激电测量在苏吉泉东金矿勘查中的应用

韩　琼，弓小平，田红彪

(1.新疆大学地质与矿业工程学院，乌鲁木齐 830049；2.新疆维吾尔自治区地质调查院，乌鲁木齐 830000；3.中国人民武装警察部队黄金第八支队，乌鲁木齐 830057)



激电测量在苏吉泉东金矿勘查中的应用

韩琼1，2，弓小平1，田红彪3

(1.新疆大学地质与矿业工程学院，乌鲁木齐 830049；2.新疆维吾尔自治区地质调查院，乌鲁木齐 830000；3.中国人民武装警察部队黄金第八支队，乌鲁木齐 830057)

摘要：对苏吉泉东金矿进行激电测量，获得激电异常数据(电阻率ρs和视极化率ηs)。把不同测线上性质相同的电阻率ρs和视极化率ηs的反交点按对应关系联接起来，分别作为相应的破碎带和极化体位置，同时结合地质资料多次反馈，逐步逼近真实地质体。圈定了PSD1，PSD2两个破碎带和Jht1，Jht2，Jht3三个极化体，通过ρs和ηs的一维反演及二维反演，拟合出破碎带和极化体的形态特征及相对深度，为矿产勘探提供了较为明确的地球物理依据。

关键词：苏吉泉东金矿；激电测深；激电联合剖面测量；卡拉麦里成矿带；新疆

0引言

苏吉泉东金矿位于1∶20万圈定的AR-39号Au-Ag-Pb-As-F-Hg组合化探异常内，为进一步确定异常的范围、延伸、走向，解释引起异常的原因等，需在矿区开展激电测量。激电测深是矿产勘查中被广泛应用的一种方法[1]，对重点部位开展激电测深，可全面了解勘探区的地电断面特征，从而进行解释推断。激电测深采用的装置主要有对称四极、偶极-偶极、单极-偶极等，不同的装置有不同的使用条件和特点[1-2]。本次工作采用对称四极装置开展激电联合剖面测量。根据实测ηs，ρs绘制拟断面图，对获得的极点异常特征进行分析，通过二维反演计算得到二维地点模型，从而确定断面中极化体的分布和产状，探讨金矿(化)体与控矿构造的空间关系，为下一步钻探工作提供依据，同时为该成矿带上其他矿床地球物理勘探提供借鉴。

1成矿地质条件

苏吉泉东金矿在大地构造上位于西伯利亚板块哈萨克斯坦—准噶尔板块的缝合带卡拉麦里—达尔布特蛇绿岩强应变构造带内，卡拉麦里深大断裂、清水—苏吉泉大断裂斜贯全区。在成矿带上属于卡拉麦里—达尔布特成矿带之卡拉麦里—莫钦乌拉成矿亚带。晚古生代以来大规模的碰撞造山运动及伴随的岩浆活动对该金矿的形成起决定性作用。

1.1区域地质

矿区地层相对较单一，主要为下石炭统南明水组(C1n)和中泥盆统平顶山组(D2p)。其中，下石炭统南明水组为赋矿地层，呈NW向带状分布于矿区南侧，出露面积较大，该组主要由浅海相碎屑岩及火山碎屑岩组成，见有少量的火山熔岩夹层或透镜体。其处于构造挤压带上，岩层多已破碎和变质。岩石多片理化、碎裂岩化、绿片岩化，根据岩性、层序和沉积旋回，分为下石炭统南明水组上亚组(C1nb)和下石炭统南明水组下亚组(C1na)。中泥盆统平顶山组分布于矿区北部，主要由浅海碎屑岩组成，以砂岩、粉砂岩和砂砾岩为主。岩性主要为凝灰质砂岩、粉砂岩、砂砾岩；与上覆中石炭统南明水组呈不整合接触。第四系(Q)分布于区内洼地、沟谷、山前地带和河谷两侧边缘，主要为风积、洪积、冲积、堆积的砂石及部分戈壁植物腐植土等松散堆积物。

