复电阻率法在云南西邑铅锌矿区找矿中的应用

许振宁

(安徽省勘查技术院，安徽 合肥 230031)

0 引言

云南西邑铅锌矿区位于西藏—三江造山系(Ⅶ)的保山微陆块(Ⅶ-8)，Ⅲ级大地构造单元属保山—永德地块(Ⅶ-8-3)的保山地块[1](Ⅶ-8-3-1)(图1)。该区域断裂发育，分布广泛，主要包括澜沧江断裂、怒江断裂、勐波罗河断裂、柯街断裂及瓦窑—云县断裂，控制了保山地块的地层沉积演化及岩浆、热流体活动，同时控制了局部原始沉积环境(沉积、剥蚀)，还提供了广泛的热源活动和矿液运移通道，也控制了岩浆岩的侵位空间[2]。区域性主干断裂构造交汇地带是成岩后成矿最为有利的部位和空间场所[3]，该区域成矿带内矿产资源极为丰富[4]。西邑铅锌矿北有核桃坪铁铜铅锌金多金属矿，南有勐兴铅锌矿、芦子园铅锌矿，本区处于与已知的大型矿床有相似的构造背景地段；区内具备有利成矿的地质条件(地层、构造、岩浆岩)，同时具有地质、物探、化探及遥感等多元的有利找矿信息，并有已知矿床点分布，发现有硫化矿体。西邑铅锌矿有与已知大中型矿床相似的成矿条件，具备寻找同类矿床或扩大资源量的巨大潜力。文章采用CR法(Complex Resistivity Method，复电阻率法)，并结合物探异常对地质资料进行研究，对该区域的进一步找矿工作具有积极意义。

图1 施甸县西邑铅锌矿区所在构造分区位置图

1 矿区地质及矿床地质特征

1.1 矿区地质特征

矿区出露泥盆系中上统何元寨组(Dh)、石炭系下统香山组(C1x)、第四系残坡积层。香山组(C1x)是矿区容矿地层，与铅锌矿化关系密切，总体表现为向北西倾斜的单斜构造，局部为轴向北东的次级向斜构造[5]。

矿区位于东山背斜北东部，总体为向NNE倾斜的单斜构造，局部为轴向北东的次级向斜构造[6]。断裂主要有北东和北西向两组。沿北东向断裂宽30～100 m的破碎带，为矿区主要控矿、容矿构造。矿区构造以断裂为主。主要发育两组：一组为近南北向断裂；另一组为北东向断裂，为控矿、容矿断层，沿断裂有宽30～100 m的破碎带，钻孔揭露在断裂破碎带中或断层附近常见劈理。在破碎的粉晶灰岩、构造岩石或构造透镜体中劈理发育。目前矿区发现的铅锌矿体就赋存于断裂构造破碎带中。矿区内岩浆岩主要发育华力西期上石炭统卧牛寺组玄武岩及少量辉绿岩脉，钻孔揭露脉岩厚一般小于1 m，侵入位置不定，侵入时期推断为燕山期。围岩蚀变较弱，与成矿关系不大，但对Pb、Zn矿化可能提供了热源。

近矿围岩蚀变主要有黄(褐)铁矿化、硅化、大理岩化、方解石化、重晶石化等，与铅锌矿化关系密切。

1.2 矿床地质特征

根据对矿体的控制程度及已有成果可知，近地表氧化矿为他形、半自形、自形晶粒状结构，土状、胶状构造，少量为浸染状、块状、星点状构造，中深部为硫化矿。金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、褐铁矿、白铅矿、铅矾、菱锌矿、异极矿和水锌矿，少量硫锑铅矿、黄铁矿和黄铜矿等；非金属矿物为方解石、石英、重晶石和黏土矿物等。

矿床内矿石金属矿物组分为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿及少量黄铜矿等。可在野外初步判断矿石的氧化程度，观察上述矿物氧化成白铅矿、异极矿、褐铁矿的状况，结合镜下鉴定是重要的最终判断依据。氧化矿直观为黄褐色，较为疏松、破碎，呈蜂巢状、土状，黄铁矿已氧化成褐铁矿，主要分布在地表1 660 m标高以上。初步认为矿床属沉积岩容矿的海底喷气型铅锌矿床。

