物探方法在松桃县盘石铅锌矿区的应用研究

张德实，杨炳南，何 帅，沈小庆，严学春

(1.贵州省地矿局 103地质大队，贵州 铜仁 554300；2.中国地质大学 地球科学学院，湖北 武汉 430074)

1 引 言

贵州盘石铅锌矿区位于贵州省北东部盘石镇西侧，是区域性大断裂-红石断裂与保铜玉断裂夹持地带诸多铅锌矿区之一。以往的矿产勘查工作主要集中在有铅锌矿化露头的西区，已发现有粑粑寨、嗅脑等矿点分布[1,2]。含矿岩层隐伏的中东部区域未取得较大突破，本次物探工作的步骤是先在西区粑粑寨矿点做物性测量和方法有效性试验工作，后以面积性的双频激电中间梯度测量寻找浅-中深部的矿化异常区，再结合地质条件选择有找矿意义的异常实施异常查证以及开展频谱激电测深和音频大地电磁法测量，寻找有找矿价值的物探异常区，为项目圈定铅锌矿靶区提供物探依据，为同类型铅锌矿勘查提供参考。

2 地质概况及地球物理特征

2.1 地质概况

本区位于扬子陆块与华夏陆块的过渡区，大地构造位置跨越上扬子地块和江南造山带。区域性的三阳断裂、红石断裂、保铜玉断裂控制着区内铅锌矿的展布(图1)，从探明的资源量看，有80 %以上的铅锌矿分布于三阳断裂与红石断裂夹持的地块之间[3]，包含本论文研究的盘石铅锌矿在内的少部分产于红石断裂与保铜玉断裂的夹持地带。

1-志留系；2-奥陶系；3-寒武系中上统；4-寒武系下统；5-震旦系；6-板溪群；7-地层界线;8-断裂(断层)；9-背斜；10-省界；11-小型铅锌矿；12-中型铅锌矿；13-本区

出露地层主要为寒武系下统耙郎组(∈1p)、清虚洞组(∈1q)、中上统娄山关组(∈2+3ls)、上统毛田组(∈3mt)，奥陶系下统桐梓组(O1t)、红花园组(O1h)，地层整体呈近北北东走向，倾向东，倾角约10°～30°。区内铅锌矿赋存于寒武系下统清虚洞组的藻灰岩中，其含矿地质体主要为浅灰、灰白色藻泥粉晶灰岩。区域性的古断裂构造控制着藻灰岩的分布，而藻灰岩则控制着区内铅锌矿的产出，即是藻灰岩厚度较大区域，铅锌矿化越好。区内铅锌矿床类型为密西西比(MVT)河谷型，矿物类型主要为闪锌矿和方铅矿[4]。

2.2 地球物理特征

在归纳分析以往工作获得的物性资料基础上，研究区采用对称四极法在白云岩、灰岩、铅锌矿化体、页岩等不同岩矿石露头进行了实测，其电性特征见表1。

表1 岩矿石物性特征综合统计

地表黏土、白云岩、灰岩极化率较低，铅锌矿化蚀变体极化率平均值为2.01 %，与灰岩、白云岩差异明显。铅锌矿化蚀变体电阻率高于地表黏土，略低于灰岩和白云岩。统计数据可以看出区内灰岩(围岩)为高阻低极化特征，铅锌矿化蚀变体为相对低阻高极化特征，差异明显，适宜通过开展电法工作寻找含铅锌矿地质体。

3 物探方法的综合应用

3.1 仪器选择

开展双频激电法测量使用的仪器设备是继善高科生产的SQ-3C轻便型双频激电仪，其利用岩、矿石间的电化学活动差异找矿或解决地质问题，目前用于寻找铅锌矿等金属矿产已取得很多成果[5-8]。频谱激电法测量使用的设备是加拿大凤凰地球物理有限公司第八代地球物理数据SIP采集系统，其能够在超低频段作多频视复电阻率测量，得到复电阻率的频谱特性，在金属矿勘探领域起着重要作用[9-12]。音频大地电磁测深工作使用的设备是加拿大凤凰地球物理有限公司第八代地球物理数据AMT采集系统，其利用雷电活动所引起的天然音频大地电磁场作为场源，通过研究地电断面的变化，来解决找矿，找地热水，研究工程及地质等问题[13-15]。

