-1.9m，金品位 0.25-4.68 ×10-6、银品位 13.5-28.6 ×10-6。其走向近东西，倾向南西，倾角70-78°。主要金属矿物为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。次要生金属矿物为褐铁矿等。脉石矿物常见石英、方解石、绿泥石、绿帘石等。矿石构造以细脉浸染状为主，次为条带状、团块状。区内常见围岩蚀变为硅化、黄铁矿化、碳酸岩化、褐铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化等。

3 矿区地球化学特征

(1)预查区水系沉积物地球化学异常特征

水系沉积物地球化测量黑虎岈异常分布于预查区内中。元素组合以金为主，伴生砷、钨等。金元素异常最高值5.5×10-9，平均值 3.7 ×10-9，面积约 2.1Km2。

(2)预查区沟系次生晕地球化学异常特征

我院在预查区内开展的沟系次生晕地球化学测量工作，发现以金为主的综合异常2处。其中1号异常相对规模较大、强度较高、浓集中心较明显，元素组合以金为主，伴生银、锰等。金元素异常最高值9.4×10-9，面积约0.25Km2。

4 矿区地球物理特征

本区矿化以硅化破碎带为主，富含黄铁矿、方铅矿、闪铅矿等金属硫化物。据矿区岩石电性资料，矿体与各类围岩有明显的导电性和激电特征差异，矿(化)体一般为低阻高极化地质体，各类围岩中，片岩、大理岩为高阻低极化地质体，而花岗岩具有低阻低极化物性特征。因此，进行激电中梯剖面测量，为矿体深部验证提供依据是可行的。

5 物探工作方法

5.1 主要仪器设备

5.1.1 手持式 GPS

本次工作使用的是GARMIN公司生产的GPS76型手持GPS导航仪，其性能如下:

①接收通道:并行12通道，可接收差分信号。

②数据更新率:1次/秒，自动更新。

③定位精度:＜15m(95%)，水平精度＜3m。

④地图基准:国际WGS84经纬度坐标与用户自定义坐标(如北京54)一键转换。

投入使用的3部手持式GPS接收机在使用前均在同一点上进行了校正。选取其中一部GPS为标准GPS，其余两部GPS与标准GPS之间的最大误差均≤7.0m。

手持GPS经过已知点校正后的参数:DX=-65，DY=-154，DZ=00，DA=-108，DF=0.00000050，中央子午线:E111°。

5.1.2 双频激电仪

本次使用继善高科公司研制的SQ-3C双频激电仪开展工作，仪器主要技术指标为:

发送机:

①工作频率:8Hz及8/13Hz;4Hz及4/13Hz;2Hz及2/13Hz;1Hz及1/13Hz四组中的任意一组;

②频率误差:＜0.01%;

③输出电压范围:1.5V～800V;

④输出电流范围:0.1mA～2048mA;分三档即 20mA、204mA、2048mA(自动控制);

⑤输出功率:Pmax=1600W;

⑥电流显示误差:＜1.5% ±1个字;

⑦过流保护:当输出电流大于2400mA时，自动切断高压电源及机内电源;

接收机:

①工作频率:8Hz及8/13Hz;4Hz及4/13Hz;2Hz及2/13Hz;1Hz及1/13Hz四组中的任意一组。

②电位差测量范围:0.1mV～2048mV;

③电位差测量误差:≤±1.5% ±1个字;

④对50Hz工频干扰压制优于50dB;

⑤幅频率测量范围:-99.9% ～+99.9%;

⑥幅频率测量误差:≤0.2% ±1个字;

⑦输入阻抗＞10MΩ(10MΩ、50MΩ可选);

其它:

工作温度:-10℃ ～+50℃(95%RH);

存储温度:-20℃ ～+60℃;

仪器电源:4Ah/1.2V×9镍氢可充电电池;

5.1.3 双频激电仪一致性试验

本次工作共投入2台接收机工作，根据规定要对所有投入使用的激电仪进行了仪器性能(自身精度)试验和台间一致性试验。一致性试验在矿区内进行，试验测点数为个。一致性试验的VH及Fs曲线图见图1、2所示。

经试验确定号仪器为标准仪器，有关一次性试验的评价方法用均方误差进行评价:

其中n为观测点数，Vi-V'i为标准仪器观测与待评价仪器观测之间的误差。

经统计，仪器与仪器之间的一致性误差Fs为0.08%，小于0.21%(工作质量要求的三分之一)，说明仪器工作状态正常，不需要进行一致性改正，可以投入生产。

5.2 物探工作布置

5.2.1 激电中梯剖面布置

根据矿区矿化体的基本地质特征，本次工作主要采用频率域激发极化法，使用仪器为湖南省继善高科公司研制的SQ-3C型双频激电仪。

根据项目组要求，本区激电剖面工作均采用短导线工作方式，中梯装置。I区装置参数为:线距80m，点距20m，AB=600m，每个极距最长测量400m，MN=40m，旁测距30m、80m和120m。

剖面布设过程中，依据地质工作成果和设计要求，测线方位为NE38°，与地质勘探线方位一致。测网Ⅰ计算的标准点是00线的100号点，标记为100/00，该点的直角坐标是:X=38563896.3，Y=3690816.5，点号距10m，线号距240m。

仪器工作频率均选择2频点(高频4Hz、低频4/13Hz)，发射机自动记录电流时间间隔设置为1分钟，接收机自动记录高频电位差VH(mV)和低频电位差VL(mV)及视幅频率Fs(%)。

