综合物探在东昆仑拉陵灶火铜多金属矿应用效果研究

苑永涛, 谭运鸿, 封建平, 白宗海, 保善东

(1.青海省地质调查院，西宁 810012； 2.青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，西宁 810012)

0 引言

东昆仑作为中国中央造山带西段的重要组成部分，地质构造位置与成岩成矿作用显赫[1-2]，东昆仑造山带是青藏高原内部可与冈底斯带相媲美的一条巨型构造岩浆岩带[3]，历来是地学工作者重点关注区域之一。近年来在北昆仑找矿工作获得重大突破，相继发现了夏日哈木铜镍矿、野马泉铁矿、卡尔确卡铜钼矿等众多大型矿床[4]。拉陵灶火铜多金属矿床位于东昆仑山脉西段、柴达木盆地南缘，处于伯喀里克-香日德印支期Au-Pb-Zn-Mo-石墨-萤石(Cu、稀有、稀土)成矿带西段，区划隶属格尔木市乌图美仁乡管辖。与夏日哈木铜镍矿区相邻，是寻找铜、钼矿的首要地段[5-6]，由于地表被大面积第四系覆盖，地质直接找矿效果不甚明显。

地球物理方法在矿产资源探测中具有重要作用[7]。在各种金属矿物探方法中,磁法投入工作量最大、应用最早、取得的效果非常显著，寻找铁矿及其他金属、非金属矿效益明显[8]；激发极化法是探测金属矿最有效方法之一，在我国应用广泛，为找矿事业作出了巨大的贡献[9-10]；连续电导率测量法是一种新的地球物理工作方法，应用领域涉及找水、工程地质勘查、矿产资源勘查等[11]，在我国西北地区开展金属矿勘探取得了较好效果[12]。

东昆仑拉陵灶火铜多金属矿为扩大找矿规模，克服第四系厚覆盖区的影响，先后开展了多种物探工作方法，取得了明显的找矿效果。周伟斌13]通过1∶10 000磁测异常的解释推断，认为磁测方法在本区可指导找矿工作，推测矿致异常经钻探验证已见矿；苑永涛等[14]通过分析该区激电异常，认为激电工作较好的反映岩(矿)石电性差异，结合地质资料通过视电阻率、极化率异常在矿区探明了隐伏铜矿体存在；谈艳等[15]认为物探测量显示区内强磁异常、带状低缓磁异常以及低阻中高极化异常是寻找铜钨钼矿的重要找矿标志,对该区进一步找矿工作有一定指导意义。

图1 拉陵灶火地区地质简图[18]Fig.1 Simplified geological map of the Lalingzaohuo area[18]

本次工作对以往资料综合分析，调查研究发现产于矽卡岩中的铜钼矿石磁、电物性与围岩差异明显，1∶10 000磁测及激电中梯工作结果表明，矽卡岩带出露地区具有磁异常、激电异常显示，连续电导率测量能很好地指示断裂构造位置。通过工程揭露发现磁异常、激电异常对矽卡岩有很好的指示作用，运用综合物探方法能很好的划分含矿矽卡岩带，经钻探验证找矿效果明显。

1 地质概况

拉陵灶火铜多金属矿床位于东昆仑西段北坡，柴达木盆地南缘，大地构造单元属于东昆仑弧盆系之东昆中基底隆起花岗岩带北缘[16]。以昆北断裂为界，研究区北侧与祁漫塔格弧后盆地相邻。

区内地层较单一(图1)，仅出露古元古代金水口岩群，为一套由高绿片岩相-麻粒岩相组成的中高级变质岩系，多被后期花岗岩体、断层侵蚀支解、破坏。构造以北东向为主，北西向次之。区内中酸性岩浆岩广泛出露，主要形成于华力西-印支造山运动的不同阶段，岩性主要有中泥盆世二长花岗岩、中三叠世花岗闪长岩、石英闪长岩。印支期构造-岩浆活动与本区铜多金属矿的关系较为密切，矿(化)体富集地段多形成于近东西向与南北向断层交汇部位，矿体主要产于中三叠世石英闪长岩与古元古代金水口岩群接触带附近的矽卡岩中[17]。

