基于双频激电法的淌塘铜矿成矿远景区预测*

邓　波　叶志青　李金忠

(1.四川省地质矿产勘查开发局403地质队；2.成都理工大学地球物理学院；3.四川省地质矿产勘查开发局207地质队)



基于双频激电法的淌塘铜矿成矿远景区预测*

邓波1,2叶志青1李金忠3

(1.四川省地质矿产勘查开发局403地质队；2.成都理工大学地球物理学院；3.四川省地质矿产勘查开发局207地质队)

摘要当前，我国矿业资源形势十分严峻，许多矿山经过多年开采，资源储量已严重不足，因此，在矿区深部和外围进行找矿，延长矿山服务年限已成为迫在眉睫的任务。危机矿山往往干扰较大，使物探工作效果大打折扣，而双频激电法具有抗干扰能力强、精度高、轻便灵活、成本低、速度快等优点，适合在危机矿山开展工作。为此，通过在淌塘铜矿开展双频激电工作，预测了成矿远景区，大致确定了深部矿体的空间赋存形态，经钻探验证，见矿效果较好，说明双频激电法可在危机矿山增储扩能中发挥较大作用。

关键词深部找矿危机矿山双频激电法成矿远景区

四川省会东县淌塘铜矿开采始于2007年，通过一次扩建，形成了多中段同时开拓、探矿、采矿生产格局的地下开采矿山，目前实际生产能力已达55万t/a。该矿山计划投资1.7亿元建设的凉山矿业会东县淌塘铜矿矿山延伸接替工程，完工后采选规模将超过65万t/a。依据2013年3月通过四川省储量评审中心评审(川评审[2013]093号)的储量，矿石回采率按84%计算，该矿山服务年限为8.7 a，达中度危机程度，因此，开展接替资源勘查、增加矿区资源量、延长矿山服务年限已为当务之急。近年来，在该矿区陆续开展了大量磁法、大功率激电工作，但由于工区电磁、噪音干扰较大、地形条件较差等原因，均未取得明显效果。由于双频激电法具有抗干扰能力强、轻便灵活等特点[1-5]，故本研究采用该方法对矿区进行找矿勘探并圈定成矿远景区，为在区内有效开展找矿工作提供准确依据。

1矿区概况

1.1地质特征

淌塘铜矿矿区位于扬子地台康滇地轴中段东缘，为EW走向的金沙江褶断带与川滇SN向构造带的交接复合部位。构造运动在晋宁期、澄江期及印支期均有表现，并伴有相应的岩浆活动。多期、多阶段构造-岩浆活动及变质变形作用，构成了该区良好的成矿地质背景，为区内丰富的矿产资源形成提供了有利条件。淌塘铜矿区域上位于扬子地台康滇地轴中段东缘会理会东—东川坳拉槽北部，米市江舟断陷和东川断拱区中部，出露地层为中元古界前震旦系会理群淌塘组(Pt2t)变质岩系，次为第四系(Q)。淌塘铜矿工业矿体主要赋存于淌塘组中亚组中(图1)，主要岩性为灰—深灰色炭质绢云千枚岩、炭质(凝灰质)千枚岩、铁质千枚岩、钙质(绢云)千枚岩。该矿区经过多期构造变形，构造形迹复杂，总体有近SN、NW、NE向等3组断层，主要分布于矿区中、西部，但矿床范围内主要出露NE向F2断层、NW向F1断层。矿区总体褶皱形态为轴向近SN的紧密复式褶皱，中部为一向斜，东部为一背斜，一系列近EW向的次级褶皱叠加于近SN向的褶皱上。向斜核部为淌塘组上亚组地层，两翼为淌塘组中亚组及下亚组地层。背斜核部为淌塘组下亚组地层，两翼为淌塘组中亚组及上亚组地层。矿区揉皱发育，地层产状变化较大。矿床内主要出露背斜西翼(或向斜东翼)及核部，柔皱发育。

1.2地球物理特征

工作区内共采集了岩矿(石)样本19套，共565块，在室内采用强迫电流法，用SQ-3C型双频激电仪对岩(矿)样本的物性参数进行了测定，结果见表1。由表1可知：绢云千枚岩类幅频率基本小于4.5%，电阻率变化范围较大，主要表现为中—高阻、中—低极化特征；炭质千枚岩类幅频率基本大于9%，电阻率约2 000 Ω·m，表现为中—高阻、高极化特征；石英类幅频率小于1%，电阻率基本大于2 600 Ω·m，表现为高阻、低极化特征；其他围岩类幅频率基本小于2%，电阻率变化较大，主要为600～200 Ω·m，表现为中—低阻、低极化特征；矿化岩石类幅频率基本大于8%，电阻率变化较大，主要为100～1 200 Ω·m，表现为中—低阻、高极化特征；铜矿石幅频率大于86%，电阻率小于500 Ω·m，表现为低阻、高极化特征。由此可见，炭质千枚岩表现为高阻、高极化特征，其他不含矿岩石表现为中—高阻中—低极化特征，而矿石和含矿岩石表现为中—低阻高极化特征，围岩与探寻目标体之间存在明显的物性差异，具备开展激电工作的地球物理前提。

