河南嵩县槐树坪金矿矿体富集规律与电性特征的关系

张参辉 郭玉溪 白德胜 司建涛 李水平

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院)

河南省嵩县槐树坪金矿床属大型构造蚀变岩型金矿床，位于豫西熊耳山地区。全区共圈出了58个金矿体，估算各类金资源量超过30 t，伴生银资源量达85 t。其中，规模最大的金矿体长度为1 500 m，延深700 m，厚度为1.78 m，Au品位为4.26×10-6，单矿体金资源量达到11.8 t[1]。由于区内主矿体赋存于缓倾斜断裂构造蚀变带中，尽管对于矿体地质特征、地球化学特征、成因等方面的研究有部分成果问世[2-5]，但对于该类矿体的物探找矿研究较为薄弱。为有效揭示区内金矿体的富集规律与电性特征的关系，为在该区进一步开展物探深部隐伏矿体找矿工作提供可靠依据，本研究对ZK24-0510、ZK24-4512钻孔开展井中激电测量工作，通过激电成果解译分析并结合钻探验证方法，对区内矿体的激电响应特征进行剖析。

1 矿床地质特征

槐树坪金矿位于华北地台南缘，与秦岭褶皱系毗邻，属华熊台隆二级构造单元，三级构造单元熊耳山断隆与潭头—嵩县新生代断陷盆地的结合部位。矿区地壳具有明显的地台型基底和盖层二元结构，地层呈单斜产出，断裂构造发育，岩浆活动强烈，成矿地质条件十分优越。 区内矿产资源丰富，矿种类型多样，金属矿产主要有金、钼、银、铅、铁等，非金属矿产有萤石、重晶石、滑石、钾长石等，以金矿普遍发育为显著特征。

矿区位于五丈山花岗岩体南西侧的外接触带，南东侧为新生代潭头—大章断陷盆地(图1)。矿区出露的地层主要为中元古界长城系熊耳群鸡蛋坪组中、上段，古近系高峪沟组和第四系。鸡蛋坪组地层大致呈NE向展布，倾向SE，倾角15°～35°，与区域地层产状基本一致,岩性以英安岩、安山岩为主，夹有凝灰岩、火山角砾岩透镜体；古近系高峪沟组岩性主要为黏土岩，分布于矿区东南部；第四系岩性主要为砂砾和黏土，分布于沟谷、山顶平缓地带[6]。

图1 槐树坪金矿区地质特征

区内鸡蛋坪组地层断裂发育，断裂构造走向主要为NE—NEE向(F3、F5等断层)、NW—NWW向(F29、F30断层)(图1)。根据断层倾角可将区内断层大致分为陡倾斜和缓倾斜2类，各组断裂构造均发育不同程度的金矿化。矿区地表出露的缓倾斜断裂构造全部具有金矿化特征，陡倾斜断裂构造形成金矿化的概率为30%，相对成矿率稍低。

2 岩(矿)石电性特征

矿区内岩(矿)石的电性参数主要通过采集钻孔岩芯标本进行测定，并根据矿区地质特征对电性数据进行了统计分析，结果见表1。分析表1可知：矿区内石英脉的电阻率值最大，均值达到6 537 Ω·m，其次为英安岩和正长岩，均值约为3 600 Ω·m；构造角砾岩的电阻率最小，均值为874 Ω·m，其次为矿石(氧化)，均值为1 355 Ω·m；矿石(氧化)的极化率最大，均值达到6.65%，其次为矿化蚀变岩，均值为3.29%，其余岩石的极化率相对较低，均不超过2.51%。可见，矿区矿石呈现低阻、高极化特征，与围岩的物性参数差异明显，为采用电法进行隐伏矿体探测和圈定提供了基础。

表1 槐树坪金矿岩(矿)石电性参数

3 激电异常解译

本研究选择ZK24-0510、ZK24-4512钻孔开展激电测井工作，采取地—井(五方位)工作方式及井—地(剖面测量)工作方式[7-10]。ZK24-0510钻孔周围钻孔分布较密集，勘查程度高，通过对A1-A3剖面异常进行解译并与其周边钻孔的勘查资料进行对比分析，总结区内矿体的激电响应特征，并通过ZK24-4512钻孔进行验证。

3.1 ZK24-0510钻孔异常

ZK24-0510钻孔的A1-A3方向测线附近共有4个钻孔，分别为ZK1-0008、ZK24-0510、ZK24-0712和ZK24-0714(图2)。将该4个钻孔投影至A1-A3方向剖面上，相应的自然电位断面图、视电阻率断面图以及视极化率断面图分别如图3～图5所示。