2 应用条件分析

针对本区大部分地段被第四系覆盖，直接找矿依据不足，根据矿体及围岩特征，合理选取物探方法就显得尤为重要。经物性测定，赋存矿体的矽卡岩表现为中高磁性、中高极化特征，与围岩物性差异明显。因此合理利用高精度磁法、激电、连续电导率测量等综合物探方法可以为本区寻找隐伏铜多金属矿提供依据。磁物性统计结果(表1、图2)显示主要岩(矿)石磁物性特征如下：

2.1 磁物性特征

磁铁矿化透辉石矽卡岩在本区具有最强的磁性，磁化率和剩磁均具有最大的变化范围和平均值；矽卡岩铜钼矿石因含有大量磁黄铁矿，磁性比磁铁矿化透辉石矽卡岩稍低，具强磁性，二者具有全区最高的磁化率和剩磁。磁铁矿化角闪石岩、透辉石矽卡岩等具有较高的磁化率和剩磁，具中强磁性；辉长岩、闪长玢岩、石英闪长岩、孔雀石化矽卡岩等具中等强度磁性，其余岩性磁化率和剩磁较低，磁性较弱。

因矽卡岩铜钼矿石与顶底板石英闪长岩(围岩)具有明显磁性差异，具备开展磁测工作的前提，可开展磁测工作圈定矽卡岩带从而间接寻找铜钼多金属矿体。

2.2 电物性特征

矿区内岩(矿)石标本电性参数统计结果表明(表2、图3)，矽卡岩辉钼黄铜矿矿石在本区具有最高的极化率平均值和最低的电阻率平均值，能引起低阻高极化率异常；铜钼金矿石、黄铁矿化花岗闪长岩、矽卡岩化斜长角闪岩等具有较高的极化率和低电阻率；其余岩性极化率较低，构成本区平稳背景场，岩石在矽卡岩化、黄铁矿化后极化率明显增大。

表1 拉陵灶火地区岩(矿)石磁性参数统计表

图2 拉陵灶火地区岩(矿)石磁物性柱状图Fig.2 The histogram of rock (ore) magnetic parameters in Lalingzaohuo area

岩石名称Ηs/%Ρs/Ω·m平均值最大值平均值最大值平均值最大值岩石块数矽卡岩辉钼黄铜矿矿石78.8933.19826.4551090.071520铜钼金矿石(氧化)43.33.510621216510黄铁矿化花岗闪长岩37.90.22.940271095329矽卡岩化斜长角闪岩3.9483.3873.14117568.2112.14辉长岩5.0470.0470.9997813228620辉钼矿1.50.20.448741758420黑云斜长片麻岩1.5950.2280.914458419475.728黑云斜长片岩0.7220.3640.533259.336.2137.94绿泥石化、绢云母化混合岩2.0950.0711.163379.942.6189.47花岗闪长岩3.8420.3511.5342632.4433.4914.97石英闪长岩8.180.1411.7026767636520石英岩1.6130.4750.9961321.5115.2583.75斜长角闪岩2.8250.581.5683114.8549.21020.87

图3 拉陵灶火地区岩(矿)石电物性柱状图Fig.3 The histogram of rock (ore) electrical parameters in Lalingzaohuo area

以上结果显示，本区矽卡岩型多金属矿具有明显的低电阻率和高极化率特性，与围岩差异明显，可作为寻找矽卡岩型铜多金属矿的充分条件，具备开展激电中梯测量、连续电导率测量的电物性前提。

上述岩(矿)石物性测定结果说明多金属矿体与围岩具有明显的磁、电物性差异。在开展磁、电异常查证时运用大比例尺磁、电剖面测量工作进一步浓缩找矿靶区；在第四系厚覆区，磁、电异常显示不明显地段开展连续电导率测量，对深部极化体进行定性解释，为钻探施工提供借鉴。

图4 拉陵灶火地区1∶10000磁异常剖面平面图Fig.4 The section-plane plan of 1∶10000 magnetic anomaly in Lalingzaohuo area

3 研究成果及地质解释

3.1 1∶10 000磁异常特征

地面高精度磁法测量采用手持GPS实施，采用100 m×20 m规则网测量，方位为30°，使用仪器为WCZ-1型质子磁力仪。铜钼多金属矿体主要位于区域大面积背景场中的弱的跳跃状磁异常附近(图4)，和C5、C6等磁异常关系密切。

