激电中梯测量在瑙木浑沟口金矿勘查中的应用

安仰生

(山东省鲁南地质工程勘察院，山东 兖州 272100)

0 引言

瑙木浑沟口金矿区位于青海省都兰县城南西约120km，行政区划隶属都兰县巴隆乡，矿区北距格西(格尔木—西宁)高速公路巴隆出入口及109国道13.6km，有水泥公路穿越矿区，交通较为便利。因自然地理因素影响，该区以往地质工作程度较低。2009—2012年山东省鲁南地质工程勘察院开展了包括该区在内的《青海省都兰县乌拉斯太一带J47E024003等七幅区域地质矿产调查》，在瑙木浑沟口地区发现金矿点2处、多金属矿点1处、铁矿点1处，且与区域金元素水系沉积物异常套合较好[1]。因该区第四系风积黄土覆盖严重，地表基岩露头极差，采用地质填图和基岩化探手段，找矿效果欠佳。据邻区巴隆岩金矿资料分析，金矿石为黄铁矿化、方铅矿化碎裂岩，金与金属硫化物成矿关系密切，针对该区现状，通过激电中梯测量结合野外勘探工程，取得较好找矿效果[2-3]。矿区内共划分东西2个矿段,圈定金矿体9个(1)山东省鲁南地质工程勘察院,青海省都兰县瑙木浑沟口金矿预查报告,2015年。。该文在已有研究成果的基础上，解析激电中梯剖面测量在瑙木浑沟口地区对找寻金矿勘查的应用，以指导同类型矿床的找矿勘查工作。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质特征

区域出露的地层主要为元古代长城纪小庙组、古生代奥陶纪祁漫塔格群、中生代三叠纪鄂拉山组、新生代第四系(图1)。

1—第四系；2—三叠纪鄂拉山组；3—奥陶纪祁漫塔格群；4—长城纪小庙组上段；5—长城纪小庙组下段；6—印支期晚三叠世灰色中粗粒花岗闪长岩；7—印支期晚三叠世灰色中细粒花岗闪长岩；8—华力西期早二叠世灰色细粒石英闪长岩；9—华力西期早二叠世灰—深灰色细粒闪长岩；10—华力西期早石炭世肉红色中粗粒正长花岗岩；11—华力西期灰—灰白色中细粒(不等粒)英云闪长岩；12—地质界线；13—超动侵入接触界线；14—涌动侵入接触界线；15—岩石产状；16—片理产状；17—逆断层；18—性质不明断层；19—平移断层；20—中浅层次韧性剪切带；21—金矿(化)点；22—多金属矿化点；23—铜矿(化)点；24—铅矿(化)点；25—铁矿(化)点；26—研究区位置图1 瑙木浑沟口区域地质图

长城纪小庙组分布于研究区的东南和西南部，其岩性为灰色黑云石英片岩、含石墨石英岩夹黑云斜长片麻岩、深灰色二长浅粒岩、透闪石大理岩和灰绿色绿泥石英片岩夹灰色石英岩，是经历中压低角闪相变质的一套火山沉积岩系，形成于1683～1554Ma,属中元古代[11]，形成该区的基底岩系，其金丰度值普遍高于地壳克拉克值，金元素含量在7.61～10.41×10-9之间，高于地壳克拉克值2～3倍。同时，金矿化相对密集产出的空间分布上常常与小庙岩组紧密相关，因此该区基底岩系很可能是金矿形成的初始矿源层，为区域含矿地层[12]。祁漫塔格群分布于研究区西南角，岩性为厚层状变质复成分砾岩、含砾中粗粒砂岩、中细粒砂岩及粉砂岩; 鄂拉山组呈零星分布于研究区北部，岩性以灰绿色安山岩为主；第四系广泛分布于矿区中部,多为河沟及山间沟谷阶地,为砂砾石层和亚砂土层。

区内断裂构造较为发育，按其展布方向可分为NWW向、NW向及NE向3组。NWW向断裂为测区的主要断裂，控制着地层和岩浆岩的分布，以压扭性逆冲兼走滑断层为主，倾向NE，倾角一般56°～79°，规模巨大，次级断裂发育，并具多期活动的特点。

