激发极化法在铜多金属矿普查工作中的应用

乔天成（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队乌鲁木齐　830011）



激发极化法在铜多金属矿普查工作中的应用

乔天成
（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队乌鲁木齐830011）

摘要利用激发极化法不仅可以发现致密状金属矿体，还能寻找其他电法难以发现的浸染状矿体。根据异常的明显程度，可以区分异常是电子导体还是离子导体引起。而在硫化物多金属矿床的勘查中，激发极化法是发展较成熟、极其有效的勘查手段。应用中间梯度装置和激电测深可以较好地圈定含矿地层和矿化体。

关键词激发极化法硫化物多金属矿普查中间梯度装置激电测深

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.02.003

随着地质勘查工作程度的逐步提高，地表矿、易识别矿发现的机会越来越少，找矿难度日益增大，寻找深部隐伏矿产将成为地质工作者所面临的紧迫任务。过去，激电法主要用于普查硫化多金属矿，这类矿床往往不含磁性矿物或具有微弱磁性，且矿石多呈浸染状结构，磁法和其他电法的找矿效果欠佳，故激电法成为寻找铜、铅、锌、钼等金属硫化物矿床的主要方法。近年来，激电法在寻找无磁或弱磁性黑色金属矿、贵金属矿、稀有金属矿和放射性矿床等方面，也发挥着越来越大的作用。这些矿种或者因其本身具有一定的激电效应（如某些赤铁矿和软锰矿等），或者因其与具有激电效应的蚀变矿化（特别是黄铁矿化和石墨化）共生，因而能用激电法直接或间接找到。

1　普查区地质特征

普查区大地构造位置属塔里木古陆块中的古生代前陆盆地，处在柯坪塔格铅、锌、铜（铁、钒、钛、磷）Ⅲ级成矿带上，该矿带位于塔里木板块西北缘，北以库尔勒深断裂与南天山造山带毗邻，南和东部为环形断裂所限，与塔里木覆盖区接壤，长约300 km，宽约30～75 km，面积约15 000 km2。该成矿带的矿产以沉积型为主，自震旦纪至石炭纪基本为稳定性连续沉积，为铜矿的形成创造了良好大地构造环境。

1.1地层

勘查区出露的主要地层有：下泥盆统、上石炭统、二叠系下统、白垩系、下第三系、上第三系及第四系。下泥盆统分布于普查区的南部，岩性以砖红色石英砂岩夹薄层粉砂岩，偶见浅绿色、白色的斑块或条带。岩层具波痕，斜层理发育。上石炭统在普查区内广泛分布，岩性为厚层状生物灰岩，灰黑色灰岩为浅海条件下生物活动与化学沉积的结果，与第三系呈断层接触，岩石极为破碎，断层面附近有含铜、铅、锌热液沿裂隙充填。二叠系下统在普查区内广泛分布，出露岩性主要为灰色薄层状生物灰岩及泥灰岩。由于断层发育，地层比较破碎，蚀变现象普遍，在与白垩系接触带附近有硫化物铁帽分布。白垩系主要分布于普查区中部，与下覆地层呈平行不整合接触或断层接触，有剥蚀面。下第三系主要为一套砖红色碎屑岩及蒸发岩沉积，岩层总厚度为70.57 m，为普查区主要含矿地层。上第三系主要分布于普查区南部，第四系分布于普查区的大部，主要沿沟谷分布，由坡积及冲积物组成，其厚度为0.50～4.20 m。

1.2构造

柯坪塔格背斜为不对称背斜，北翼倾角缓，南翼倾角陡，背斜呈东西向展布。背斜倾伏端位于通古孜阿孜沟（大山口）一带。该铜矿位于柯坪塔格背斜南翼。组成背斜的地层：背斜核部为寒武-奥陶丘里塔格群灰岩，两翼为志留系、泥盆系、石灰系、二叠系、白垩系、第三系地层。普查区位于柯坪塔格背斜北翼，为一单斜构造，构造简单，地层倾角20°～30°。普查区域内未发现大的断层，但区域断裂构造较发育，主要为奥兹格他乌断裂、柯坪塔格断裂。

1.3岩浆岩

区域内岩浆岩较少见，仅在区域西部的二叠系地层中有辉绿岩脉及岩株产出，岩脉延长3 km左右，厚10 m，有褐铁矿化、绿泥石化，另有少量南北向的辉绿岩脉一般延长数十米，宽几十厘米。岩浆岩在本区与成矿关系不明显。

1.4成矿条件分析

含铜矿化层岩性为灰白色、浅灰色、棕色中细粒钙质砂岩，周围铜辉矿业公司区块内含铜矿化岩性变细，并含有泥质薄层。含矿层底部见有一层砾岩层，砾岩中可见有铜矿化，矿化发育在胶结物中。砾岩中见有孔雀石化，顶底板岩石均为紫红色、酱紫色粘土岩、细砂岩。