3.2 方法试验

为验证双频激电法在本区寻找铅锌矿的有效性以及供电AB最佳极距的选择，在本区西部的粑粑寨已知铅锌矿点开展试验工作，测量频率为4 Hz与4/13 Hz，点距60 m，采用10 kW整流电源供电，测量装置为中间梯度，供电极距AB分别为1 500 m、2 000 m、2 500 m，MN测量极距均为60 m。

试验结果表明(图2)，含矿区域与非含矿区域视幅频率值存在较明显差异，双频激电法在本区内寻找铅锌矿异常是可行的。另外，2 500 m供电极距测得数值普遍高于1 500 m和2 000 m供电极距测得的数值，异常峰值突出，与背景值差异明显。说明AB=2 500 m是本区双频激电法测量最佳供电极距。

1-寒武系杷榔组；2-寒武系清虚洞组第一段；3-寒武系清虚洞组第一段第一亚段；4-寒武系清虚洞组第一段第二亚段；5-含粉砂质黏土岩；6-藻灰岩；7-豹皮状灰岩；8-断层；9-铅锌矿化；10-铜电极实测视幅频率曲线；11-不极化电极实测视幅频率曲线；12-1 500 m供电极距；13-2 000 m供电极距；14-2 500 m供电极距；

3.3 物探方法取得成果

3.3.1 双频激电法

1∶5万测量：主要位于盘石镇以东区域，物探剖面大致垂直于地层界线，网度为250 m×60 m，其它参数和试验一致。结合本区岩矿石物性参数，确定激电中梯视幅频率背景值为1.6 %，异常下限为2.0 %。共圈定2处激电异常，编号分别为Y1、Y2。Y1异常区出露地层为娄山关组地层，伴随北东向断层F1发育，距离粑粑寨矿点距离约1 km。Y2异常区出露地层为娄山关组与奥陶系毛田组地层，伴随北北东向断层F2发育，距离粑粑寨矿点距离约4 km(图3)。

1-寒武系杷榔组；2-寒武系清虚洞组；3-寒武系高台组-石冷水组；4-寒武系娄山关组；5-寒武系毛田组-奥陶系红花园组；6-地层界线；7-断层；8-产状；9-铅锌矿点；10-激电视幅频率异常

1∶1万测量：主要围绕Y2异常展开，网度为100 m×40 m，MN测量极距为40 m，其它参数和1∶50 000测量一致。异常下限取2.1 %，共圈定2处激电异常，编号分别为Y3、Y4(图4)。Y3异常呈面状分布，地表出露岩性为娄山关组地层，伴随断层F8发育，峰值约2.6，结合试验剖面成果及区域成矿地质特征分析，推测矿致异常可能较大。Y4异常大致呈北东向条带分布，规模较大，峰值2.7 %。经现场异常查证，异常区岩石蚀变强烈，属毛田组与娄山关组接触带地层，与康金小红岩角砾白云岩铅锌矿床类型相似[16]，地质成矿条件较好。

1-寒武系石冷水组一段；2-寒武系石冷水组二段；3-寒武系娄山关组一段；4-寒武系娄山关组二、三段；5-寒武系毛田组；6-奥陶系桐梓组；7-地层界线；8-断层；9-产状；10-铅锌矿化蚀变带；11-激电视幅频率异常；12-AMT剖面；13-SIP剖面

为了研究Y3、Y4两处激电异常深部地质、构造信息，分别布设AMT300和AMT400剖面音频大地电磁测深剖面，以及一条频谱激电测深剖面SIP100。

3.3.2 音频大地电磁测深法(AMT)