不同走向断裂的发育程度反映了不同构造阶段、不同构造背景造山作用在测区不同时期形成了真实构造形迹。区内断裂以NWW向断裂为主，其次为NW向断裂，局部发育NE向断裂。从时间上判断，NWW向断裂形成最早，NW向断裂形成较晚，最后形成NE向断裂。NE向断裂错断NWW向、NW向断裂。

区域岩浆岩发育，主要为中泥盆世灰—灰白色中细粒(不等粒)英云闪长岩，早石炭世肉红—灰红色斑状二长花岗岩、肉红色中粗粒正长花岗岩、肉红色中细粒碱长花岗岩，早二叠世灰-深灰色细粒闪长岩和灰色细粒石英闪长岩，晚三叠世灰色中细粒花岗闪长岩、灰色中粗粒花岗闪长岩等。脉岩主要有闪长岩脉、闪长玢岩脉、正长花岗岩脉、花岗斑岩脉等。

与矿体关系密切的是NWW向断层内赋存的花岗斑岩脉，斑状结构，块状构造。蚀变强烈，常与矿体相伴生，破碎角砾岩间常有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等金属硫化物充填。构造破碎带附近的岩石普遍具硅化、碳酸盐化、黄铁矿化，区内已发现的矿(化)体与之关系十分密切[6-10，13]。

1.2 区域地球化学特征

1—Au元素水系沉积物异常；2—Ag元素水系沉积物异常；3—Pb元素水系沉积物异常；4—Co元素水系沉积物异常；5—金矿化点；6—多金属矿点；7—磁铁矿化点；8—已设探矿权、采矿权；9—矿区位置图2 水系沉积物综合异常分布图

Au元素异常具浓集中心，异常清晰，有一定规模，且与区内圈定的激电异常具明显的对应关系，吻合较好，认为异常为矿致异常，具较好的成矿前景[1，14]。

2 蚀变带及矿体地质特征

区内共划分Ⅰ,Ⅱ两个矿化蚀变带，产于区域性大断裂的次级挤压断裂破碎带内，严格受断裂构造控制，总体走向NW向，地表断续出露，矿化极不均匀，具膨胀狭缩、尖灭再现的现象。带内岩石破碎，岩性主要为构造角砾岩、碎裂岩、碎裂状花岗闪长岩，碎裂状花岗斑岩等，蚀变主要为褐铁矿化、硅化、黄铁矿化、黄钾铁矾化、黄铜矿化、方铅矿化、碳酸盐化、高岭土化，并伴有绿泥石化、绢云母化等，两侧围岩为晚三叠世花岗闪长岩。金矿化与方铅矿化、硅化、黄铁矿化关系密切[15-16]。

Ⅰ号矿化带：分布于矿区西部(西矿段)，出露长约1km，宽0.5～3.5m不等，其走向309°～321°，倾向SW，倾角66°～80°。发育2条金矿体，厚度0.87 ～0.91m，金品位(1.40～1.98)×10-6，含矿岩石为碎裂岩、碎裂状花岗闪长岩。

Ⅱ号矿化带：分布于矿区东部(东矿段)，出露长约3km，宽0.3～14.0m不等，其走向313°～322°，倾向NE，倾角59°～72°，圈定7条金矿体。其中主矿体Ⅱ-5号为一隐伏矿体，呈透镜状，产状45°∠59°，矿体长约120m，单工程最大厚度3.23m，最小厚度1.27m，平均厚度2.25m，单工程品位(3.93～5.31)×10-6，平均品位4.92×10-6，单样品最高品位10.40×10-6。含矿岩石为碎裂岩、碎裂状花岗斑岩。伴生有银、铅元素，银含量8.41×10-6，铅含量0.22×10-2。