图2 ZK24-0510测线及附近钻孔分布

图3 自然电位断面

分析图3～图5可知：自然电位整体幅值偏高，表明该区成矿条件较好，但经过与区内已取得的地质找矿成果进行对比分析，可知自然电位对于矿化蚀变带的指示效果较差；A1-A3剖面整体视电阻率偏高，在ZK24-0510钻孔深部存在1处低阻异常，视电阻率值低于300 Ω·m，视电阻率偏高区域主要集中于-200～-350 m处，呈条带状分布，经过与该区已取得的地质找矿成果进行对比分析，可知视电阻率对于矿化蚀变带的指示效果也较差；A1-A3剖面整体视极化率偏高，并且高值区域主要集中于-350～-450 m 处，高视极化率异常呈“条带状”分布，分布范围较广，视极化率值约4%，中心最大视极化率值甚至超过了5%。

图4 视电阻率断面

图5 视极化率断面图

由于区内金矿石与黄铁矿伴生，黄铁矿化具有高极化率特征，当黄铁矿化程度高、厚度较大时，激电响应明显，因此，极化率可以对矿化蚀变带起到明显的指示作用。此外，由于区内自然电位和电阻率受地形、地下水等因素的影响较大，对矿化蚀变带的指示效果不佳。因此，宜选择视极化率作为矿区井中激电成果解译的重点参数。

对A1-A3剖面7条视极化率原始曲线(图6)进行分析，可知该剖面中、深部存在多个高极化板状体，并且异常深度与剖面的反应吻合，经过与相应的地质成果进行对比分析，可知见矿段多处于较强的氧化还原环境中，矿体多具有中低阻、中高极化率特征，进一步佐证了极化率特征对于矿化蚀变带具有较好的指示意义。

3.2 ZK24-4512钻孔异常

ZK24-4512测线布置如图7所示，视极化率参数特征如图8、图9所示。分析图8、图9可知：A2-A4剖面整体表现为高视极化率特征，视极化率相对较高的区域呈现水平层状分布，位于-120～-200 m处，钻孔打穿了1处极化率较高区域，在钻孔底部，有1处极化率较高区域，范围较小，成团状；A1-A3剖面整体表现为低极化率特征，视极化率相对较高的区域共有3处，分别位于距离测线起点0～80 m、深度超过380 m，距离起点80～200 m、深度-140～-200 m，以及距离起点260～400 m、深度不超过-150 m。上述分析进一步表明，ZK24-4512钻孔区域极化率整体较低。

图6 A1-A3剖面视极化率原始曲线

图7 ZK24-4512测线布置

ZK24-4512钻孔附近分布有F17断裂，走向NE—SW，倾向SE，倾角13°～15°。A1-A3剖面方向与F17断裂走向平行，A2-A4剖面方向垂直于F17断裂走向。根据ZK24-0510钻孔异常解译思路及成果，可推断A1-A3剖面的极化率异常应为“水平”异常，A2-A4剖面的极化率异常应为向SE方向小角度倾斜的异常。图8、图9有效佐证了该推断。

4 结 语

针对河南省嵩县槐树坪金矿床地质特征，为有效探测和圈定该类隐伏矿体，本研究选择了ZK24-0510、ZK24-4512钻孔开展激电测井工作，通过对激电异常进行详细解译，并与相应的钻探验证成果以及矿区已有的地质勘查成果进行对比分析，总结了矿区矿体富集规律与电性特征的关系。研究表明，矿区矿体具有低阻、高极化特征，极化率对于矿化蚀变带的指示作用明显优于自然电位、电阻率等参数。

[1] 白德胜，杨怀辉，聂建民.河南嵩县槐树坪矿区缓倾斜金矿体特征及找矿方向[J].黄金科学技术，2017，25(1)：18-26.

[2] 王炯辉，陈 良，苏蔷薇，等.河南省嵩县槐树坪金矿床地质、同位素地球化学特征与成矿作用[J].矿床地质，2016，35(3)：524-538.

图8 A1-A3剖面视极化率断面

图9 A2-A4剖面视极化率断面

[3] 张木辰，李喜山，徐海安，等.试论河南省嵩县槐树坪金矿矿床成因及找矿方向[J].采矿技术，2010.10(1)：83-88.

[4] 张参辉，庞绪成，梅秀杰，等.河南省槐树坪金矿土壤地球化学分带模式研究[J].长春工程学院学报(自然科学版)，2013，14(3)：57-60.

[5] 梅秀杰，张参辉，杨显道，等.豫西次级拆离断层对金矿成矿的控制作用——以河南槐树坪金矿为例[J].黄金科学技术，2014，22(2)：7-12.

[6] 白德胜，康顺福，王炯辉，等.河南嵩县槐树坪金矿勘探报告[R].郑州：河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，2015.

[7] 田玉福，妈子宁，张治川，等.地球物理测井在金属矿勘察中的应用[J].四川地质学报，1990(4)：485-488.

[8] 陈有太.井中激电在金矿床上应用的地质效果[J].物探与化探，1990(3)：202-208.

[9] 宋振岭.井中激发极化法在金矿勘查中的应用[J].河南地质，1992(1)：64-69.

[10] 潘建西.井中激电测井在金属矿勘探中的应用[J].西北地质，2010，43(2)：190-192.