激电法在广西佛子冲铅锌矿接替资源找矿中的应用

罗 睿，区小毅，黎海龙，陆怀成，黄启勋

( 1.广西地球物理勘察院，广西 柳州 545005；2.中国-东盟地学合作中心，广西 南宁 530023； 3.广西第四地质队，广西 南宁 530007 )

0 引言

广西佛子冲铅锌矿自清朝已有民采，是桂东南地区最大的铅锌矿生产基地。经过多年开采，矿山已出现资源危机，急需接替资源[1-4]。自2006—2008年全国危机矿山接替资源找矿项目实施以来，在找矿预测阶段，通过对佛子冲铅锌矿田已知矿床的深部和外围的矿产预测研究，总结出“深部挖潜、开发边部、关住两翼、放眼外围”的总体工作思路，筛选出佛子冲背斜西翼六塘矿段普查区、东翼深部详查区、大罗坪矿段预查区、水滴矿段预查区、南部火山岩覆盖普查区等5个找矿靶区，以六塘矿段为重点勘查区的工作部署建议方案，新增矿产资源储量达到中型规模。

针对六塘矿段是典型的“佛子冲式”铅锌矿成矿模式特征[5]，广西物勘院部署了时间域大功率激电剖面和测深工作，本文以此工作成果为基础，结合矿区地质、地球化学特征，建立了该地区地质-地球物理-地球化学找矿模型，为该地区接下来的找矿突破工作提供决策依据。

1 矿区地质及物性特征

佛子冲铅锌矿位于广西壮族自治区岑溪县诚谏乡，地处华夏微板块云开隆起诚谏火山盆地大冲背斜，由牛卫、河三勒寨及佛子冲石门—刀支口3个矿段组成[6]。区内出露奥陶系、志留系板岩、轻变质泥砂岩夹灰岩透镜体，其上不整合覆盖白垩系红色砂岩及石英安山质凝灰熔岩；侵入岩为燕山晚期广平花岗岩、花岗斑岩支脉；矿体主要产于花岗斑岩外接触带400 m范围内，属矽卡岩型层状矿床，次为裂隙充填脉状矿体；围岩蚀变有矽卡岩化、硅化、绢云母化、绿泥岩化等(图1)[7-8]。

1.1 地层岩性

矿区内出露的地层主要有早古生代奥陶系和志留系。

图1 广西佛子冲铅锌矿田地质略图Fig.1 Geological sketch map of Fozichong Pb-Zn ore field in Guangxi1一志留系 2一奥陶系 3—黑云母花岗岩 4—花岗闪长岩 5—英安斑岩 6—花岗斑岩 7—地层界线 8—推测断层 10—背斜构造 11—地名 12—工作区范围

志留系(S)：为下、中志留统，属深海至半深海笔石相沉积至滨海腕足相沉积，主要分布于牛卫—水滴—塘坪一带。下志留统中组(S1b)，为黑色板岩夹薄层石英砂岩—灰岩互层，中部及顶部各有一层厚20～50 m角砾状、扁豆状或带状泥质灰岩，夹透辉石透闪石绿泥石矽卡岩，最厚可达90 m，也是主要赋矿层位之一；下志留统上组(S1c)，上部为厚—中层状粗粒石英砂岩夹薄层板岩，中部为砂质板岩夹板岩、砂岩，上部以粉砂岩、粉砂质板岩为主，夹少量砂岩、钙质砂岩，顶部有一层10 m厚的泥质灰岩，部分已交代成矿，是矿区次要含矿层位之一。

1.2 构造

佛子冲矿田褶皱与断裂构造均十分发育，由于多岩群、多期次岩浆活动及多组断裂交接，因而往往出现多期成矿作用，对矿化富集十分有利。矿产类型既有与侵入体密切相关的矽卡岩型多金属矿和钨钼矿，也有主要与断裂有关的热液型铅锌黄铁矿。

矿田褶皱主要有佛子冲背斜、塘坪复向斜、大冲背斜和六九顶背斜等，呈NE、NNE向。佛子冲背斜是矿田主干褶皱之一，纵贯全区，轴向NE 30°～20°，被NE向的大塘断裂和牛卫断裂切成三段，长约11 km，宽1～2 km，核部地层为中奥陶统上组砂页岩，局部为灰绿色板岩夹砂岩，翼部由上奥陶统和下志留统组成，两翼地层中有层状、似层状铅锌矿体产出；塘坪复向斜轴向NE40°，由岑溪南渡经樟木进入佛子冲矿带，延长50 km以上，规模较大，佛子冲背斜属塘坪向斜的南东翼。

