EH4在黔西北洗线沟-蒋家湾子铅锌矿区找矿勘查中的应用

卢 卯，杨朝贵，农观海，蒲庆隆，蔡国盛

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵州 贵阳 550005)

0 引言

洗线沟—蒋家湾子铅锌矿区，属垭都—蟒洞断裂成矿带，位于扬子地台西沿、川—滇—黔铅锌成矿域东侧，西与小江断裂，南与师宗—弥勒断裂构成了川、滇、黔铅锌成矿域，又属峨眉山火成岩省的东区东缘部分，具有形成大型矿床的构造“边缘”成矿特征，该断裂带是区域上重要的铅锌成矿带和导控矿构造[1]。带上矿床矿点60余处，各矿床探获的铅锌资源总量超过700万吨，其中猪拱塘铅锌矿探明铅锌金属资源量达大型矿床，单个矿体储量达275万吨[2]。带上铅锌矿受构造控制明显，矿体赋存于次级构造和层间破碎带中，串珠状、透镜状和条带状分布，判断构造的分布及深部空间形态是找矿的重要标志之一。EH4电导率成像系统是金属矿找矿的一种行之有效的方法，在成矿预测及控矿构造解译方面有不少应用[3-7]。

本文就黔西北洗线沟—蒋家湾子铅锌矿勘查过程中EH4电导率成像系统所取得的数据进行异常特征分析对比，发现EH4电导率成像对断裂及低阻地质体有明显的异常反应，在碳酸盐岩地区，能够很好地反映深部构造延伸情况，综合地质特征推断可能的成矿位置，经钻孔验证发现，找矿的地质效果良好，可为区内同类型深部铅锌矿勘查提供直接或间接找矿的物探依据。

1 地质背景

1.1 区域地质

区内地层以石炭系、二叠系、三叠系分布最广，发育最完全，厚度最大，出露的各年代地层岩性以碳酸盐岩为主(图1)。该区构造应变非常复杂，NW向、NNE向构造轮廓十分醒目，并以逆冲断层、紧密褶皱发育为特征。而NW向的垭都—蟒硐构造带，是区内构造变形最强烈的地带，以NW向F1高角度逆冲断层为主，构成黔西北地区有名的垭都—蟒硐铅锌银铁金属成矿带，凡F1断层通过的地段都不同程度有铅锌矿产出，草子坪Ⅰ号矿体、筲箕湾Ⅱ号矿体、蟒硐Ⅰ号矿体均产于F1断层的次生断裂构造带中，发现的主要矿床有猪拱塘铅锌矿(超大型)、筲箕湾铅锌矿(中型)，其他尚有朱砂厂、草子坪、垭都、蟒硐等铅锌矿床[8]。该区铅锌矿具有多层位矿化特点，以石炭系的摆佐组、黄龙组和二叠系的茅口组、栖霞组含矿最优，规模较大；灰岩、白云岩，白云质灰岩、泥晶灰岩、泥质灰岩是区内主要容矿岩性；围岩蚀变主要见白云石化、方解石化、黄铁矿化、铁锰碳酸盐化、褐铁矿化、重晶石化及硅化等；成矿带上逆冲断层及紧密褶皱发育与成矿关系密切，具分级控矿特点，往往构造活动带控制成矿带，构造复杂段控制矿田、矿床，背斜近轴部、层间破碎带、断层交汇部位直接控制矿体的产出，即该区断层控矿主要表现为断裂直接含矿和层间破碎带含矿两种形式。

图1 黔西北垭都—蟒硐铅锌成矿带区域地质及矿产分布图Fig.1 The regional geology map and mineral distribution ofYadu-Mangdong lead-zinc metallogenic zone in Northwest Guizhou

1.2 矿区地质

洗线沟铅锌矿区北西邻接鼎盛鑫矿业公司的猪拱塘铅锌矿区(特大型)[9]，位于垭都—蟒硐铅锌成矿亚带南东段(图2)。出露的地层：下志留统韩家店组(S1h)，泥盆系的丹林组(D1d)、舒家坪组(D1sh)、邦寨组(D2b)、独山组(D2d)、望城坡组(D3w)及尧梭组(D3y)，石炭系的祥摆组(C1x)、旧司组(C1j)、上司组(C1sh)、摆佐组(C1-2b)、黄龙组(C2h)及马平组(C2P1m)，二叠系的梁山组(P2l)、栖霞组(P2q)、茅口组(P2m)，中上二叠统峨眉山玄武岩(P2-3em)，第四系零星分布于山间盆地及地势低洼的地区[10]。与铅锌矿成矿关系较为密切的主要为碳酸盐岩，含矿围岩主要为二叠系栖霞组、茅口组灰岩，石炭系的摆佐组、黄龙组白云岩，泥盆系独山组灰岩。