C5磁异常位于矿区中部，为一大面积负磁背景场中的弱-中等磁异常组成，可以进一步细分为C5-1、C5-2、C5-3、C5-4、C5-5等子异常。C5-1为一弧状北西向展布的磁异常，东西向长500 m，南北向宽100 m～300 m不等，幅值在150 nT～2 000 nT之间，周围分布有MⅡ、MⅢ、MⅣ、MⅤ等铜钼多金属矿体，异常地段辉长岩磁化率和剩磁均较高，经计算辉长岩能引起2 000 nT的磁异常。C5-2磁异常为一椭圆状磁异常显示，在4条测线上有显示，幅值中等，梯度较为宽缓，该异常主要见有石英闪长岩，而该区石英闪长岩磁化率较高，因此推断该异常由石英闪长岩引起。C5-3、C5-4、C5-5等磁异常形态类似，呈北西西向条带状展布，极大值在800 nT～6 000 nT不等，梯度较大，中强磁异常显示，在这三个磁异常地段磁铁矿化矽卡岩较为发育，由磁铁矿化引起。

C6磁异常呈南东向不规则条带状展布，ΔT幅值为-648 nT～2 515 nT之间，梯度大。异常地段出露黑云斜长片麻岩，见有斜长角闪岩夹层，并在夹层中见有褐铁矿化、孔雀石化等。经钻孔ZK20001验证见有多层矽卡岩黄铜矿石，厚0.6 m～2.5 m不等，经三分量测井、磁化率测井等手段发现在矽卡岩黄铜矿石处有强磁异常显示，故推测该异常可能是强磁性的矽卡岩黄铜矿石引起。

C7位于矿区中西部，呈北西向不规则条带状展布，强度较高，梯度变化较大，ΔT值为-821～1 142 nT。出露黑云斜长片麻岩，经检查由磁铁矿引起。

3.2 1∶10 000激电异常特征

为进一步扩大找矿规模，在成矿有利地段按200 m×20 m点、线距开展1∶10 000激电中梯剖面测量。经试验确定供电点极AB=1 500 m，测量电极MN=40 m，点距20 m，使用仪器为WDJD—3型数控多功能直流电法仪，测量信号用不极化电极提取，供电周期为5 s,断电延时为200 ms。共圈定10处异常(图5)，其中JD4、JD5等低阻中高极化激电异常与铜钼多金属矿化体有关。

图5 拉陵灶火地区1∶10 000极化率平面等值线图Fig.5 The plane contour map of 1:10 000 polarizability in Lalingzaohuo area

图6 拉陵灶火地区1∶10 000连续电导率测量联合断面图Fig.6 The cross-sections plan of 1:10 000 continual electric conductivity survey in Lalingzaohuo area

1)JD4异常。呈北西-南东向带状展布，与MⅡ、Ⅲ、Ⅳ钼矿体延伸趋势一致，异常长为2 900 m，宽为200 m，极化率值在3.3%～6%之间，向北西逐渐减弱，视电阻率值一般在100 Ω·m～200 Ω·m之间，最小值为40 Ω·m，显示低阻中极化特征。通过钻孔深部验证，在异常东段相应部位见有厚大的矽卡岩辉钼矿体，西段深部见有细脉状辉钼矿化黑云斜长片麻岩，与视极化率东部高、西北低相对应，判断异常为矿致异常。

2)JD5异常。位于矿区南侧，异常呈椭圆状，异常长为600 m，宽为160 m，极化率极大值为5.16%，与C6磁异常相互套合，呈低阻中极化特征。异常区出露黑云斜长片麻岩，异常中心部位见少量黄铜矿化花岗岩脉，黄铁矿、磁黄铁矿较发育，显斑岩型成矿特征。经深部验证在ZK20403孔272 m以下见铜钼矿化花岗岩(厚为30 m)，矿化沿石英脉分布，Mo含量为0.01%～0.096%，为寻找斑岩型铜钼矿提供给了重要线索。