2　地球物理特征

本次标本采集总共18块，测量极化率和电阻率两个参数，采用小四极法，将标本浸水24 h后在标本架上测量，具体见表1。

表1　物性参数统计表

由表1可知，砖红色砂岩极化率在1.2%左右，电阻率在30 Ωm左右；灰绿色砂岩极化率在2%左右，电阻率在70 Ωm左右；砾岩极化率在1.5%左右，电阻率在320 Ωm左右。

上述岩矿石参数特征表明：砂岩呈现低阻相对高极化特征，可形成相对高极化低阻异常，为本区的重要找矿标志之一；而砾岩呈现中高阻相对低极化特征。由于普查区出露岩性比较单一，多以砂岩为主，赋矿的砖红色砂岩的极化率为本区最高，电阻率表现为最低，砂岩与砾岩的电阻率差别较大，矿化体与围岩电性具有一定的电性差异，具备激电开展的地球物理前提。结合铜矿化带赋存在古近系（E）红色砂岩岩层中，建立地质-地球物理模型为古近系含孔雀石化砂岩岩层—相对高极化低阻异常。

3　工作方法与技术

工作采用中间梯度装置，AB=800 m，MN=40 m，点距20 m，测量范围AB/2=400 m，旁测范围AB/8= 100 m，供电周期16 s，测量不极化电极内阻应小于2 000 Ω。

激电测深：根据面积测量取得的成果，在T-IP-1激电异常区L4200线布置了一条激电测深剖面。测深装置采用等比测深，点距40 m，ABmin=10 m，ABmax= 1 200 m，MN极距等于AB/10 m，以了解激化体的产状和深部变化情况。

4　成果解释

按激电异常的划分原则，统计矿区内激电极化率的背景场值是1.3%，异常值下限为1.8%，这样就可以较清楚显示异常和地质构造的对应关系。

按上述异常的划分方法把该区的激电异常自北向南分为了三个带，分别为：T-IP-1、T-IP-2和T-IP-3。T-IP-1激电异常带自西向东又分了四个次级异常分别为T-IP -1-1、T-IP-1-2、T-IP-1-3、T-IP-1-4；T-IP-2激电异常分了2个次级异常分别为T-IP-2-1、T-IP-2-2。异常分布见图1。

图1　激电异常划分图

本次所划分的三条激电异常带，极化率异常值在2.2%～2.7%之间，异常较为明显。异常位置都对应了乌恰下亚组：粘土岩、砂岩和洪积层砾岩接触带附近。

由图1可知，激电异常形态规则，集中的分布在测区北部和西部，整体呈东西走向的条带状，异常形态规则，有多个异常中心，与地表乌恰下亚组：粘土岩、砂岩地层走向一致。该异常的低电阻率特征与砂岩、粘土岩密切相关，由此推断激电异常为含砂岩地层引起，其中规模较小，形态完整的高值异常推测为矿化体引起。

针对已圈定出的激电异常，经过分析认为，T-IP-1异常具有较好的成矿条件，为矿致异常引起，确定为重点异常布设了激电测深剖面L4200，以查明该异常在垂向上的极化率和电阻率分布特征，从而圈定矿体，见图2。

图2　测深剖面L4200线激电异常推断

测深剖面L4200，剖面长440 m，垂直激电异常T-IP-1-1布设，在测点20720和20880下方60 m处，发现明显的激电异常，异常形态规则完整，低阻高极化特征明显，产状近似直立，延伸100 m。推测为矿化体引起，建议布设钻探验证。

5　结论

通过本次激电中梯扫面和激电测深工作，发现三处成矿条件较好的激电异常带，6个激电异常中心，均表现出低阻高极化电性特征。激电异常带推测为含砂岩地层引起，激电异常中心为地层中矿化体所引起。中梯扫面反映地下150～200 m深度的信息，测深反映的异常部位与扫面基本一致，推断矿化体埋深在150 m左右，且向下有一定的延伸，产状较陡，近似直立，这与出露地层北倾有一定的差异。整体上来说，激电异常基本圈定了含矿地层及矿化体的规模和位置，为地质找矿工作提供了可靠的找矿靶区，该方法在本区的工作取得了良好的工作效果。

参考文献

［1］程志平.电法勘探（第二版）.冶金工业出版社，2007.5.

［2］刘天佑.地球物理勘探概论（第一版）.中国地质出版社，2007.9.

［3］中华人民共和国地质矿产行业标准.时间域激发极化法技术规程（DZ/T0187-1997）.

收稿：2015-07-30