矿区构造主要由NW向主断裂F4及近SN向派生的张性分支断裂F1、F2构成。地层倾向SW，倾角5°～10°方向倾斜的单斜构造特征，局部叠加有小型背向斜构造，构造复杂，其层间剥离带、张性断裂空间及隐伏羽状张裂空间见铅锌矿氧化矿和硫化矿。铅锌矿石主要为近地表氧化及混合铅锌矿石，深部原生含黄铁矿的块状硫化物矿石和无黄铁矿的细脉状、斑块状硫化物矿石。矿体围岩为灰岩或白云石化灰岩，局部底板为炭质砂页岩层。

图2 矿区地质及物探工作布置图

从地质条件分析可知，该区断层、断层破碎带、层间破碎带及断层与次级断层交汇部位控矿特征明显，在找矿勘查过程中寻找深部盲矿体，对深部构造空间形态的判断及构造与低阻地质体和围岩的关系具有重要意义，是深部矿产勘查需要查明的关键因素。

2 地球物理特征

成矿区位于我国第二条一级重力梯度带—贺兰山—六盘山—龙门山—乌蒙山重力异常梯度带南段，位于川滇黔菱形地块[11]北东边界上，康定—大关—水城断裂构造带沿菱形地块的北东边界分布。本区航磁异常“反映深部磁性相当范围内与黔中隆起重合”，其区域构造(隆起、断裂)、岩浆岩等反应十分明显，具构造成矿地质背景。

2001至今，贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院在该区已有较全面的各类岩矿石的电阻率参数测量，收集统计见表1。根据表1中数据，可总体归纳如下：梁山组劣质煤、旧司组、上司组含炭质灰岩电阻率几何平均值低于500 Ωm，表现为低电阻率特征，而石英砂岩与深灰色页岩电阻率几何平均值为1892 Ωm，表现为较高电阻率特征；韩家店组页岩、砂质页岩电阻率几何平均值低于1006 Ωm，表现为较低电阻率特征；望城坡组—尧梭组灰岩和白云化灰岩电阻率几何平均值为3027 Ωm，表现为较高电阻率特征；含矿围岩栖霞组、茅口组灰岩、摆佐组、黄龙组白云岩、独山组灰岩表现为高阻特征明显，电阻率几何平均值大于7286 Ωm；块状黄铁矿及铅锌矿电阻率几何平均值874 Ωm，块状铅锌氧化矿电阻率几何平均值1204 Ωm，土状铅锌氧化矿电阻率几何平均值101 Ωm，铅锌矿表现为明显的低电阻率特征。

综上，梁山组劣质煤、旧司组、上司组含炭质灰岩与土状铅锌氧化矿、韩家店组页岩、砂质页岩与块状铅锌氧化矿具有相似的电性特征，两者均不是该区的含矿围岩，其分布往往可以结合地质进行识别。由此可见，铅锌矿与围岩具有明显的电性差异，具有电法寻找铅锌矿的物性前提。

3 EH4物探方法及异常解释

3.1 EH4物探方法介绍

EH4电磁测深是金属矿找矿的一种行之有效的方法，主要研究岩石的电阻率。通过接收地下不同频率的电磁波，探测地层电阻率变化[6]，通过研究解释地电电阻率剖面差异来识别异常体地下空间形态，具有直接找低阻体矿致异常和推断构造达到间接找矿的目的。该方法具有勘探深度大、成果反应直观、分辨率高、轻便高效的特点，其天然场源测量可以减少地形起伏影响，能够对地下1000 m深度范围内有电阻率差异的地质体有很好的反应[4]。测量采用“十”字布极法，接地电极用特制不锈钢电极，其中x方向与测线方向一致，y方向为垂直测线方向，x、y方向各布置一对。野外工作布置图见图3。数据采集在时间域进行，分(10～1 K)Hz频段和(750～100 K)Hz频段采集，仪器自动记录Ex、Ey、Hx、Hy四个电磁分量的振幅值和相位值。