该区位于卡拉麦里深断裂北部的次一级构造清水—苏吉泉大断裂之中，清水—南明水褶皱束之南明水复背斜北翼，清水—苏吉泉大断裂主结构面从矿区北部通过，并广泛发育平行的次级断层，造成矿区内构造发育、岩石破碎，并发生强烈片理化。

区内岩浆活动较为发育，侵入岩主要分布于矿区以北，喷出岩在矿区南北均有出现。区内侵入岩主要为华力西中期第二次侵入的超基性岩，周围零星分布闪长岩、辉长岩类。

1.2碎裂岩化蚀变带(矿脉)地质特征

矿区目前共发现9条碎裂岩化蚀变带，其中39号碎裂岩化蚀变带产于清水—苏吉泉大断裂主构造带北侧中泥盆统平顶山组，38号碎裂岩化蚀变带产于清水—苏吉泉大断裂与卡拉麦里深大断裂之间下石炭统南明水组上亚组中，其他碎裂岩化蚀变带均产于清水—苏吉泉大断裂主构造带及其分支构造中，围岩为下石炭统南明水组上亚组。碎裂岩化蚀变带主要由碎裂凝灰岩、片理化凝灰岩及少量千枚岩组成。

2地球物理特征

测区内含金地质体产于下石炭统南明水组中，金矿化主要与清水—苏吉泉大断裂主构造带及其碎裂岩化蚀变带关系密切。围岩主要为下石炭统南明水组片理化凝灰质砂岩、凝灰岩；构造带中岩石普遍发生碎裂，带内多见石英脉，个别石英脉见黄铁矿化、褐铁矿化，局部含金。为查明含金地质体与围岩的电性特征，对区内坑道及地表主要地层进行激电对称小四极测量，矿体及围岩电性参数见表1。

3野外激电数据采集与处理

3.1工作方法

激电探测法是以地下岩石、矿石在人工场作用下发生的物理和电化学效应的差异为基础的一种电法勘查方法。本次工作采用联合剖面装置，工作时选择时间域激发极化法，双向短脉冲供电方式，供电时间2s，占空比1∶1。根据联剖极距选择结果，主要采用AO=110m，MN=20m装置，为确定构造及含金属硫化物地质体的产状和深部延深情况，部分测线采用AO=50m，110m，210m，MN=20m的3种极距联剖测量。

3.2测线布置

物探网布设在矿区5s控制测量的基础上进行。测线间距320m，测线长1 000m，方位 13°。测线的基线点或端点坐标根据勘探线设计图进行计算，算出坐标后，在就近的矿区5s控制点上利用仪器进行放样、打桩，同时测出该点的实际坐标。实际坐标与理论坐标差值均控制在10cm之内。在基线上或端点架设全站仪，后视控制点，设定测线方位13°后每隔20m放样一个测点，并作标记，遇视线受阻时严格在测设方向上设置转点，测定其坐标后转站。测网网度为320m×20m，其中83线、95线间距240m，67线、47线间距400m，96线、104线、112线、120线间距均为160m，其余均为320m，布设基线长5.6km，测线长1km，共布设20条测线计20km。测线编号与勘探线编号一致，测点由中间向两侧按159，143，…，15，0，16，104，…，120编号。

3.3激电联合剖面测量极距选择

为选择合适的测量极距，在83勘探线做了激电联合剖面3种极距的选择试验，极距AO分别为50m，110m，210m，MN=20m，点距20m，测线方位13°(图1)。通过比较2种极距的ηs max值及其曲线形态，极距AO=50m和AO=110m均能反映构造带和极化体的存在。当极距AO=50m时，视极化率ρs值不稳定，受浅部地表不均匀体干扰；当极距AO=110m，210m时，均能更好地抑制浅部不均匀体的干扰。全区联测时，选择供电极距为AO=110m，测线长1 000m，测量极距MN=20m，点距20m，线距320m。这些参数的选择符合《时间域激发极化法技术规定》要求，从全区观测结果也可看出方法的有效性及极距参数的合理性。

表1　矿区岩(矿)石电性参数特征

图1　83线不同极距激电联合剖面图Fig.1　Integrated IP profile at line 831.低阻正交点；2.高极化反交点；3.推测构造(破碎带)及编号；4.推测极化体及编号