综上所述，本区激电中梯测量对基岩区产出的多金属属矿(化)体具有较好的指示作用，但对第四系厚覆盖区隐伏于深部的多金属矿体指示效果不明显。

3.3 1∶10 000连续电导率异常特征

为探索MⅤ铜多金属矿带北东向找矿远景，按200 m间距布设1∶10 000连续电导率剖面，方位为131°，剖面布设于第四系中，主体为亚砂土、砂砾石构成的现代河床的Ⅰ-Ⅱ级阶地，或形成山前缓倾斜冲洪积平原以及砂砾石、泥砂、卵石构成的现代河床、河漫滩地。所有剖面自上而下均分为低-中-高三层电性结构(图6)。

低电阻率层位于剖面顶部，其视电阻率变化较大，阻值在几欧姆米到几百欧姆米之间，可能由砂卵砾石含量不均及地层含水引起，可大致反映第四系覆盖层亚砂土、砂砾石、泥沙、卵石的分布范围，河流阶地位置第四系覆盖较厚，厚度在20 m～100 m左右。

中等电阻率层为视电阻率在100 Ω·m～500 Ω·m之间的电性层，反映主要成矿岩性中三叠世石英闪长岩的分布范围。该电性层视电阻率分布不均匀，某些位置常会出现线状、剖面底部为视电阻率大于500 Ω·m的高阻电性层，反映深部基岩。条带状低阻带形成区内的主要异常区，异常整体向南东侧伏，展布特征均与北东向控矿断裂相似，推测低阻带为成矿有利部位，值得进一步验证。

在WP3-WP6剖面中圈定5处有进一步工作价值的低阻异常，其中②③④⑤呈带状展布，初步推断低阻异常是由断层引起的有利储矿空间。由ZK2801孔钻探验证，全控出露石英闪长岩，在电阻率为160 Ω·m～300 Ω·m低阻区见有褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化等；经ZK3601孔验证，全孔均为石英闪长岩，低阻区域岩性较破碎、具明显绿泥石化、零星黄铁矿化，与推测断层基本吻合，矿化富集部位需进一步验证。

3.4 综合物探异常分析

通过对MⅤ矿体8号磁、电综合剖面研究发现(图7)：磁异常总体呈缓慢抬升趋势，由两段磁异常显示，第一段在0 m～100 m之间，极大值388 nT，中等磁异常显示，无明显激电异常，经钻孔验证磁异常由石英闪长岩引起，无多金属矿体产出；第二段磁异常在160 m～600 m，经钻孔验证亦由石英闪长岩引起，但在该段200 m～300 m磁异常抬升部位有一极化率极大值为3.5%的低阻中高极化激电异常，磁、电异常套合较好，经钻孔验证见有厚25 m的铜、钼、金多金属矿体。

图7 拉陵灶火地区8线综合物探剖面图Fig.7 The section map of integrated geophysical in Lalingzaohuo area 8 line

综合来看磁异常可以大致圈定矿体顶底板石英闪长岩位置，在磁异常边部正负异常变换部位是矿(化)体产出的有利地段，已圈定的矿体主要集中分布于低阻高极化激电异常带上，磁测和激电结合能较好的指示矿体的产出位置，连续电导率显示在200 Ω·m～300 Ω·m低阻区能准确指示断裂构造带位置及走向。C5、C6磁异常正负值转变位置分别对应JD4、JD5等激电异常，和矿体产出部位对应，说明本区物探异常与矿化、蚀变关系密切，在条带状中-强磁异常带上出现的低阻中高极化激电异常是本区重要的物探找矿标志，连续电导率显示条带状低阻异常区为推断富矿位置断裂提供依据。

4 结论

本区物探工作实例表明综合利用地球物物理工作在本区具有良好的找矿效果：利用1∶10 000磁法扫面圈定磁异常，大致圈定矽卡岩带走向及石英闪长岩岩体范围，结合地质情况圈定找矿靶区；在成矿有利地段开展激电中梯工作进一步划分含矿矽卡岩带范围及空间分布规律，进一步缩小找矿靶区。磁、电综合异常与矿体产出部位关系密切，条带状中-强磁异常带上出现的低阻中高极化激电异常是本区重要的物探找矿标志，在第四系厚覆盖区运用连续电导率法可以反映深部低阻带空间赋存状态及位置，综合物探异常部位经钻探验证找矿效果明显。根据地质情况综合分析物探方法优势，在本区采用磁法、激电中梯、连续电导率测量等多种地球物理工作方法能提高物探解译准确性，为矿区深部隐伏型矽卡岩铜钼矿体勘查提供借鉴。