直流电法在甲基卡稀有矿床外围地区寻找隐伏性岩脉的应用

秦宇龙，孙　劲，张　东，王显锋，徐云峰（.四川省地质调查院，成都　6008；.四川省地矿局川西北地质队，四川 绵阳　6000）

直流电法在甲基卡稀有矿床外围地区寻找隐伏性岩脉的应用

秦宇龙1，孙劲2，张东2，王显锋1，徐云峰1
（1.四川省地质调查院，成都610081；2.四川省地矿局川西北地质队，四川 绵阳621000）

随着以锂为代表的新能源金属应用越来越受到重视，寻找锂矿资源将日益显得重要。为了实现在隐伏地区找矿突破的目的，以四川甲基卡稀有矿床外围容须卡地区为例，应用直流电法勘探圈定隐伏伟晶岩脉，在区内圈定了3个北西向高阻异常带，其中J3号高阻异常与已知R2含锂伟晶岩脉吻合较好，J1、J2两个高阻异常局部见伟晶岩体出露，推测异常由隐伏伟晶岩脉引起；进而寻找甲基卡式锂矿，以期能够对相关区域的隐伏型甲基卡式锂矿的有效探测提供参考和指导。

激电中梯测量；伟晶岩脉型锂矿（甲基卡式锂矿）；稀有矿床；容须卡；甲基卡；四川

当今我国正处在快速工业化和经济腾飞的进程中，消耗大量的矿产资源已为必然。以锂为代表的新能源金属应用将会越来越受到重视。四川稀有矿产主要集中于川西地区，以甲基卡为代表。在四川雅江-道孚-康定地区，目前除甲基卡（大型）、容须卡（中型）和木绒（小型）3个矿床外，还有长征、新卡、德米等矿点及大量矿化线索；而且矿化蚀变范围大，均已发现含锂矿伟晶岩，其成矿地质背景、控矿条件等与甲基卡矿区相同（或相似），通过进一步工作，可望取得重大进展［1］。在甲基卡、容须卡和木绒锂矿床已查明资源储量91.35万t，但勘查深度较小，最大深度约370 m，一般深度仅有120 m。四川省锂矿成矿规律的研究和矿产预测结果表明［1］，在四川雅江-道孚-康定地区一带锂矿资源有很大找矿前景，预测可新增资源量149万t（1 000 m以浅）、86万t（500 m以浅）［1］。

为了实现在四川甲基卡稀有矿床外围容须卡隐伏地区找矿突破的目的，本次工作在已知含锂伟晶岩脉找矿靶区上开展以直流激电中梯剖面测量为主的物探工作，圈定、追索隐伏的伟晶岩脉，达到间接找矿的目的。

1　地质及地球物理特征

1.1地质特征

四川甲基卡稀有矿床外围容须卡锂矿位于川西地区一条重要的Li-Be-Au-Cu-Pb-Zn-水晶成矿带上。该成矿带地处被动大陆边缘盆地，巴颜喀拉地块壤塘-马尔康前陆海盆地和石渠-雅江残余海盆地［1］（图1），沉积了愈万米的三叠系西康群砂泥质地层。随着印支构造旋回的回返，本区形成陆地，结束了沉积历史。在印支构造旋回晚期，本区在构造内外力作用下主要表现为陆内挤压、汇聚、碰撞造山环境。其结果是大量热穹窿的形成、硅铝层的熔融、岩浆侵入活动强烈，生成一系列中酸性岩体。印支晚期-燕山早期本区处于相对宁静期，有利于侵入岩浆岩分异、交代，形成富含挥发分和稀有金属的残余岩浆。这种残余岩浆在成矿有利场所堆集成川西稀有金属伟晶岩矿床。

图1　研究区域大地构造示意图 （据文献［1］修编）Fig.1　Tectonic map of the study area

工作区地层划属巴颜喀拉地层区玛多-马尔康地层分区［1］。区内出露地层主要为上三叠统侏倭组（T3zw）、新都桥组（T3xd），主要岩性有长石石英砂岩、粉砂质板岩、二云母片岩等［2］。