图1　淌塘铜矿地质特征

2双频激电工作参数

本研究在工作区开展激电中梯测量和激电测深工作，激电测深点布置于激电中梯圈出的有利异常上[6-10]。工作使用仪器为中南大学研制的SQ-3C双频激电仪，激电中梯AB=600 m，MN=40 m，点距为20 m，线距为100 m；激电测深装置为对称四极，AB最大为1 060 m，相关参数见表2。

3异常推断解译

工作区激电中梯测量视幅频率等值线图、视电阻率等值线图分别如图2、图3所示。由图2、图3可知：①视幅频率等值线总体呈长条状或带状分布，走向近SN，与已知地层走向基本一致，测区视幅频率变化范围不大，主要为2%～5%，背景场主要为3%～4%，局部发现明显的高值激电异常，视幅频率为4%～10%，其中测区北部异常呈条带状，走向近SN，与已知地层走向基本一致，东南部异常呈条带状，EW—NW走向，与已知断层走向一致；②视电阻率等值线总体呈长条状或带状分布，走向近SN，与已知地层走向基本一致，测区视电阻率变化范围较大，主要为50～2 000 Ω·m，视电阻率等值线区域分布明显，北部相对较高，视电阻率大于400 Ω·m，东南部较低，视电阻率小于400 Ω·m，基本反映了测区视电阻率南低北高的电性分布特征；③综合视幅频率、视电阻率等值线可知，本研究发现的高值激电异常主要与中阻区对应，且该异常局部表现为相对低阻的特征，在有钻孔或坑道揭露矿体的区域，均发现了明显的高值激电异常，说明本研究获得的高值激电异常与已知矿体对应较好。

表1　岩(矿)石物性参数

表2　激电测深基本极距

图2　视幅频率平面等值线

图3　视电阻率平面等值线

图4　异常综合推断结果

为更好地展示物探成果，将视幅频率等值线图、平面推断图与各中段平面图进行叠加，绘制了地物综合立体图(图5)。由图5并结合相关地质资料分析可知：①推测的Fw1断层与已知断层F20重合性较好，但F20断层东部延伸情况未控制，由Fw1断层的展布情况可知，其东部向南发生了偏转，对比分析认为，本研究物探推测的Fw1断层实为已知断层F20，且F20断层东部向南发生了偏转；②F20断层为工作区的主要控矿断层，矿体沿断层分布，走向与断层一致，推测已知含矿带具有沿Fw1断层向东南延伸的趋势，HKD-2#含矿带的西部即对应已知含矿带，而HKD-2#含矿带的东南部分即为已知含矿带的东延部分，经对比分析认为，HKD-2#含矿带找矿前景较好。

图5　地物综合立体图

(1)JHT15-1#极化体。该极化体埋藏较深，顶板埋深约170 m，向E陡倾，延伸约130 m后尖灭，对应视幅频率较高，主要为4%～6%，视电阻率较低，主要为600～1 000 Ω·m。总体来看，该极化体对应的激电异常表现为低阻、高极化特征，与探寻目标体的物性特征吻合较好。根据已施工的2个老钻孔(ZK1502-1、ZK1502-2)揭露的情况，在推测极化体位置处见到数层薄矿(化)体。综合分析认为，该极化体为钻孔揭露矿体，且该矿体向下延伸至2 445 m标高处尖灭。

图6　15#线综合剖面

(2)JHT15-2#极化体。该极化体埋藏较深，顶板埋深约100 m，先向E陡倾，再转为向W陡倾，最后又转为向E陡倾，表现为反“S”形特征，对应视幅频率较高，主要为5%～8%，视电阻率较高，基本大于3 000 Ω·m。总体来看，该极化体对应的激电异常表现为高阻、高极化特征。根据已施工的ZK1501老钻孔揭露的情况，在推测极化体顶部见到2层矿体。综合分析认为，该极化体对应视幅频率较高，在顶部有已知矿体被钻孔控制，且向下延伸较大，因此，找矿前景较好，其表现出的高电阻率特征主要是由于石英含量较高所致。