佛子冲矿田位于佛子冲—旺甫大断裂截切NE向主干断裂的构造复合部位上，断裂极发育，主要有NNE向、NE向和近SN向三组。其中，NNE向断裂组最为发育，分布于佛子冲背斜的两翼及核部，走向10°～20°，倾向SE，倾角40°～70°，延伸大于5 km，具多期活动特点，对白垩纪以来的岩浆活动和成矿作用起到极为重要的控制作用，是矿区中最重要的控矿构造带，已知的铅锌矿体大部分产于该断层及两侧含钙质的岩石夹层中。

1.3 岩浆岩

佛子冲矿田内燕山期岩浆岩以酸性、中酸性为主，主要有二长花岗岩、花岗闪长岩、英安斑岩、花岗斑岩等。侵入岩有广平中粗粒花岗岩体、大冲花岗闪长岩体和燕山晚期大量的花岗斑岩岩脉，其中大冲岩体分布于矿区北部根竹至大冲、佛子冲一带，呈近SN、NE向岩枝、岩脉侵入佛子冲背斜核部，若围岩是钙质岩石则常常形成接触交代型铅锌矿床。

1.4 区域变质及围岩蚀变

奥陶系遭受区域变质作用，其岩石类型主要有浅变质砂岩、板岩、千枚岩等；动力变质岩主要有碎裂(化)岩、构造角砾岩、初糜棱岩等；热变质岩主要有大理岩以及各种矽卡岩；此外，尚有花岗岩的自变质现象，主要表现为绢云母化，钾长石化、硅化、绿泥石化等。

第四类，明治文学中日本作家的战争观或中国观研究。这一问题的研究者多为留日学生。如:朴裕河、刘银炅、田中敏彦、吉驯明子等。［18－21］从中可以窥见，明治文学中韩国、朝鲜形象是不可忽略的一面，它是日韩留学生或韩国的日本文学研究者非常关心的问题。相比之下，日本学者对这一类问题关注度不是很高。

佛子冲矿田围岩蚀变弱，蚀变种类主要为透辉石化、帘石化、硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、沸石化，以帘石化最为常见。岩石有脉状蚀变与交代蚀变两种，前者是裂隙两侧围岩被蚀变成脉状或外来物质沿岩石裂隙充填形成脉状；后者主要是围岩被交代的产物。围岩的绿帘石化、矽卡岩化及硅化与成矿关系甚密。当花岗闪长岩上有绿帘石化时，通常会伴随着铅锌矿(化)体的出现，这说明绿帘石化在本区为找矿标志之一[9]。

1.5 物性特征

矿区内组成矿石的主要有用组分为Pb、Zn、Cu、Ag、Bi、Cd、Co、As、Sb、Au、Ni、Ba、Mn、Sr、Hg等，同一矿体因各矿段有用组分及含量不同、结构构造不同，其电性也是有差异的，有用组分含量高者比低者极化效应强，块状、细粒状、网脉状、稠密浸染状矿体则比稀疏浸染和星点状极化效应强。

由表1可见，矿区内的铅锌矿石与普通岩石的电性差异显著，沉积岩、岩浆岩一般呈现高阻低极化特征，铅锌矿石为低阻高极化特征，因此在矿区范围内开展激发极化法具备较为充分的地球物理前提。但应该指出的是，矿田含矿层之一的O3a-2岩性为炭质板岩、粉砂岩夹泥质砂岩及多层赋矿泥质灰岩，且在地表见石墨化，会对激电工作产生一定的干扰，在数据处理和成果推断解释时需要特别注意。

表1 六塘矿区岩矿石电性参数统计表Table 1 Statistical table of electrical parameters of rocks and ores in Liutang mining area

注：岩矿石电性参数资料据文献[10]。

2 激电法野外工作布置

本次物探工作主要开展激发极化法中梯扫面和激电测深，目的是开展激电中梯扫面，圈定测区内地质构造及极化体的平面展布特征，结合地质、化探、槽探、钻探等地质资料，选择较有意义的激电异常布置激电测深工作，进行进一步的研究异常纵向展布特征。

测网布设使用高精度GPS，测网网度：100线～120线网度为100 m×25 m；120线～148线网度为200 m×25 m(图2)。激电法使用的仪器为美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ多功能电法仪系统，采用中梯装置开展面积性激电测量，双向供电周期为8 s，观测450～1100 ms，工作方式为短导线、一线供电多线测量，AB极距为1300～1800 m，旁测线距Hmax=200 m，MN=50 m，点距25 m，供电电流为1～2.8 A，观测参数视充电率(Μs)和一次电位(ΔV1)。