3.4激电测深、数据处理与成图

激电测深采用上述仪器和参数，不等比对称四极装置，最小AB/2距1.5m，最大AB/2距900m，以保证视极化率ηs曲线有明显的前支和尾支渐近线。A，B极沿矿脉走向布置，所用电极距见表2。采集的激电数据、电阻率和极化率数据通过计算、校正，利用武汉中地信息工程有限公司开发的MAPGIS6.7和ESSC物化探制图软件编制了图件。

4激电异常解释与推断

4.1推测构造和极化体

(1)激电联剖推测构造。根据激电联合剖面测

表2　电测深极距

图2　苏吉泉东金矿激电联测ρs平剖图Fig.2　Section plan of joint measurement ρs of test points in Sujiquandong gold deposit1.曲线，Ω·m；2.曲线，Ω·m；3.推测构造破碎带及编号

图3　苏吉泉东金矿激电联测ηs平剖图Fig.3　Section plan of joint measurement ηs of test points in Sujiquandong gold deposit1.曲线；2.曲线；3.推测极化体及编号

量电阻率变化特征及一系列视电阻率低阻正交点，推测有3条平行的NW向破碎带，从西向东编号为PSD1和PSD2，其中主断裂构造PSD2贯穿测区，倾向SW(图2)。

(2)激电联剖推测极化体。根据激电联合剖面测量极化率变化特征及一系列视极化率反交点，推测有NW向极化体，从西向东编号为Jht1，Jht2和Jht3，产状为陡倾，其中Jht1倾向SW(图3)。

4.2成果解释推断原则

构造和极化体的解释推断主要依据激电联合剖面测量结果进行。构造解释推断主要依据视电阻率ρs，把不同测线上相同性质的视电阻率ρs正交点按对应关系联接起来作为相应的构造位置。具体解释推断主要依据视极化率ηs资料，把不同测线上相同性质的视极化率反交点按对应关系联接起来作为相应的极化体位置。同时紧密结合地质资料，自始至终贯彻多次反馈原则，逐步逼近真实地质体。

本次激电测深工作，主要用于对构造、极化体定性和极化体的顶部埋深作粗略的半定量计算。根据经验，激电测深视极化率ηs曲线前支拐点所对应的AB/2距与极化体顶部埋深(H)接近，即H≈AB/2(拐点)。应用吉林大学开发的GeoElectro3.0电法数据处理软件对数据进行一维、二维反演。

4.3构造解释推断

根据构造推断原则，参考激电联剖视电阻率ρs剖面平面图，分析ρs曲线的峰值和变化梯度等规律，结合该区地质特征，推测构造带2条，其中1条主断裂构造PSD2贯穿测区，倾向SW，倾角中等(图2，图3)。

(1)PSD1破碎带。

(2)PSD2破碎带。

图4　83线激电测深断面等值线图Fig.4　Section contour of IP measurements at Line 83

图5　83线130点视极化率一维反演解释模型图Fig.5　Interpretation model of 1D inversion of apparent polarization at point 130 of Line 83

图6　103线140点视电阻率曲线及一维反演解释模型Fig.6　Interpretation model of 1D inversion of apparentpolarization at point 140 of Line 103

4.4激电测深成果解释

83线上布置电测深点8个，编号为110，120，130，140，150，160，170，180，点距100m，最大AB/2长900m，方向大致与矿脉方向一致，采用罗盘定向，测绳量距。

(1)定性解释。从83线测深断面等值线图(图4)可见，电阻率测深断面等值线图(图4a)在点140—150间， AB/2=3～450m为陡立低阻(蓝区)，推测为破碎带，总体S倾，倾角较陡；视极化率测深断面等值线图(图4b)在点120—130， AB/2=100～300m视极化率值高，推测由金属硫化物富集的地质体引起，深部由视极化率等值线变化趋势推测矿化体S倾，倾角较陡，近于直立，视极化率高值区(红区)相对于视电阻率低值区往南位移，位于破碎带上盘；极化体由于受构造影响较为破碎，金属硫化物富集，异常明显，呈现低阻高极化特征。

图7　83线电阻率测深二维反演拟断面等值线图Fig.7　The proposed section contour of 1D inversion of resistivity sounding at Line83

