激发极化法找铜钴矿的应用研究

那晓勋 于文涛

摘 要： 中非铜钴矿带既是世界上第三大铜矿富集区，也是世界上资源储量最大、矿床分布密度最高的沉积-改造型（沙巴型或加丹加型）铜钴矿成矿带。在这次勘查工作中结合以往地面高精度磁测结果，在测区开展大功率激电扫面工作。

关键词： 激发极化法; 中间梯度; 铜钴矿

【中图分类号】 TP391      【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）14-0222-02

刚果（金）和赞比亚境内的中非铜矿带内加丹加系赋存众多全球著名的沉积型铜钴矿床。刚果（金）现开发的铜钴矿中主要为近地表氧化矿 ，品位高，矿石加工利用技术性能优异，开发利用程度高。利用激发极化法是寻找金属矿产勘查的一种重要方法，尤其是在勘查与围岩电阻率相差不大的侵染状的金属矿产时更具优势。对氧化矿激发极化效应差，但利用中间梯度装置比较高效，且地形较平坦，能更精确的利用视电阻率参数寻找目标层位或构造。

1 工区概况及地球物理特征

1.1 区域地质。刚果（金）位于中非刚果盆地，刚果克拉通西南部。古老的沉积地层经过了新太古代褶皱、基底杂岩褶皱、基巴拉褶皱、孔德龙古褶皱等一系列的大规模构造运动，发生了不同程度的变质作用和巖浆作用。

图1-1 非洲加丹加和谦比西带地质简图中非铜带（卢菲利弧，Lufilian Arc）产于横跨刚果（金）与赞比亚两国的加丹加弧形构造带（又称加丹加带）内，为一巨型铜成矿省，带内已知矿床中含有1.4亿吨铜和6百万吨钴金属。

地层-加丹加超群孔德龙古群（Ku）：

（1）孔德龙古群下孔德龙古组（Ki）：与下伏罗安群地层呈不整合接触。广泛延伸到向斜边缘及其附近的陆台中，分为 Muombe（Ki1）、Bunkeya（Ki2）两个组，主要由一层砾岩层（大砾岩）和一套粒度不同的含铁质陆源碎屑岩组成。

（2）孔德龙古群上孔德龙古组（Ks）：主要由一层砾岩层（小砾岩）和一套粒度不同的含铁质陆源碎屑岩组成。

图1-2 区域地质图1.2 预查区地质

地层：该区出露地层简单，主要为孔德龙古群上孔德龙古组（Ks）及新生界第四系地层（Q4）。

1.2.1 孔德龙古群上孔德龙古组（Ks）：孔德龙古群上孔德龙古组（Ks）分布于工作区的南部， 约占全预查区面积的43%，为一套陆源沉积的碎屑岩，岩性以紫红色泥质粉砂岩为主。

1.2.2 第四系（Q4）：地层在预查区分布较广，约占全预查区面积的57%，由砾石、风成砂、粉砂、粘土、亚粘土等组成，厚度约5-10m。地表为腐殖土。

岩浆岩：预查区岩浆岩不发育，脉岩主要为铁质砂岩、硅质石英砂岩。

构造：预查区覆盖较严重，未见明显构造，区内微裂隙构造比较发育，裂隙性质应属成岩节理裂隙。

1.3 地球物理特征。其物性参数统计结果见表1。

测区地表干旱，接地电阻大，接收机无法正常接收信号。工作开展之前做了大量的研究工作。通过极距、参数实验最终确定了AB极1000m，MN40m。

2 异常特征

由于本区Cu为氧化矿，所有氧化矿的激电效应比较弱，Co的激电效应也比较弱，故以低电阻率异常为主要分析对象。

2.1 ηs异常分布特征。ηs值总体南低北高，ηs值最小为0.05%，最大为4893%，变化幅度较大，其平均值为486%。高值异常总体无规则形态，面积较大，异常值普遍10-40%。

测区为热带草原气候，草又高又密，当地居民以烧木炭为主要经济来源。实地测量时发现该测区每年都有点火的现象，大片的枯草和部分的树木被烧掉，造成土质松散且碳质含量较高。由于碳质含量高的测区激电效应很强，可以产生明显的激电异常，因此该测区碳质含量较高的地方ηs异常非常高，成为非常大的干扰因素。野外测量时采取加大供电电压，极瓶处挖深坑进行测量均无法排除碳质因素干扰，故ηs异常不对其进行进一步的研究解释。