(3)JHT15-3#极化体。该极化体埋藏较深，顶板埋深约190 m，向E陡倾，沿倾向延伸较大，对应视幅频率较高，主要为5%～8%，视电阻率中等大小，主要为800～1 200 Ω·m。总体来看，该极化体对应的激电异常表现为相对低阻、高极化特征，与探寻目标体的物性特征吻合较好。结合地质资料综合分析认为，该极化体的找矿前景较好。

(4)JHT15-4#极化体。该极化体埋藏较深，顶板埋深约130 m，向E陡倾，沿倾向延伸较大，对应视幅频率较高，主要为5%～8%，视电阻率中等大小，主要为1 000～1 200Ω·m。总体来看，该极化体对应的激电异常表现为相对低阻、高极化特征，与探寻目标体的物性特征吻合较好。结合地质资料综合分析认为，该极化体的找矿前景较好。

(5)JHT15-5#极化体。该极化体埋藏较深，顶板埋深约70 m，向E陡倾，沿倾向延伸较大，对应视幅频率较高，主要为5%～8%，视电阻率中等大小，主要为1 600～2 000 Ω·m。总体来看，该极化体对应的激电异常表现为中阻、高极化特征，与探寻目标体的物性特征相似。结合地质资料综合分析认为，该极化体的找矿前景较好。

4钻探验证

根据上述异常圈定成果，在15#线布设了ZK1503钻孔对JHT15-2#、JHT15-3#、JHT15-4#、JHT15-5#极化体进行了验证，结果见图7。

钻探结果表明：①JHT15-2#极化体，钻孔穿过位置未见矿体，分析认为，钻孔主要位于异常底部，因此，推测该极化体延伸有限，但仍有一定的找矿意义；②JHT15-3#极化体附近约5 m处见1 m厚的铜矿体，表明异常推测结果与钻探结果较吻合；③JHT15-4#极化体附近15 m的范围内见4层铜矿体，表明异常推测结果与钻探结果吻合较好；④JHT15-5#极化体顶部见数层较薄铜矿体，不成规模，分析认为，钻孔位于异常顶部，偏离了异常中心，因此，距异常中心较近的范围内有较大可能发现具有一定规模的铜矿体，该极化体仍具有较好的找矿意义。

5结语

危机矿山属于成熟矿山，基础设施建设完善，坑道发育，地下电流分布密集，电、磁、噪音干扰较大，使得物探工作效果大打折扣。双频激电法可同时接受2个不同频率的信号，可有效减小随机干扰的影响，具有抗干扰能力强、精度高、轻便灵活、成本低、速度快等特点，适合在干扰较大、地形条件较差的地区开展工作。为此，本研究以四川省会东县淌塘铜矿为例，开展了双频激电找矿工作，圈定了6个激电异常，推测了2个含矿带，经钻孔验证，异常推测结果与钻探结果基本吻合，表明双频激电法在干扰较强的危机矿山可取得较好的找矿效果。

图7　15#线异常验证剖面

参考文献

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(收稿日期2015-11-13)

Prediction of the Metallogenic Prospect Area of Tangtang Copper Mine Based on Dual Frequency Induced Polarization Method

De Bo1,2Ye Zhiqing1Li Jinzhong3

(1.403 Geological Brigade,Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources;2.College of Geophysics, Chengdu University of Technology;3.207 Geological Brigade,Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources)

AbstractAt present, the mining resources development situation in our country is very serious, after many years of mining, many mines are shortage of resources. So, it is necessary to conduct the deep prospecting and periphery prospecting work in the above mining areas, to extent the service life of the above mining areas. The interference of the crisis mines is usually large, which leads to the geophysical prospecting results is not ideal. The dual frequency induced polarization method with the characteristics of strong anti-interference ability, high precision, portable flexible, low cost and fast speed, so, it is suitable to conduct prospecting work in the crisis mining areas. Taking the Tangtang copper mine as the research example,the dual frequency induced polarization method is used to predict the metallogenic prospect area of the mining area, the spatial occurrence mode of the ore-bodies in the depth of mining area are determined roughly, the ideal prospecting effects is verified by drilling. The research results in this paper show that the dual frequency induced polarization method can play a great role in increasing resources reserves and expanding capacity of the crisis mines.

KeywordsDeep prospecting, Crisis mine, Dual frequency induced polarization method, Metallogenic prospect area

*中国地质调查局基金项目(编号：12120114270701)。

邓波(1985—)，男，工程师，硕士研究生，614200 四川省峨眉山市兴隆街1号。