工作区岩脉以中酸性较为发育，其产出和相应的岩浆活动有关，空间分布受构造控制明显，主要有花岗伟晶岩脉、闪长岩脉、花岗细晶岩脉和石英脉等。花岗伟晶岩脉为工作区内稀有金属矿赋矿岩脉，是本次研究调查的主要对象。

据全国矿产资源潜力评价成矿区带划分，工作区横跨北巴颜喀拉-马尔康Au-Cu-Ni-Pt-Fe-Mn-Pb-Zn-Li-Be-Nb-Ta-云母成矿带（Ⅲ-30）和南巴颜喀拉-雅江Li-Be-Au-Cu-Pb-Zn-水晶成矿带（Ⅲ-31）［1］（图2）。

1.2地球物理特征

工作区中不同岩、矿石电性差异是开展电法工作的前提。工区内岩石较为单一，主要有片岩、伟晶岩。本次在工作区共测定岩矿石标本63块，其电性参数测定统计结果见表1。

可以看出，容须卡地区伟晶岩与片岩的视电阻率ρs差异十分明显，伟晶岩为高阻，片岩为中低阻；视极化率ηs伟晶岩略高于片岩，但差异不明显。由于岩石的电阻率与岩石的致密程度有关，成岩后岩石所受的破坏力将会影响其致密度，岩石在地表风化后，变得松散，使其电阻率降低；变质程度较浅的片岩层理较发育，其各向异性系数也较大，故测试物性时不同方向的测试成果也可能会有几倍的差异。

图2　研究区成矿带划分 （据文献［1］修编）Fig.2　Metallogenic belts division map in study area

容须卡锂矿目的层（伟晶岩）与围岩（片岩）之间具有明显的电性差异，为本区开展直流电法寻找伟晶岩型锂矿奠定了地球物理基础。

表1　容须卡地区岩矿石电性参数统计Table 1　Electrical parameters statistic of rocks in Rongxuka area

2　直流电法探测

2.1数据采集参数

工作野外数据采集：使用重庆奔腾数控技术研究所生产的WDFZ-5发射机和WDJS-2接收机，供电电源使用5 kW汽油发电机。

采用中梯装置：供电极距AB=1 200 m、测量极距MN=40 m，观测段为AB距的2/3，旁侧距不超过AB距的1/5。供电周期16 s，断电延时200 ms，采样宽度40 ms。

布置剖面9条，测量点距20 m，测线方向247°。工作时采用了减小接地电阻的措施，接地电阻一般在500 Ω以内，供电电流在1.4 A左右。

2.2已知脉体的激电中梯试验

在工作区，选择在已知脉体进行激电中梯试验，用激电方法进行验证。试验剖面及结果见图3。

图3　已知含锂伟晶岩脉试验剖面图Fig.3　Cross-section of pegmatite veins with lithium

由试验剖面可知，视极化率无论是伟晶岩还是片岩，差异不明显，难以区分；而视电阻率曲线上差异非常明显，伟晶岩的视电阻率显著高于片岩，显示出用中梯装置追索较陡倾的高阻岩脉的实效性。

决定视电阻率大小的因素有地质体的真电阻率、各电性体的厚度、大小及形状、埋藏的深浅、供电电极和测量电极的相互位置以及与不均匀电性层的相对位置。视电阻率不是地下某一种岩石的真电阻率，是在电场作用范围内，地下电性不均匀体的综合反映［3-4］，从而造成了工作区野外测量的伟晶岩视电阻率比物性测定的电阻率低，本次试验剖面上伟晶岩体的视电阻率值在1 000 Ωm以上。

综上所述，工作区地层岩石的电性具有以下特征：极化率方面伟晶岩略高于围岩（片岩），差异不明显；电阻率方面伟晶岩与围岩（片岩）差异很大，伟晶岩显著高于围岩，属于高阻体。