3 数据处理与异常解释

3.1 数据处理与分析思路

激电中梯数据利用GDP32II自带的软件对原始数据进行整合，并计算出视电阻率值，使用MapGIS软件绘制视极化率及视电阻率平面等值线图。激电测深数据的反演计算采用桂林理工大学编制的《电阻率/极化率二维反演软件系统》，该系统是基于电阻率/极化率数据2.5维有限元正演模拟和光滑模型约束最小二乘反演算法，适用于水平地形和起伏地形下的数据解释，且不需要对地形影响进行校正。在正演计算中，采用了三角单元剖分，能很好的模拟起伏地形，单元内的电性参数设置为连续变化；在反演的目标函数中，加入了最简单模型和背景场等先验信息，减少了解释的多解性[11]。

图2 六塘测区激电法工程布置图Fig.2 Project layout map of Induced Polarization Method survey in Liutang mining area

佛子冲矿床为广义层控改造型铅锌矿床。矿体产于佛子冲背斜的东翼中上奥陶统细砂岩、钙质粉砂岩夹白云质、泥质灰岩中，灰岩+花岗岩+NNE向构造(层间为主)破碎带三位一体组合是产出矿体的关键。定性解释首先分析平面激电异常特征、所处层位，分析干扰因素、排除非矿异常，多种方法相结合突出重点异常和有意义异常，最后确认矿致异常。

3.2 成果解释推断

由图3可见，视电阻率异常主要呈NE向线性展布，中间被局部低阻异常隔断，较好地反映了区内主要电性分布特征和NE向主构造被后期NW向构造错断的展布特征；视充电率同样呈现出NE向展布特征，高值异常中心主要沿工区东南部线性分布，并主要集中在南部、中部和北部3个区域；最终圈定了Dm1、Dm2、Dm3、Dm4和Dm5等5处异常。

图3 六塘测区视电阻率(a)与视充电率(b)平面等值线图Fig.3 Plane contour maps of apparent resistivity (a) and apparent chargeability ratio (b) in Liutang survey area

区分出区内非矿异常和矿致异常之后，在126线上布置了激电测深工作，并进行了二维反演，反演结果见图4，两者断面均呈现出明显的层状电性分布特征。电阻率反演断面由浅至深整体呈现出低—高—中—高的层状电性异常特征，充电率的异常特征大同小异；地表至高程约400 m以浅推断为相对低充电率的低阻覆盖层；下伏为一厚约100 m的似层状相对高阻、中充电率推断为志留系石英砂岩—灰岩互层，可能为区内次要的含矿层位；高程300 m向深部至约150 m深度范围，为一层状相对中阻、高极化层，推断为奥陶系细砂岩、钙质粉砂岩夹白云质泥质灰岩，为本区主要的含矿、找矿层位。在断面234测点附近，电阻率和充电率等值线均出现了明显错动、左高右低，推断此处可能存在一局部断裂构造(Fw)，且可能为破矿构造，围绕该断裂构造附近、高极化率层位这一区域即为工区内的最佳找矿有利空间，值得进一步深入开展工作。

图4 126线电阻率(a)与充电率(b)二维反演断面等值线图Fig.4 2D inversion contour section maps of resistivity (a) and chargeability ratio (b) in prospecting line No.126

测深断面226～230点相当于Dm2-5北西侧的弱异常，240～250点相当于激电Dm2-5主异常，而258～264点相当于激电Dm2-4异常。电阻率反演断面由上向下浅部高程450 m以上有一低阻岩层，其下高程300～400 m为高阻层，再向下高程100～300 m为一相对低阻层，与充电率反演断面高程50～350 m的一层平缓状的极化层的高极化异常对应，这一深度段正是本矿区重要的含矿层位。推断Dm2-5和Dm2-4处于同一层位，Dm2-4也是具有找矿意义的。

另外，佛子冲六塘矿段有找矿意义的异常还包括Dm4-1、Dm4-2、Dm5、Dm1、Dm2-1、Dm2-3、Dm2-5、Dm3等8处，Dm2-2和Dm2-4推测为炭质岩层引起。其中Dm4-1、Dm4-2、Dm5等3处矿致异常长约1000 m，资源潜力已评价。但8处有找矿意义的异常总体规模较大，断续总长达4400 m，尚有3000余米的异常未作评价，其找矿潜力不容忽视。