表1 岩(矿)石电性参数统计Table 1 List of petroelectric parameters of rocks and ores

图3 EH4野外工作布置示意图Fig.3 Schematic map of EH4 field work layout

3.2 剖面异常解释

根据化探和地质推断结果，基本垂直构造、地层走向布置EH4电磁测深剖面4条，其中北面砂坝布置3条，南面孔家湾子布置1条，测量点距40 m，图2给出了该区工作布置图。

图4为测区南部孔家湾子66线EH4电磁测深2D反演电阻率断面，由图4可知，反演剖面电阻率断面以高阻为主，一般大于4000 Ωm，反应了工作区地层碳酸盐岩较为发育；浅部高程1900 m、0～100 m点位、高程1850 m、300～430 m点位为低电阻率异常分布区，异常中心电阻率低至500 Ωm，根据浅部溶蚀分布情况，推断为浅部岩溶破碎带发育；高程1500 m以浅，400～450 m点位，高阻异常错断特征明显，与浅部低阻相连形成低阻通道向深部延伸，推断为F10构造引起的岩溶破碎带。

在断面浅部800 m点位，由浅至深向小号点方向分布多个串珠状低阻异常，串珠状异常中心一线形成低阻通道明显，推断为F1构造及次级构造共同引起的异常；在该低阻通道上，标高1350～1700 m段，600～800 m点位，出现两个与该通道斜交的低阻异常，符合该区构造及次级构造空旷的特征，结合地质情况分析，推断可能为F1及次级构造引起，异常分布符合断裂构造控矿特征，其低阻异常位置有找到块状铅锌矿的可能；图4所示，根据地质成果和物探推断，设计斜孔CZK1-1验证，在深部标高1525 m位置见F1断层破碎带及铅锌矿化。

图4 第66线地质物探综合剖面图

图5为矿区北面砂坝垂直构造和地层布置的平行测线(10、12、14)，EH4电磁测深反演电阻率断面显示，三条测线具有相似的电性分布特征，电阻率断面以高阻分布为主，反应了工作区地层碳酸盐岩较为发育；浅部电阻率较低，分布有多个低电阻率异常中心，每条测线小号点方向，由浅致深低阻带状分布，低阻通道、高低等直线密集分布形成界面明显，推测该区域断层及破碎带较为发育。

图6为12线进行7点滤波重新绘制的EH4反演电阻率断面图，通过滤波，弱化了浅部低阻，深部低阻通道更加明显，两条低阻通道在深部分布有低阻异常中心，高低等值线密集分布形成界面，结合地质成果，推断200～640 m点位低阻通道为多条断层引起的异常，高低阻异常界面为断层通过位置，断层通道为断层破碎带分布，低阻异常中心位置，可能为破碎带含矿； 图6显示，结果与钻孔ZK4701、ZK4702、ZK4801验证情况基本吻合，在深部标高1400～1600 m段低阻异常中心顶部，深度H=468 m处，茅口组灰岩断层破碎带隐伏羽状张裂空间赋存铅锌矿氧化矿。

图5 10、12、14线EH4反演电阻率断面图Fig.5 EH4 inversion resistivity profiles in the 10， 12， 14 lines

图6 14线地质物探综合剖面图Fig.6 Comprehensive section map of geological and geophysical survey in prospecting line No.141—茅口组 2—望城坡组—尧梭组 3—韩家店组 4—地质界线 5—断层及编号 6—钻孔及编号 7—矿体

4 结论

1)EH4反演电阻率断面图中，其串珠状低阻异常、低阻通道及高低电阻率异常界面等特征，是推断成矿主要构造的重要依据；

2)茅口组灰岩中产出的低阻异常，其低阻异常特征与构造的关系，是断层上下盘层间剥离带、张性断裂空间、隐伏羽状张裂空间或断层交汇部位矿体产出的推断依据；

3)通过本次测量发现，EH4电磁测深在构造控矿明显的铅锌矿勘查中，通过探寻构造及构造破碎带，发现低阻异常，结合综合地质成果可以较好地探寻有利的铅锌成矿位置，在铅锌矿攻深找盲，间接或直接找矿勘查中起到关键性作用。