2.3容须卡地区的直流电法探测

依据工作区地质和物性资料，视极化率常见值在2%～8% （图4a）。经统计，视极化率ηs平均值为4.84%，而背景值为4.65%，两者差异不明显，表明了工区视极化率总体平稳、变化不大，同时显示了工区视极化率具有较高的背景场特征，证实了工作区地层中的各类片岩普遍含有一定程度炭质。视极化率局部相对较高的异常点，均分布零星、稀疏，难以同时在沿测线及两条测线上连续出现，主要零星的分布在J03、J07、J09线上，视极化率异常值高达10%以上，引起这种高视极化率异常的原因除了含炭质程度较高之外，是否还有其他因素有待查证。

工作区视电阻率ρs值起伏变化较大，整个西段视电阻率值ρs普遍偏高，可能与基岩裸露、覆盖较浅有关；其他大部分为600 Ω左右的背景场，可能由于掩盖较厚、片岩风化严重等因素所致（图4b）。东西两端的高阻异常推测由靠近电极引起（此段电场较高，为非平稳场段），也可能为电极附近隐伏高阻体引起，而在中部呈带状分布的高阻异常就是本次工作的主要对象；从工作区出露的地层岩石来看，很有可能由具有高阻特征的伟晶岩引起。

图4　容须卡地区视极化率与视电阻率分布特征Fig.4　Distribution chart of apparent polarizability andapparent resistivity in Rongxuka

根据工作区物性特征和地电场分布特点，在本区开展激电工作圈定目的异常，选择的主要参数为视电阻率ρs。

2.4地球物理异常的推断解释

根据工作区视电阻率ρs分布特征，结合物性测定结果及地质资料，在工作区圈定了3个视电阻率ρs异常，编号为J1、J2、J3（图5）。J1位于工作区北部至中部，处于J09～J17线68～92号测点。异常北西-南东走向，北西未封闭，异常长约575 m，宽55～80 m，视电阻率1 000～3 600 Ωm，为高阻异常。

（1）J1激电异常区所处位置为上三叠统侏倭组，异常区南东地表见伟晶岩脉出露，根据本次物性测定结果，伟晶岩相对于围岩（片岩）显示为高阻，产生的视电阻率异常一般在1 000 Ωm以上，结合工作区地质资料推测：J1高阻异常由伟晶岩脉引起，11～17线68～92号测点推测有隐伏伟晶岩脉。

（2）J2位于J1激电异常以东，处于J13～J15线64～72号测点。异常北西-南东走向，北西封闭，南东J11线由于地形原因部分测点未能到达，异常南东边界尚不能确定，保守推测异常未延伸至J11线。异常长约230 m，宽60～75 m，视极化率1%～7%，视电阻率1 000～3 700 Ωm，为高阻异常。

J2激电异常区所处位置为上三叠统侏倭组（T3zw），异常区地表见伟晶岩脉出露，根据本次物性测定结果，伟晶岩相对于围岩（片岩）显示为高阻，产生的视电阻率异常一般在1 000 Ωm以上，结合工作区地质资料推测，J2高阻异常由伟晶岩脉引起。

（3）J3位于工作区南部，处于J01～J03线46 ～54号测点。异常北西-南东走向，南东未封闭，异常长约230 m，宽55～70 m，视电阻率1 000～2 800 Ωm，为高阻异常。

J3激电异常区所处位置为上三叠统侏倭组，异常区地表见R2含锂伟晶岩脉出露，脉体切割围岩，围岩产状有陡有缓，围岩产状底板 215° ∠80°，顶板183°∠47°，伟晶岩脉产状19°∠68°，厚度13.6 m。根据本次物性测定结果，伟晶岩相对于围岩（片岩）显示为高阻，产生的视电阻率异常一般在1 000 Ωm以上，结合工作区地质资料解释J3高阻异常由伟晶岩脉引起。

3　结论

（1）本次工作充分证明直流电法中梯装置在追索陡倾高阻岩体方面的有效性。从目前的工作程度和结果来看，区内的锂矿主要与伟晶岩脉（高阻体）密切关联，矿（化）带主要分布于伟晶岩脉内。

