EH-4电磁测量在河北丰宁南台子银多金属矿普查中的应用

赵振华 刘钧沅 刘建权 刘仕刚 孔祥栋

（天津华北地质勘查总院 天津 300170）

0 前言

南台子银多金属矿位于河北省承德市丰宁县苏家店乡和大河西乡交接部位。2013 年，天津华北地质勘查总院针对南台子普查区开展了普查找矿工作，查明了区内地层、构造、岩浆岩分布情况，基本查明了区中部的火山角砾岩带的规模、蚀变矿化和围岩特征，通过土壤地球化学测量，圈定了5 个组合异常，异常主要分布在岩性接触带或构造交汇部位。其中，H1（AuAgBiWSn）异常与火山角砾岩带和IP1激电异常对应性较好，地、物、化成矿信息叠加，显示火山角砾岩带有良好的找矿前景，地表可见硅质脉和细晶岩脉发育，显示热液活动强烈，是有利的成矿地段。

为探索前期IP1 激电异常部位角砾岩筒是否存在，确定其空间产状及深部构造分布特征，在测区内南北向的0 线和东西向I 线上布设EH-4 十字剖面，进行电磁法测深测量。

1 方法原理简介

EH-4 电磁测深是基于平面波卡尼亚电阻率的电磁法，可以直接利用来自于太阳风与地球磁层、电离层之间复杂的相互作用，以及雷电活动等这些地球外层空间场源引起的区域性，乃至全球性的天然交变电磁场，并可以在信号较弱或没有信号的地区使用人工场源。EH-4 电磁测量系统通过对地面电磁场的观测，来研究地下岩石电阻率的分布规律。

计算公式：

式中：f 为电磁场频率（Hz），ρ 为视电阻率（Ω·m），φ为相位差（度），δ为探测深度近似于理论上的趋肤深度（m）。

2 地质概况

普查区内出露地层简单，除第四系外，仅见中生界侏罗系张家口组（J3z）。侏罗系张家口组（J3z）分布于中西部，为一套陆相中酸性火山碎屑岩、火山熔岩组合，整体呈NE向展布。自下而上可划分出三个不同特征的岩性层，分别为：

（1）流纹质凝灰熔岩主要出露在于儿沟脑南北坡，倾向30°～45°，∠35°左右，变化不大。岩石呈暗紫灰色或浅紫色，凝灰结构或碎斑状结构，块状构造。

（2）流纹质晶玻屑凝灰岩主要出露在南台子沟内两侧的山坡、掌子沟西坡、太阳沟东坡上，凝灰岩种类较多，有晶玻屑凝灰岩、含角砾的晶玻屑凝灰岩（角砾大小和成分也有差异，角砾成分见有花岗岩、安山岩、凝灰岩），胶结物可见灰黑色和灰白色的火山灰两种。岩石为灰绿色、灰白色，凝灰结构、块状结构。

（3）钾长流纹岩主要出露在南台子沟脑至太阳沟之间的山脊上，倾向为10°-30°，∠15°-25°。岩石呈微浅紫色或浅紫灰色，斑状结构、流纹构造，斑晶含量约占15%，成份主要为碱性长石和少量无色的石英，其碱性长石肉眼可分为两种，一是呈长板状灰白色的已蚀变的斜长石，另一是呈肉红色宽板状的钾长石，它的含量大于灰白色斜长石。

区内无褶皱构造，断裂构造较发育，以北东、北北东向断裂为主，东西向断裂次之。断裂构造主要有：

（1）于儿沟-花皮沟断裂构造，出露于普查区中部，贯穿全区。

（2）南台子-大栅子断裂，出露于普查区的中部，贯穿全区。

（3）F1断裂出露于普查区的西北部，是区域上涝泥坨—大西沟门断裂的东段，属于压性正断层，

（4）F2断裂出露于普查区的西北部，在地貌特征上表现为线状沟谷，可见少量断层角砾岩转石。

本区内存在岩体主要为海西期的黑云母似斑状花岗岩和钾长花岗岩，脉岩有石英脉和细晶岩脉两种，石英脉在火山岩地区和花岗岩地区均有发育，细晶岩脉仅分布在花岗岩地区。

图1 0线EH-4电磁测量反演电阻率等值线断面图

在本次工作中新发现了火山角砾岩带，其位于普查区的中部，南台子—大栅子断层的西侧附近，地表可见出露为不规则的圆形，东西长约100m，南北向宽60～110m。角砾岩带与土壤地球化学扫面显示的H1（Au、Ag、Bi、W、Sn）异常、激电中梯面积测量圈定的IP1 低阻高极化异常对应。火山角砾岩围岩为流纹质晶玻屑凝灰岩，普遍遭受硅化、高岭土化、弱绿泥石化，局部硅化、绢云母化、镜铁矿化较强，硅化为团块状及烟灰色细脉状，绢云母、镜铁矿呈团块状发育。

3 成果资料解释及推断

（1）0线EH-4测量结果

根据0 线EH-4 电磁测量反演电阻率等值线断面图可以看出（图1），地表浅部一定深度范围内（0～50 米）电阻率变化明显，电性不均匀，呈现中等电阻率特征（800～4000Ω.m），与局部地段出露的流纹质凝灰岩、钾长流纹岩或浮土范围基本对应，在断面上部范围（0～600 米深度），电阻率值相对较高（400～7500Ω.m），等值线形态变化大，电性不均性明显；而在断面深部（600～1200 米），主要呈现相对低阻特征（0～1500Ω.m），等值线形态简单。在105～120及150～165 测点下方出现的范围较大、近似直立的中-高阻异常带（1500～8500Ω.m），推断该异常为相对完整的岩体引起。在剖面的140～155 测点高程700～1500m位置出现了一近似直立的低阻异常带，电阻率场值0-500Ω.m，推测该低阻异常带即为角砾岩筒的反映，主要是由岩筒中的破碎岩石及含水因素等引起。

图2 I线EH-4电磁测量反演电阻率等值线断面图

（2）I线EH-4测量结果

在I线EH-4电磁测量反演电阻率等值线断面图上（图2），同样是断面上部范围（0～800 米深度）电阻率值相对较高（400～9500Ω.m），等值线形态变化大，电性不均性明显，多处有范围大、形态不规则的局部高阻异常出现，推测为相对完整的地层岩体引起，并有硅化现象，在断面深部（800～1200米），主要呈现相对低阻特征（100～1500Ω.m），等值线形态简单，隐约显示有一向西倾斜的接触带异常。在剖面的135～145测点下方高程600～1500m范围内出现一规模大、产状近似直立、深部有向西倾斜倾向的低阻异常带（0～700Ω.m），推断该低阻异常带即是角砾岩筒的反映。

综上所述，通过分析0线、I 线的EH-4电磁测量结果，结合IP1激电异常处明显并且形态完整的测深低阻异常，与前期进行的地球化学扫面显示的H1异常、地表可见的不规格圆形相对应，证实EH4-4电磁测量结果与IP1 异常处的激电测深结果均为角砾岩筒的反映。

4 结论

通过本次EH-4电磁测量工作，其成果清晰的反映出了角砾岩筒的位置和形态，可以为后续地质工作提供有价值的信息。