3 岩(矿)石的电物性特征

工作中系统地采集了区内8种岩性的岩(矿)石标本，由表1知：区内侵入岩花岗闪长岩的极化率值中等，极化率平均值为2.24%。区内采集的闪长岩,其极化率值稍微增高,平均值为2.38%,与花岗闪长岩的平均值相差约0.14%,形成一定的岩石电性差异。区内采集的绢英岩化花岗斑岩、蚀变花岗闪长岩、碎裂岩(金矿石),其极化率值较高,所采标本中最大值14.44%,其平均值与花岗闪长岩相差分别约3.35%，1.40%，2.05%,形成较大的岩石电性差异。黄钾铁矾化花岗斑岩、碎裂状花岗闪长岩、闪长玢岩极化率较低，平均值分别为1.91%，1.71%，1.31%。正长花岗岩的极化率为全区最低。因此侵入岩能引起中等极化率激电异常，当岩体经破碎岩化、蚀变及其他矿化后，岩体内硫化物富集，则能引起较强的极化率异常。花岗闪长岩、闪长岩、闪长玢岩的电阻率参数均较高，电阻率平均值分别为3757，971，857(Ω·m)，引起区内高电阻率异常。碎裂状花岗闪长岩、蚀变花岗闪长岩、碎裂岩、绢英岩化花岗斑岩及黄钾铁矾化花岗斑岩的电阻率参数均较低，电阻率平均值分别为79，146，253，250，231(Ω·m)，引起区内低电阻率异常。

表1 岩(矿)石电物性参数

区内绢英岩化花岗斑岩、蚀变花岗闪长岩、碎裂岩(金矿石)具有低电阻率高极化率的特征，个别岩石极化率高于11%，岩石中的金属硫化矿物均较为富集，易形成强度较高的激电异常，金元素富集与金属硫化物关系密切，所以通过开展激电中梯剖面测量圈定局部激电异常，寻找金属硫化矿物富集体进而寻找金矿的方法是较为可行的[2-3,17]。区内各类岩石存在有明显的岩石电性差异，于该区开展电法勘探是有地球物理依据的，也是间接找矿的有效方法。

4 工作方法与工作布置

矿区地处青海省高海拔地区，地形切割深，地表第四系风积黄土厚0～8m，开展基岩或土壤化探工作难以圈定局部化探异常。该区金矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿，少量闪锌矿等硫化物矿石，金矿化与硫化物富集关系密切。硫化物矿化蚀变体与两侧围岩花岗闪长岩具明显的电性差异，矿化蚀变体表现为低阻高极化的特点。故采用激电中梯剖面测量寻找金多金属矿化蚀变体的依据是充分的。

激电中梯剖面测量使用仪器为重庆地质仪器厂生产的DJS-8型微机激电仪，DJF-5型激电发送机，供电电源由10kW发电机及其配套的整流电源。其装置参数为：AB=1200m，MN=20m，其反映深度更大，极化率异常更高，电阻率曲线更平滑。观测最大区间为AB中间2/3段,同时为获取理想的电信号,所有剖面均采用主线观测。供电电极采用紫铜电极，测量电极采用固体不极化电极，选择极差小于2.0mV且内阻小于1000Ω的不极化电极配对使用。野外观测数据为视极化率ηs和视电阻率ρs。工作中供电采用双向短脉冲，占空比为1∶1,仪器参数设置:供电周期16s,即正供4s,停供4s,反供4s,停供4s。断电延时200ms,取样宽度40ms,每次测量均观测3个周期取平均值。

5 异常特征与解译

5.1 异常下限的确定

根据该区实际测量情况及区域场特征，参照《时间域激发极化法技术规定》中有关要求，异常下限的确定公式如下：

ηsx=ηsb×(1+(2～3)×ε)

式中：ε—实测均方误差；ηsx—异常下限；ηsb—背景值。由于观测剖面间距过大，异常下限因异常不同而不同。西矿段异常下限为2.0%；东矿段北西部异常下限4.1%，南东部异常下限5.0%。

5.2 异常的圈定

异常具有一定的规模且连续性较好，ηs等值线在相邻2～3条测线上均有异常，且每条测线上有连续2～3个点的ηs值大于异常下限，同时结合ρs等值线梯度变化规律进行分析。根据该区地质构造条件，结合已知矿床地质条件和以往工作经验，成矿的有利地段所呈现的地球物理特征一般为低阻高极化率,局部地段为高阻高极化率特征[17]。根据以上原则，圈定激电异常5处，编号为RJD1，RJD2， RJD3， RJD4， RJD5；其中西矿段1处，东矿段4处。