（2）在区内圈定的3个北西向高阻异常带，其中J3号高阻异常与已知R2含锂伟晶岩脉吻合较好；J1、J2两个高阻异常局部见伟晶岩体出露，推测异常由隐伏伟晶岩脉引起。建议对3个高阻异常带进行工程施工验证。

图5　容须卡地区视电阻率异常图Fig.5　Anomaly map of apparent resistivity in Rongxuka area

（3）川西地区作为伟晶岩型锂辉石矿主要矿集区，多数被掩盖，激电方法寻找隐伏型矿脉和找矿效果被越来越多的人所接受，但物探方法受多因素影响而导致异常的多解，从物探方法、范围选择到野外施工、资料处理解释的整个过程应尽可能的排除不利因素影响。物探解释人员尽量多与地质技术人员沟通，客观地评价异常情况，有利于指导下一步的勘查工作。

［1］胡世华，胡朝云，杨先光，等.四川省锂矿资源潜力评价成果报告［R］.成都：四川省地质调查院，2013.

［2］唐国凡，吴盛先.四川省康定县甲基卡花岗伟晶岩锂矿床地质研究报告［R］.成都：四川省地质调查院，1975.

［3］李金铭.电法勘探方法发展概况 ［J］.物探与化探，1996，20（4）：250-258.

［4］李金铭.地电场与电法勘探［M］.北京：地质出版社，2005.

［5］翟雷，杨守渠.激电中梯剖面测量在庙岭金矿床中的应用效果［C］//河南省地质学会.河南地球科学通报2011年卷（下册）.郑州：河南人民出版社，2011：360-363.

［6］李蕊，翟振飞，强羽.激电中梯在普陀山铅锌矿深部找矿中的应用［J］.现代矿业，2014，547（11）：129-131.

［7］张先年，徐遂勤，刘海军.大功率激电中梯在某金矿勘查中的应用［J］.科学技术与工程，2010，10（26）：6511 -6514.

［8］汪玉琼.激电中梯和激电测深在织金新麦铅锌矿区的综合应用［J］.工程地球物理学报，2008，5（5）：551-553.

Application of DC electrical method in prospecting hidden veins around the rare metal deposit of Jiajika

QIN Yu-long1，SUN Jin2，ZHANG Dong2，WANG Xian-feng1，XU Yun-feng1
（1.Sichuan Institute of Geological Survey，Chengdu 610081，China；2.Northwest Sichuan Geological Team，Sichuan Bureau of Geology&Mineral Resources，Mianyang 621000，China）

As more attention is paid to new energy metal application represented by lithium，looking for lithium resources will become increasingly significant.In order to achieve the goal in mineral exploration in concealed areas，DC electrical method is applied to explore and delineate the pegmatite veins in Rongxuka around Jiajika rare metal deposit.Three NW-trending anomalies with high resistance are delineated in the area.Anomaly No.J3 with high resistance is coincidence with R2 containing lithium pegmatite veins among these 3 anomalies.Pegmatite outcroppings are found in anomaly No.J1 and J2 partly，indicating that the anomaly is caused by hidden pegmatite veins.It can not only be the prospecting indicator for searching Jiajika typed lithium deposit，but also the effective references and guidance for relevant area in prospecting the hidden Jiajika typed lithium deposit.

induced polarization intermediate gradien survey；pegmatite vein typed lithium deposit（Jiajika lithium deposit）；rare metal deposits；Rongxuka；Jiajika；Sichuan

P631.324

A

1674-9057（2016）01-0170-06

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.023

2015-08-28

中国地质调查局项目 （12120113049500；1212011220814）

秦宇龙 （1976—），男，工程硕士，高级工程师，研究方向：区域地质调查、矿产勘查，63328712@qq.com。

引文格式：秦宇龙，孙劲，张东，等.直流电法在甲基卡稀有矿床外围地区寻找隐伏性岩脉的应用［J］.桂林理工大学学报，2016，36（1）：170-175.