2.2 ρs异常分布特征。ρs值总体较低，一般在50-400Ω·m间变化，局部高达1000-2000Ω·m， ρs高值异常和低值异常都呈条带状北东展布。通常对中间梯度法，AB距离约等于8倍勘探深度，如果存在低阻覆盖层，勘探深度更浅。AB取1000m，推测电法的勘探深度在120米以内。

从ρs等值线平面图视电阻分布状况看，大于300Ω·m约占测区面积的一半以上，因此视电阻率背景值取300Ω·m。以200Ω·m圈定低电阻率异常4个，编号为RES1、RES2、RES3、RES4（图2）。

图2 电阻率等值线平面图1 RES1异常

异常位于测区南部“第一个方格”和“第二个方格”内，条带状北东向展布，异常长度较长，无明显的梯度陡缓变化。长约3000米，宽约120米，由多个形状，走向一致的异常组成。

异常落于第四系和孔德龙古群上孔德龙古组（Ks）紫红色泥质粉砂岩。岩石标本物性参数测试显示白云质页岩，硅质石英砂岩电阻率较低，推测是由沿裂隙充填的Co、Cu等金属元素引起。

Co1号矿（化）体位于测区南西部，地表控制工程为TC1-4、TC1-2、TC1-0、TC1-1，深部钻探控制工程为ZK1-4-1、ZK1-2-1、ZK1-0-1。矿（化）体赋存于白云质页岩及硅质石英砂岩及含砾砂岩中，地表出露长度约200米，宽4.00～6.00米，矿体总体产状：倾向290～310°倾角75°～78°。

Cu1号矿（化）体为盲矿体，控制工程为ZK1-4-1、ZK1-2-1、ZK1-0-1，矿（化）体赋存于含砾砂岩中，推测长度约150米，ZK1-4及ZK1-2号钻孔未穿透矿化体，推测宽约大于5.4米，矿体总体产状：倾向290～310°倾角75°～78°。

该异常与Co1、Cu1矿（化）体相吻合，推测异常是由赋存于白云质页岩及硅质石英砂岩中，沿裂隙充填的Co、Cu矿（化）体引起。

2 RES2异常

异常位于测区北东部“第四个方格”和“第五个方格”交界部位，带状北东向展布，异常规模较小，无明显的梯度陡缓变化。长约700米，宽约120米。

异常极小值为80.28Ω·m，对应的ηs普遍在2-2.5%。

异常落于第四系，该异常形态与RES1相似，初步推测异常是由Co、Cu、Fe等金属元素局部富集引起。

3 RES3異常

异常位于测区南部“第一个方格”和“第二个方格”内，RES1的下方。近似带状北东向展布，异常范围较大，由2个圈闭的异常组成。长约2200米，宽约400米。

该异常位于测区南部地形切割剧烈部位，有一条规模较大的深沟，落差较大，植被茂密，沟底部有小河。造成很多测点无法观测，该异常是由成图软件自动成图生成，是假异常。但也不排斥有矿（化）体赋存的可能。

4 RES4异常

异常位于RES1南东部，测区中部“第二个方格”和“第三个方格”交界部位，带状北东向展布，异常规模中等，无明显的梯度陡缓变化。长约1000米，宽约200米。

异常极小值为59.51Ω·m，对应的ηs普遍在1-2%。异常落于德龙古群上孔德龙古组（Ks）紫红色泥质粉砂岩、铁质砂岩。

铁质砂岩风化面呈黑褐色，新鲜面呈黄褐-红褐色，细粒砂质结构，块状构造，主要由长英质矿物及少量泥质、铁质矿物组成，TFe含量约20-40%左右，局部可见气孔构造。

岩石标本物性参数测试显示铁质砂岩电阻率最低。初步推测异常是由Co、Cu、Fe等金属元素局部富集引起。

3 结论

在非洲进行电法工作首先要解决干旱地表接地电阻大的问题，本次工作区内有大量的蚂蚁山包，高达10多米，半径达5米左右，在蚂蚁山包处砸电极可以大大提高供电效果，有效的解决了地表干旱接地电阻大的问题。

通过本次电法在刚果（金）某项目的验证，证明激发极化法寻找铜钴也有一定的效果，圈定了重点找矿靶区，有效的指导深部找矿工作。

参考文献

[1] 周应华，江少卿.刚果（金）铜钴矿业开发形势. 地质与勘探，2010，46（3）

[2] 夏方华.刚果（金）LUSANUO铜钴矿区物探异常评价及成矿预测.中国地质大学（北京），

[3] 刘天佑.球物理勘探概论[M].北京：地质出版社，2007.