5.3 激电异常特征

研究区内开展的虽为激电中梯剖面测量工作，但为了直观的研究激电异常，也作了等值线平面图。

图3 西矿段(Ⅰ)视极化率、视电阻率等值线平面图

图4 东矿段(Ⅱ)视极化率、视电阻率等值线平面图

RJD-2激电异常：以视极化率4.1%等值线圈定激电异常，峰值为12.9%，该异常长约600m左右，宽约80～180m，总体走向呈NW条带状、串珠状，异常北西侧未封闭。该异常对应视电阻率异常为中高值异常，可能为高极化高电阻的花岗闪长岩引起。2个视极化率异常峰值处对应电阻率低值异常，推断硫化物富集程度较高。同时该处为F6构造破碎带及次级断裂构造通过处，构造运动较强烈，经槽探工程验证，断裂破碎带宽约0.3～1m，有金矿化显示，金品位(0.17～1.27)×10-6，并伴有银、铅矿化，为成矿富集有利部位。

RJD-3激电异常：以视极化率5.0%等值线圈定激电异常，中心偏NE部位局部视极化率高于6%，具一定规模，异常呈椭圆状，走向NW，长轴约450m，短轴约240m，其对应视电阻率参数为低阻异常特征(图4)，推断硫化物富集程度较高。同时该处为F5，F6，F7，F8构造破碎带交会通过处，发育多条花岗斑岩脉，矿化蚀变较强烈，岩石较破碎，具黄铁矿化、黄铁绢英岩化蚀变。经踏勘或槽探工程揭露，该处地表岩石具金矿化显示，金含量为(0.12～1.74)×10-6，为成矿富集有利部位。

RJD-4激电异常：以视极化率5.0%等值线圈定激电异常，异常中心视极化率高于9%，规模较大，异常呈团状、椭圆状，总体呈NNW走向，异常长约1000m，宽度介于300～600m间。对应视电阻率参数，显示为低阻异常特征。该异常地表大部分被第四系覆盖，经查证，异常区有金矿化显示，金含量为0.17×10-6。推测由成矿金属硫化物富集体引起。

RJD-5激电异常：该异常由JP38-JP42剖面控制，异常南西边界处于激电中梯测量装置接头点附近，呈明显的断崖式曲线特征，因此初步推断该异常南西边界由电极效应引起，视极化率曲线有明显的相对高极化率异常显示，异常北部为F6构造破碎带通过处，经查证，该异常无金矿化显示，推断该异常由黄铁矿化岩石引起。

6 异常查证

6.1 西矿段RJD-1异常

发育Ⅰ号矿化蚀变带(图3)，地表圈定Ⅰ-1，Ⅰ-2共2条金矿体，间距200m，均为单工程控制，受F3断裂构造破碎蚀变带控制，两矿体厚0.87m，0.91m，金含量为1.40×10-6，1.98×10-6，含矿岩石为黄铁矿化、方铅矿化碎裂岩，两侧围岩为花岗闪长岩。于Ⅰ-1号金矿体深部+3216m标高施工平硐，揭露控制矿体长120m，呈扁豆夹状断续产出，矿体平均厚度1.15m,平均品位8.17×10-6,含矿岩性为黄铁矿化、黄铜矿化、方铅矿化碎裂岩，证实岩石含硫元素，金矿化与硫化物富集密切相关[18]。矿体出露部位对应激电异常的最高值，具高极化低阻特征。可见引起异常的原因为含金矿化的硫化物岩体，为矿致异常。

1—第四系；2—灰色中粗粒花岗闪长岩；3—矿体位置及编号；4—探槽位置及编号；5—视电阻率曲线；6—视极化率曲线；7—Au元素异常曲线；8—Ag元素异常曲线；9—Pb元素异常曲线；10—Zn元素异常曲线图5 地质、激电、化探联合剖面图

