刘净余
(五矿矿业控股有限公司,安徽 合肥 230000)
固体矿产勘查前期工作中,由于地表地质工作无法准确预测深部地质特征,单一物探方法很难准确的从平面、深部及走向上反应异常范围、形态等特征。因此,根据各种物探方法的特点,结合异常区平面特征,有针对性的选择有效的物探方法组合,探测隐伏岩体、控矿构造的产状和规模变化情况等深部找矿信息,从而解决地表前期地质工作无法预测深部地质特征的局限性问题。
巴哈乌拉铜多金属矿位于新疆和布克赛尔县境内,区域成矿带划分属于准噶尔北缘华力西金、铜、镍、铬、锡、铁成矿带(Ⅲ3级成矿带)的萨吾尔金成矿带(Ⅳ7级成矿带),紧邻Ⅴ21金、铜成矿区。区域发育中奥陶世到泥盆纪地层,岩浆岩从超基性的镁铁质蛇绿岩到基性-中酸性岩浆岩、火山岩及脉岩,构造上东西向、北西向及北东向深大断裂交汇。区域地层出露以火山岩系为主,局部发育浅海相沉积岩系。区域褶皱构造较为发育,其中加里东期表现为紧闭型,华力西期为舒缓型[1]。区域综合找矿标志为“异常+构造+岩体+矿化”。
矿区地层由老到新为:前寒武纪、中奥陶统—志留纪、泥盆纪、石炭纪和第四纪地层,主要为一套火山沉积岩层。
矿区内构造主要有断裂构造和褶皱构造,断裂构造为主要构造,其方向上主要沿东西向、北西向和北东向展布。其中东西向断裂带为本区的主要断裂,也是区内重要的成矿碎裂带,断裂带内局部位置金、铜元素含量达到甚至超过工业边界品位。
区内岩浆岩发育,从超基性到酸性岩石均有出露,以侵入岩为主,喷出岩次之。喷出岩在上泥盆统和中石炭统地层中较为发育。
经对地表及探槽揭露各种岩性岩石标本取样测试,超基性岩、碳酸盐岩、角砾岩、砂岩、玄武岩、闪长岩等在磁化率、电阻率特征上存在较明显差异,本区具备物探工作前提,尤其是超基性岩表现为高磁、高阻地球物理特征。
依据工作区成矿地质背景,矿区地质、地球物理特征,充分参考临区铜矿床的有效物探方法,选择地面高精度磁测+电阻率测深法+电阻率剖面法。地面磁测研究磁性岩(矿)石在地球磁场磁化作用下产生的磁异常,效率高、成本低、指示性明显;电阻率测深法以地下不同岩矿的电阻率差异为基础,通过研究人工电场地电断面,查明地质构造或者解决与深度有关的地质问题,分辨率高,操作简便;电阻率剖面法通过调整供电极距,研究剖面方向地下一定深度的岩、矿石电阻率变化,可同时判断地质体在一定范围内的产状,清晰直观。首先在平面上圈定物探异常,在潜力较大的物探异常上及地质成矿有利部位,采用电法测深剖面由浅入深对平面异常进行分解,探索深部异常展布形态,并借助电阻率剖面法判断异常在走向上的连续性。
正、负异常中心分别位于测区中部和北西位置,磁异常走向北东,较均匀,为连续陡倾异常体特征,异常西北部未封闭,有继续延伸趋势。磁异常主要集中在测区中北部,南部无明显异常,见图1。
图1 巴哈乌拉矿区磁测△T平面等值线图
以穿过正异常中心的3号剖面异常为例,磁测数据经各项改正,并做化极、延拓、垂直一次导数、水平一次导数等处理,结果见图2。
图2 巴哈乌拉矿区3号磁测剖面△T解译图
3号剖面720 m附近位置出现本次磁测正极大值1 236.37 nT,且极值两侧异常宽度较大。化极异常曲线(左图红色曲线)与实测曲线(黑色曲线)形态差异不大,化极后的局部异常基本呈对称形态,主要异常的正值异常两侧均伴随有一定强度的负值异常,表明磁性体为有限延伸地质体垂直磁化异常特征,化极异常的正极大值位置基本对应磁性体头部中心位置,位于图中760 m附近位置。△T上延100 m、200 m曲线图显示,随着上延高度的增加,局部异常合并,异常范围变大,强度变弱,体现出深源场的特征。图2右下为3号剖面△T水平一阶导数和垂向一阶导数计算结果图,水平一阶导数的极大、极小点大约对应磁性体边界,图中710~796 m、852.6~920 m处淡红色方框的标定范围推测为可能的磁性体边界范围,说明引起地表主要磁异常的为两个磁性体,在深部可能相连。
1号、2号、4号、5号剖面磁异常形态类似,均表现为正负异常伴生形态,表明磁性体在走向上延伸较大,连续性较好。