4 找矿模型建立及验证情况

4.1 地质-地球物理(地球化学)找矿模型

根据上述激电成果，结合地质、地球化学资料建立了佛子冲铅锌矿地质-地球物理地球化学找矿模型，具体模型参数见图5和表2。

4.2 验证结果

1) Dm4异常边部已见矿(图3，ZK283、ZK330、ZK331、ZK408钻孔)，确认Dm4为矿致异常。按广义层控规律，异常的主体并没有被已知钻孔揭露到，因此建议布设查证孔，验证情况均见矿，具体如下：

钻孔ZK0201：共控制三层铅锌矿体，见矿深度为215～280 m。上层铅锌矿体厚1.86 m，Pb的平均品位为3.32%，Zn的平均品位为2.50%；第二层矿体厚1.72 m，Pb的平均品位为0.87%，Zn的平均品位为0.94%；第三层矿体厚1.15 m，Pb的平均品位为4.43%，Zn的平均品位为4.51%。

图5 广西佛子冲铅锌矿地质-地球物理-地球化学找矿模型示意图Fig.5 Schematic diagram of geological-geophysical-geochemical prospecting model for Fozichong Pb-Zn deposit in Guangxi1—下志留统—中上奥陶统砂岩、板岩及少量灰岩夹层 2—中酸性岩浆岩 3—花岗斑岩 4—花岗闪长岩 5—断层 6—矿(化)体 7—铅锌矿 8—铜矿 9—钨锡矿 10—黄铁矿、磁黄铁矿 11—磁性蚀变带 12—基底岩层

表2 广西佛子冲铅锌矿地质-地球物理-地球化学找矿模型Table 2 Geological-Geophysical-Geochemical prospecting model for Fozichong Pb-Zn deposit in Guangxi

钻孔ZK8-138-1：共控制三层铅锌矿体，见矿深度为10～40 m。上层铅锌矿体厚5.78 m，Pb的平均品位为0.94%，Zn的平均品位为2.31%；第二层矿体厚1.86 m，Pb的平均品位为1.98%，Zn的平均品位为2.26%；第三层矿体厚3.49 m，Pb的平均品位为1.87%，Zn的平均品位为3.66%。

2) 2008年预测转勘查后半年，按200 m线距施工5个钻孔(图3，ZK0601、ZK01001、ZK01401、ZK01801、ZK02201)见矿较好，连同验证孔控制矿(化)带走向长达1200 m，进一步证实物探推测Dm4矿致异常是正确的、有远景的。Dm4异常6～22勘探线第一批钻孔见矿情况见表3。

表3 Dm4异常6～22勘探线第一批见矿钻孔统计Table 3 Statistical table of the ore-bearing drilling holes for Dm4 anomaly in prospecting line No. 6-22

5 结论和建议

1)佛子冲接替资源找矿勘查取得突破，关键是佛子冲地区地质具备资源潜力，又有良好的地球物理前提，是地质重视物探作用的结果。通过开展激电中梯扫面和激电测深，圈定了多处异常，结合以往地质、化探、钻探成果资料，区分出矿致异常和非矿异常，并结合矿区地质、地球化学特征，建立了该地区地质-地球物理-地球化学找矿模型，为下一步的地质工作和钻孔的布置提供了可靠的物探依据。该区深部找矿关键技术路线是“地质研究确定找矿思路、物探确定找矿靶区、钻探工程揭露矿体位置”，地质、物化探及钻探的紧密配合才能充分发挥物探在寻找深部隐伏盲矿中的作用。

2)在佛子冲矿区开展激电工作找矿效果较为显著，这与该区成矿地质条件、矿化特征和物性前提条件是分不开的。据佛子冲各个矿段铅锌矿体的埋藏深度统计，浅者0～50 m，深者在250～325 m，根据所设计的供电极距大致能够探测到300多米的深度。

3)测区内尚未评价的异常也具有较大找矿潜力。该区有找矿意义的异常共8处，总体规模较大，除了Dm4、Dm5两处矿致异常长约1000 m，还有长约3400 m的6处异常未查证，仍有可能发现新矿体。这些异常预示该区继续找矿尚有辉煌前景。

4)尽管本次工作效果不错，但尚有工作待完善：① 物探综合研究仍不够充分，物探工作尚须完善；② 该区磁测、化探也有很好的找矿效果，铅锌矿体能引起约100 nT的磁异常，兼有Pb、Zn、Cu或Pb、Zn、Cu、Ag组合元素化探异常，若能收集这两种资料进行综合解释，确定激电异常的性质就更有把握；③ 受探矿权范围和承包工作制约，激电法没有能够测到背景场，异常追索不完整；④ 应在拟布孔地段布置综合研究剖面，配合激电测深剖面、CSAMT、高精度磁测和化探等综合方法，对异常进行综合研究、定量解释和再解释。