6 完成工作量及质量评述

6.1 完成工作量

6.1.1 激电中梯剖面测量

本次激电中梯工作完成剖面11条，长度共计10Km，具体见表2

表2 竹园沟矿区激电中梯剖面测量完成工作量一览表

6.2 工作质量评述

6.2.1 激电中梯剖面测量工作质量评述

测区共完成测点数480个，检查了18个点，占实测点位的比例是3.8%。检查点按两同两不同原则进行，均匀分布测区，并在异常区分布有检查点。由于测区Fs背景值＞3%，视幅频率误差采用总均方相对误差统计，公式如下。

式中:n-检查观测的物理点数;Fi-原始观测的第i个观测的Fs值;Fs＇i-检查观测的第i个观测的Fs值。

计算出的MF=2.3%，满足了设计精度要求。所测数据正确，可以用于进一步的数据处理，异常解释工作。

7 数据处理及异常解释

7.1 激电中梯异常解释

激电中梯剖面测量数据包括线号、点号、高频电位差Vh(mV)、低频电位差Vl(mV)、视幅频率Fs(%)和计算出的视电阻率ρs(Ωm)，把与线号、点号对应的直角坐标X、Y和该点Fs(%)构成一个XYZ格式文件，利用此文件在surfer8.0中进行网格化生成平面等值线图，进而就可以对异常进行圈定、解释。

竹园沟物探工作共完成激电中梯剖面长10km。

图3 竹园沟矿区激电中梯Fs、ρs异常等值线综合分析平面图

矿区位于秦岭构造带北秦岭构造亚带东段，区内岩浆活动频繁，构造变动剧烈，为一重要构造岩浆活动带，经受了印支、燕山、喜山运动强烈改造，使得其中构造型式十分复杂，并发育多期岩浆侵入活动和强烈的区域变质作用，从而有利于金属矿床的形成。测区位于矿区的北部，位于东大岭及其南北两侧，处于秦岭组石槽沟组、秦岭群雁岭沟组和燕山中期似斑状黑云母花岗岩的接触带处，具体位置见图4。

激电中梯剖面测量装置参数为:AB=600m，MN=40m，点距20m，线距80m，最大旁测距120m。记录高频电压 VH(mV)、视幅频率Fs(%)及供电电流I(mA)，计算视电阻率ρs(Ωm)。

测区视幅频率Fs异常较为明显，参考视电阻率ρs异常分布，如图3，以5.0%为异常下限值圈出Fs异常7处。从图中可以看出，Fs-1、Fs-2、Fs-3、Fs-4、Fs-5、Fs-6、Fs-7 走向大致相同，为近东西向或北东向，其中以Fs-2、Fs-3、Fs-4形成的异常带规模较大。

Fs-1异常位于测区北部，呈不规则的椭圆状，长轴走向近东西向，长轴约200米，短轴约150米，该高Fs异常与低ρs异常对应较好，具备较明显的低阻高极化特征，推断应为一(组)低阻高极化地质体所致。

Fs-2、Fs-3、Fs-4三个异常形状走向大致相同，三个异常可以看做是一个异常带，同样位于测区北部，即在Fs-1异常下方约200米处，异常走向北东向。异常峰值位于中间，即Fs-3异常。该异常具备明显的低阻高极化特征，判断是对此处硅化破碎带的反应。

Fs-5异常位于测区西部，走向与Fs-2、Fs-3、Fs-4大致相同，呈条带状分布，南北约100米，东西约300米，该异常具备明显的低阻高极化特征，判断是对局部矿化或蚀变带的反映。

Fs-6异常位于测区中部，低阻高极化特征对应不是特别明显，可能是对局部矿化或蚀变带的反映。

Fs-7异常呈不规则椭圆状位于测区南部，长轴走向近东西向，长轴约300米，短轴约180米。不同的是，该处视电阻率异常显示为高阻，因而推测该异常或为构造所致。

图4 竹园沟矿区激电中梯Fs异常分布与地质综合平面图

8 结论与建议

本次物探工作共完成激电中梯剖面长10km，工作面积6km2，检查率3.8%，视幅频率总均方相对误差MF=2.3%，满足要求。工作方法正确，工作质量基本符合规范要求。

1.测区视幅频率Fs异常较为明显，以5%为异常下限共圈出Fs异常7处，其中，Fs-1异常位于测区北部，推断应为一(组)低阻高极化地质体所致。Fs-2、Fs-3、Fs-4三处异常规模较大，走向大致为北东。结合视电阻率ρs异常，推断此异常带是对分布在测区北部的矿(化)脉的指示。Fs-7异常因视电阻率异常显示为高阻，因而推测该异常或为构造所致。

2.结合工区地质特征，雁岭群石槽沟组和秦岭群雁岭沟组地层中有含石墨大理岩分布，而石墨具有与矿(化)体相同的低阻高极化电性特征，且在测区周围已发现有石墨矿存在，故部分异常应考虑可能为石墨(化)富集所致，如测区西北不未闭合异常。

3.建议在结合后续地质工作成果综合分析的基础上，对测区矿致异常处实施地表工程进行验证。

4.由于工区植被茂密繁盛，地形起伏剧烈，尤其地形会对激电中梯测量工作造成一定干扰和影响，尽管此次工作中采取了小极距(AB=600m)以减小地形的影响，加之其他未知的干扰因素，本次工作所取得的成果仅供参考，望审慎引用。