5条测深剖面电阻率断面特征如图3:
图3 电测深剖面拟断面图
5个电阻率断面图均显示高阻地质体存在,结合地表地质特征,推断为超基性岩体的深部延伸,呈陡倾斜甚至直立状。高阻岩体两侧多呈低阻特征,可能为低阻围岩或破碎岩体,综合推断250 m以上为相对成矿有利位置。
图4 电阻率剖面法3线ρs曲线
以3线电阻率剖面ρs曲线(图4)为例,作定性推断解释。AB/2=100 m和AB/2=170 m两条曲线形态相似,在距离300 m和420 m附近两条曲线分别出现两个高阻特征段,位置基本相同,说明在这两个位置岩体呈高阻状态,产状直立。电阻率测深法测量成果与电阻率测深法测量成果特征相似,并可推断高阻岩体在矿区北部物探工作范围内连续性较好。
图5 巴哈乌拉矿区2号线综合地质图
综合垂直电测深剖面与对应的磁法剖面(见图5),结合剖面邻近的探槽地表揭露岩性矿化破碎带特征,东西向破碎带北带及其蛇纹石超基性岩体中深部特征如下:
2号线垂直电测深剖面与对应的磁法剖面通过地表发育有超基性蛇纹岩体及玄武岩-安山岩体,蛇纹岩体两侧发育有破碎带,从明显的垂直电测深剖面规则的总体直立高阻带可以判断,蛇纹岩体是具有顺构造带垂直侵入,局部可能略有宽窄变化的板状体,其对应磁异常曲线显示蛇纹岩为含磁性较强的岩体,与蛇纹岩为超基性超镁铁质岩性质相同。其岩体两侧发育破碎带与地表探槽TC10揭露相同,但地表蛇纹岩两侧破碎带产状相背倾斜,说明地表破碎带产状只是局部产状。而南侧破碎带处后期又发育玄武岩-安山岩体也具有相同的板状体特征,其磁性程度相对蛇纹岩明显减弱,受蛇纹岩高磁性掩盖而呈平缓,据此说明玄武岩-安山岩体与蛇纹岩体为不同物性的地质体,从而说明该破碎带具有多期岩浆活动,破碎带也多次拉张充填岩体,从2号线东侧发育的含金铜矿体破碎带延伸到2号线物探剖面处特征明显。因此,推测2号线东西两侧破碎带连续。
从综合剖面判断,东西向断裂带北带发育近板状超基性岩体,总体呈直立状,厚度不大,一般在100~200 m,局部南倾,为高角度产状,其边缘及其附近发育破碎带,局部形成含金铜矿体。
综合物探电阻率断面图、对称四极剖面曲线和磁法剖面图,结合地质解译情况,推测勘查区北部东西向构造带超基性岩边界,总体走向东西,东部存在夹层,浅部总体偏北,含矿构造带位于其南边界附近,形成板状高角度、局部直立的空间形态。
综合分析判断勘查区内的找矿标志如下:
1)矿床为深源岩浆热液充填型矿床,受断裂构造控制明显,勘查区内铜、金矿化带主要受东西向压扭性断裂控制;
2)东西向断裂带及其分支断层裂隙附近,发育蛇绿岩及石英斑岩侵入脉体,具有多期岩浆热液活动现象,也是找矿的重要标志;
3)与矿化直接有关的超基性岩体呈高磁、高阻地球物理特征,破碎带为相对低阻,是该区找矿的地球物理标志。
成矿预测:勘查区矿化体主要受东西向断裂控制,主要发育在有硅化、碳酸盐化、绿帘石化、绿泥石化破碎带及其蛇绿岩蚀变带一侧。根据探槽内取样化验结果,结合物探推断含矿带范围,估算铜金属量为2.41 万t,为小型铜矿点规模;根据探槽揭露产状和物探解译成果,并与同一成矿带上临近铜矿床类比,其潜在资源量应在此估算成果的2~3倍以上,不排除成为中型矿床的可能,具备进一步勘查工作的价值。
本次选择地面高精度磁测+电阻率测深法+电阻率剖面法的综合物探方法,配合地质填图、槽探、取样化验等手段在巴哈乌拉铜多金属矿勘查项目中取得了较好的地质效果。首先利用高精度磁测圈定出平面物探异常,在潜力较大的物探异常上及地质成矿有利部位,采用电阻率测深方法对物探异常和地质成矿有利部位进行纵向探测,探索地质体深部异常展布形态,最后利用电阻率剖面法判断地质体在走向上的产状和连续性。几种物探工作方法相互配合、互相印证,展示了含矿构造带具有东西向高阻高磁性特征,产状较陡,部分地段近直立,旁侧伴生破碎带或低阻围岩,综合地表地质特征认为破碎带含矿可能性较大,深部200~250 m以上为成矿有利地段。该物探方法组合针对性强,从平面、深度及走向方向上划分了异常体范围及形态,地质意义明显,值得在同类型矿产勘查中应用推广。