6.2 东矿段圈定的RJD-2，RJD-3异常

分布于Ⅱ号矿化蚀变带内，严格受F5，F6，F8断裂破碎蚀变带及其次级构造控制。

(1)RJD-2异常：如图5所示，视极化率曲线呈较明显的尖峰状，南西侧曲线较陡，北东侧曲线相对较缓。依据曲线形态，推断地下矿化蚀变体产状倾向NE。视极化率曲线在127～132点，视极化率值较高，在2.0%～10.5%之间；对应视电阻率较低，在240～479Ω·m之间，具有明显的低阻高极化特征。经槽探工程验证，异常为F6构造破碎带通过处，破碎带内见有Ⅱ-1号金矿体，金含量1.42×10-6，岩性为黄铁矿化碎裂岩。黄铁矿化蚀变强烈，证实极化率峰值为构造破碎带内硫化物富集体引起的，金矿体与异常峰值对应基本吻合；化探剖面反映了良好的Au，Pb，Zn组合异常，3个元素相关性好，异常曲线吻合度较好，峰值较高。Au元素极大值为392.5×10-9，Pb元素极大值为2686×10-6，Zn元素极大值为687×10-6。可见激电中梯、基岩化探异常高峰值与发现的金矿体位置对应基本吻合，金矿化体为引起异常的原因，表明异常为矿致异常。说明该区激电中梯剖面测量、基岩地化剖面测量对指导找矿效果较好。

(2)RJD-3异常是断裂破碎蚀变带及其次级构造交会部位。破碎带内充填了不同走向花岗斑岩脉，黄铁矿化蚀变强烈，岩石破碎。经探矿工程揭露，地表圈定Ⅱ-3、Ⅱ-4两金矿体，深部发现了3条达到工业品位的隐伏金矿体，其主矿体Ⅱ-5号呈透镜状，规模最大，矿体长约120m，平均厚度2.25m，平均品位4.92×10-6。含矿岩石为浸染状黄铁矿化碎裂岩、碎裂状花岗斑岩，围岩蚀变为黄铁矿化、方铅矿化等，两侧围岩为花岗闪长岩。黄铁矿化蚀变强烈，说明岩石含硫元素，金矿化与硫化物富集体密切相关。对比地质资料，异常范围内断裂构造破碎带发育，破碎带内充填有花岗斑岩脉，蚀变强烈。构造破碎带是花岗斑岩脉的上升通道，推测金成矿与花岗斑岩的热液活动相关性最大，该区众多的花岗斑岩脉可能是深部大规模花岗斑岩侵入岩主体沿构造裂隙上升冷却形成的细脉分支，岩浆热液在沿裂隙上涌的过程中使围岩发生蚀变，含矿成分在通道内富集冷却形成具有工业价值的金矿体[15-16,19]。激电异常显示出低阻高极化特征且与已发现的矿体对应良好，证实了其激电异常由构造破碎带内的蚀变花岗斑岩含金元素的金属硫化物富集体引起，最终证明了深部成矿的可能性，认为是矿致异常。

7 结论

(1)利用基岩化探于该区虽取得一定效果，但区内第四系风积黄土覆盖严重，基岩露头出露极差，开展大比例尺土壤和基岩化探较为困难。所以在该区利用化探方法找矿效果欠佳。

(2)通过野外地质勘查和激电中梯剖面测量，圈定5处激电异常，通过施工探矿工程验证，共划分2个矿段圈定了9条金矿体。证实了激电异常是由断裂矿化蚀变带的金属硫化物富集体引起，严格受NW向断裂或次级构造控制[18-19]，金矿石类型为黄铁矿化方铅矿化碎裂岩，金品位自地表向深部有变富趋势，为找寻金矿资源圈定了理想的靶区[20]。金矿体与所圈定的激电异常的视极化率高值区中基本吻合，对应良好。说明该区激电中梯测量对指导找矿具较好的效果。区内碎裂状花岗斑岩、蚀变花岗闪长岩、碎裂岩具有低阻高极化率的特征，所以在该区开展激电中梯剖面测量工作圈定激电异常，寻找金属硫化物富集体，进而达到间接找矿的目的是行之有效的。因此在今后与该地区寻找同类型金多金属矿床时应重视利用激电中梯剖面测量的找矿手段，必定会起到事半功倍的找矿效果，并且低电阻高极化激电异常部位，是寻找金多金属矿的有利部位，同时该方法可降低成本，节约勘查资金，以达到以最少的投入获取最大的勘查经济效益之目的。

(3)该方法的成功使用，为该区后续地质勘查工作进一步缩小了找矿靶区，节约了勘探费用，预示了埋藏的金多金属矿化体的存在。