2 岩矿石物性特征

物性研究是开展地球物理勘查的前提和基础。矿区内的含黄铁矿碳质灰岩的电阻率统计值为125.92 Ω·m，其极化率统计值为18.44%，具最低阻、高极化特征，西邑铅锌矿区内的钻孔中有少量零星分布，通常很难发现；铅锌矿石的电阻率属中低阻，其极化率统计值为15.44%，为高极化特征。玄武岩、含碳泥质灰岩、泥岩、碳质灰岩等岩性的极化率值均不超过3%，和铅锌矿石存在明显的差异。

3 复电阻率法

复电阻率法是以偶极距为点距，在0.0001～1 000 Hz频率范围采用多极距偶极—偶极装置测量激电效应，通过正演地下极化体与视复电阻率和相位曲线的对应关系，经过分析反演出油气藏异常的大小、埋深等参数，从而达到寻找目标体的目的[7]。地质勘探中通过在频率域观测复电阻率频谱来研究复电阻率的频谱特性，解决一些地质问题。

3.1 参数选择

为有效探测目标体，需选择合适的极距，极距r主要与隔离系数N、供电电极系数k和偶极矩a有关，极距r=[N+(k+1)/2]×a。

一般情况下，为获得较好的地质效果，还应控制合适的探测深度和窗口深度，应把探测目标放在探测窗口的中部或中偏下部位。在同一条剖面上，如果目标体深度变化不大，可以用一种窗口深度来控制；若目标体埋深变化较大，则需要用多种窗口深度来控制。

探测深度H和窗口深度范围ΔH分别为：

(1)

ΔH=Hmax-Hmin

(2)

式中：Hn表示第n道的探测深度；Nn表示第n道的隔离系数；Hmax、Hmin分别为Nn取最大值、最小值时的探测深度[7]。

3.2 数据采集、资料处理及异常解释

3.2.1 数据采集

CR法数据采集严格按《复电阻率(CR)法技术规定》执行，观测频带为28～2-5Hz。对离差大的点、畸变点需进行重复检查观测；对干扰大的道密切监视。观测完毕后，及时将数据传输到计算机，交室内检查验收、处理。

3.2.2 资料处理

CR法数据采集结束后，即转入室内数据处理阶段。按数据处理流程将数据预处理后得到L文件，谱曲线反演使用Cole-Cole模型和Cole-Brown模型，根据谱曲线特征点近似计算模型初值，并逐步逼近实测曲线，使用的数学计算方法是高斯-牛顿最小二乘法；曲线反演结果要求SIP谱和SEM谱分离，彼此相互影响小，SEM谱曲线拟合正确，SEM极值点拟合差不超过2%，目标函数值较小或曲线为最佳拟合状态，各参数反演标准差最小；选取求解出的谱参数编绘各参数断面图，作图的谱参数有电磁相位比Φm/Φm0、视电阻率ρs、视充电率ms、视时间常数τs和视频率相关系数Cs，根据综合解释结果绘制CR法地质解释成果断面图；采用高密度电法反演软件进行二维反演，求取电阻率和极化率参数。

3.2.3 异常解释

从西邑董家寨铅锌矿段0勘探线CR法资料反演处理结果看，对应矿体部位，0线位于100.5～108号点矿体处于低阻与高阻间的过渡带；视充电率呈条带状分布，为低背景上的相对高值，中部较强，异常中心的形态、空间位置与矿体一致，但异常向深部未封闭，推测矿体向深部还有一定的延深(图2)。

图2 云南保山西邑铅锌矿区0线复电阻率法综合图

根据地质资料，该异常段位于石炭系下统香山组二段(C1x2)，异常为沿破碎带充填的硫化物引起。

4 结论

(1)对CR法测量成果解译使用的参数主要为视充电率ms和电阻率ρs，以此来判断构造中硫化矿物富集程度。

(2)进行CR法测量成果解译时，应注重剖面附近的地质资料研究，弄清工区内的地层层序岩性及主要的成矿规律，有助于异常的识别和判断。

(3)根据已知矿化体上的CR法各参数异常组合特征可以指导同一区域盲矿体的勘查，具有重要找矿意义。