AMT300剖面反演综合成果图(图5)显示，从地表往深，反演剖面电阻率值有相对“高-中-低”的趋势，大致显示了工区地层纵向电性特征，即以白云岩、灰岩为主的寒武系娄山关组、石冷水组、高台组、清虚洞组地层表现为“高阻”特征，以粉砂质页岩为主的杷榔组地层表现为相对中阻特征，以粉砂质炭质页岩为主的寒武系下统变马冲组、九门冲组地层表现为低阻特征。剖面115至123号点间电阻率等值线横向变化大，特别是中深部地层中，变化更为明显，推测有一倾向北西，规模大的断层发育。

1-寒武系娄山关组；2-寒武系石冷水组；3-寒武系高台组；4-寒武系清虚洞组；5-寒武系杷榔组；6-寒武系变马冲组；7-寒武系九门冲组；8-推测地层界线；9-推测断层及编号；10-矿化蚀变带

AMT400剖面反演综合成果图(图6)显示，从地表往深，反演剖面视电阻率值亦有相对“高-中-低”的趋势，与本区由浅入深的纵向组合地层的电阻率特征基本吻合。剖面地表116号点开始，越往深部越有倾向大号点方向的低阻变化趋势，尤其在118至123号点范围标高0～-500 m深度更为明显，推测为断层F8所致。地表129至132号点之间亦有低阻变化，高阻横向不连续趋势，尤其在126至129号点范围标高-100～-500 m深度更为明显，推测有一倾向西北，规模较大的断层发育。

1-奥陶系桐梓组；2-寒武系毛田组；3-寒武系娄山关组；4-寒武系石冷水组；5-寒武系高台组；6-寒武系清虚洞组；7-寒武系杷榔组；8-寒武系变马冲组；9-寒武系九门冲组；10-震旦系留茶坡组；11-南华系大塘坡组；12-推测地层界线；13-推测正断层及编号

3.3.3 频谱激电测深法(SIP)

SIP100剖面谱参数拟断面图(图7)显示：剖面视时间常数大于10 s的部分介于38～48号点之间，埋深100 m以浅区域，推测极化体是含量较高的硫化物体，地表发现的铅锌矿化蚀变带位于其中，其余部分基本以大于1 s为主(图7a)。剖面100 m以浅视充电率(极化率)以小于3 %的低极化为主，100 m以深以3～10 %的中低极化为主，无明显高极化区域(图7b)。剖面视频率相关系数是决定频谱变化陡度的形状参数(图7c)。剖面视电阻率约100 m以浅基本小于1 500 Ω·m，100 m以深区域基本为高达7 000 Ω·m的高阻区，在39和50点号左右显示高阻不连续(图7d)。剖面视幅频率在100 m以浅以大于2 %的中高值为主，100 m以深以小于2 %的低值为主(图7e)。

综合剖面谱参数拟断面图(图7)和2.5维反演图(图8)，圈定3处激电异常，分别为JD1、JD2、JD3，异常呈相对高阻高极化特征，谱参数为高视时间常数、低充电率、高视频谱相关系数。其中JD2异常位于铅锌矿化蚀变带处，具有找矿价值。JD1异常范围较大，异常强烈，异常现场查证认为是地表干扰引起。JD3异常范围较大，异常强度弱于JD1、JD2，但在1∶5万和1∶1万的双频激电法测量中相同位置均显示有高极化异常，值得进一步勘查。

图7 SIP100剖面相关谱参数拟断面

1-奥陶系桐梓组；2-寒武系毛田组；3-寒武系娄山关组；4-铅锌矿化蚀变带；5-频谱激电视幅频率异常

4 结 论

1)双频激电法应用于断裂控制的藻灰岩铅锌矿勘查，利用视幅频率参数可圈定面积性的矿化体异常；频谱激电法能提供更多的频谱和纵向信息，进一步明确双频激电法圈定异常的纵向深度和范围。

2)音频大地电磁法能大致划分组合地层纵向电性层位以及识别断层构造，这对区内地层深度判读以及隐伏断层的认识具有参考价值。

3)物探多方法的运用能提供多种参数的信息，从多种手段识别和圈定找矿异常、隐伏地质构造，为地质圈定找矿靶区提供有力的物探依据。