(2)半定量(定量)解释。根据经验，激电测深视极化率ηs曲线前支拐点所对应的AB/2距与极化体顶部埋深(H)接近，即H≈AB/2(拐点)。由130点视极化率曲线图(图5b)可看出曲线缓慢上升至AB/2=90m时骤升(拐点)，至AB/2=300m达到饱和，由H≈AB/2(拐点)推测其顶部埋深为50m。用理论曲线拟合实测曲线(误差为19%的精度)，得出视极化率反演模型(图5a)，可看出极化体顶部埋深90m。由此可见，经验公式推测极化体埋深与理论反演结果基本一致。其他测深点视极化率反演解释模型图在此不逐一列出。

(3)电阻率一维反演。对103线140点测深数据用GeoElectro3.0电法数据处理软件进行反演(图6)，电阻率测深曲线为A型，对实测曲线用理论曲线拟合(拟合差为11%的精度)，得出140点反演解释模型图(图6a)。第一层视电阻率为57Ω.m，厚2m，推测为第四系覆盖层；第二层视电阻率为370Ω.m，厚279m，推测为碎裂岩化蚀变带；第三层视电阻率为1 200Ω.m，厚>100m，推测为凝灰岩。其他测深点视电阻率曲线及反演解释模型未逐一列出。

(4)电阻率二维反演。对83线测深数据用GeoElectro3.0电法数据处理软件进行二维反演(图7)，横坐标0.0相当于测深点110，横坐标250相当于测深点130—150有一层碎裂凝灰岩(黄色)，中阻，厚1～50m；在深50m以下(绿色)低阻区推测为碎裂岩化蚀变带，红色区为围岩凝灰岩。

5结论

(1)通过电阻率ρs和视极化率ηs确定了破碎带和极化体的位置，并结合地质资料圈定了PSD1，PSD2两个破碎带和Jht1，Jht2，Jht3三个极化体。

(2)建立了各测线视极化率一维反演解释模型图，确定了破碎带的走向、延伸长度、形态等特征。

(3)通过电阻率测深一维反演拟断面等值线和二维反演拟断面等值线，推测苏吉泉东金矿破碎带和极化体的埋深为90～100m。

致谢：本文撰写过程中得到武警黄金八支队同行的大力支持，在此表示感谢！

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ApplicationofIPtoexplorationinSujiquandonggolddeposit

HANQiong1,2,GONGXiaoping1,TIANHongbiao3

(1. Geological and Mining Engineering College, Xinjiang University，Urumqi 830049, China;2. Geological Survey of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830000, China;3. No.8 Geological Party of CAPF, Urumqi 830057, China)

Abstract：During IP survey in Sujiquandong gold deposit anoly resistivity ρs and apparent polarization ηs. are obtained. The correspondent negative points of intersection of resistivity ρs and apparent polarization ηs. in same nature but at different lines are linked up to indicate fractural zone and location of polarized body. Combined closely with geological data multiple feedback are carried out then gradually is approached the real geological body and PSD1, PSD2 the two fractural zones and Jht1, Jht2, Jht3 the three polarization bodies delineated. Through 1D and 2D inversion of ρs and ηs, is fitted the morphology and relative depth of the fractural zones and polarized bodies so as to provide geophysical evidence for exploration in the area.

Key Words：Sujiquandong gold deposit; IP measurements; IP integrated section measuring; Kalamaili metallogenic belt; Xinjiang

收稿日期：2014-12-15；责任编辑：赵庆

基金项目：中国地质调查局“阿尔泰—准噶尔北缘成矿带矿产资源调查成果集成”(编号：12120113041900)资助。

作者简介：韩琼(1986—)，男，工程师，主要从事区域地质矿产调查、成矿规律及成矿预测研究。

通信地址：新疆乌鲁木齐市沙依巴克区深圳城2911室；邮政编码：830000；E-mail：hanqiong0413@126.com 通信作者：弓小平(1963—)，男，教授级高级工程师，从事综合信息成矿预测研究。E-mail：gxiaoping01@163.com

doi：10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 01. 014

中图分类号：P631.324；P618.51

文献标识码：A