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音频大地电磁法在黔西北某铅锌矿探测中的应用研究

2020-11-14 152 上传者：管理员

摘要：黔西北铅锌成矿区具备寻找中、大型矿床的潜力。根据矿区地质背景和岩矿石电性特征，开展音频大地电磁法和频谱激电法测深，结合地质相关资料，查明该区岩矿体在深部空间上的电性特征，矿体的异常响应特征，划定构造格局，寻找深部隐伏矿体，突破找矿瓶颈。研究结果表明：两种物探方法在该区取得了良好的工作效果，并通过钻孔验证见矿，验证了电磁方法在寻找深部隐伏铅锌矿体中的有效性，该方法可以为同模式铅锌矿攻深找盲提供技术支撑。

关键词：
铅锌矿
音频大地电磁法
频谱激电法
黔西北
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1、概述

铅锌是重要金属矿产，广泛用于汽车、国防、镀锌、电子、电器、电信等行业，用途甚广，随着国民经济建设的高速发展，对铅锌矿的需求与日俱增。黔西北赫章县铅锌矿，为贵州省重要的铅锌的产地。区内存在成群成带的物化探异常和铅锌矿床（点）[1]，具有成矿的地质条件，良好的找矿前景。

根据铅锌矿具有低阻高极化的电性特征，通过两种方法结合，在人为电磁干扰较小区域进一步开展音频大地电磁法（AMT）测深工作，主要了解该区地层产状、深部构造延伸、矿致异常体分布特征。在重点异常区针对中浅部异常布设频谱激电法（SIP）测深工作，主要确定异常边界，了解矿产规模。通过资料的处理与分析，了解研究区内地下电性异常的空间分布特征，确定区内各类岩矿体的异常响应特征，结合地质资料指导钻探工程，为地下深部找矿提供有效的帮助和依据。

2、地质与地球物理特征

2.1地质特征

2.1.1地层

区内地层主要为灰岩和白云岩为主的碳酸盐岩，碎屑岩类相对较少。出露地层由老到新主要有志留系中统韩家店群（S1-2Hj）；泥盆系下统单林组（D1l）、中统龙洞水组（D2l）、邦寨组（D2b）、独山组（D2d），上统融县组（D2r）；石炭系下统旧司组（C1j）、上司组（C1s）、大埔组（C1-2d），上统黄龙组（C2h）、马平组（C2m），二叠系中统梁山组（P2l）、栖霞组（P2q）、茅口组（P2m），上统峨眉山组（P3β）。地层之间多为假整合或整合接触，其中栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）地层为该区主要含矿层位，地层岩性柱状图见图1。

2.1.2构造

该区位于扬子准地台，黔北台隆之六盘水断陷与遵义断拱两个三级构造单元结合部位[3]（图2）。区内构造较为发育，主要为F1和F2断裂,见图3。

F1为区域性断裂构造的一部分，规模大，延伸较长，断距数千米。断裂走向北西300°～320°之间，倾角50°～65°之间，倾向南西，断层破碎带一般宽数十米。该断裂主要有铅、锌、铜和铁等矿化，主要富集在断裂的交汇、复合及分支部位[5]。

F2位于研究区西部，F1南西侧，走向北西300°～320°，倾角50°～75°，倾向南西，断裂上盘为帮寨组地层（D2b），岩层倾向南西，倾角10°～25°；下盘为独山组（D2d）地层，岩层倾向南西，倾角30°～55°。

2.2岩矿石电性特征

物性差异是地球物理勘探的基础[6]，在该区采用小四极装置对岩矿石标本进行物性测量，电性参数统计表如表1所示。区内7种类型的岩矿石电阻率（ρ）从低到高依次为：硫铁矿电阻率最低，平均值7.96Ω·m；原生铅锌矿电阻率平均值为16.46Ω·m；氧化铅锌矿平均值为103.53Ω·m；紫红色砂岩电阻率平均值929.2Ω·m；灰岩、白云岩、砂岩电阻率值一般情况下大多大于1000Ω·m。极化率（η）从高到低依次为：硫铁矿极化率平均值最高14.69%，其次是原生铅锌矿5.37%，紫红色砂岩2.93%，其它低于2.60%，氧化铅锌矿极化率低，平均值为1.30%。

图1地层岩性柱状图

测试数据结果表明：区内铅锌矿体与围岩相比有非常明显的电阻率差异，电性差异明显，对于寻找隐伏的金属硫化物矿体，选用电磁感应类和激电类物探方法能获得较好的找矿效果。

3、方法技术

3.1外业工作方法

此次在研究区共布设了2条剖面（图3),A和B剖面，两条剖面均进行了音频大地电磁和频谱激电测深。其中因地形条件限制，音频大地电测测深B剖面和频谱激电B剖面非完全重合，两条剖面低角度斜交。

3.1.1AMT外业工作方法

采用加拿大凤凰物探仪器公司研制开发的第八代V8多功能电法系统设备进行观测。6R主机盒子采用四道布置（即Hx、Hy、Ex、Ey),3ER辅助盒子采用两道布置（即Ex、Ey）。野外电道采用“十”字布极方式，采集频带10400～0.35Hz共计60个频点，测点间距50m，电极距40m，单点观测时间不少于45min。

3.1.2SIP外业工作方法

本次物探工作中V8-SIP频谱激发极化法测深采用偶极—偶极测深装置，使用发射接收三道跑极的工作方式，即发射极每跑三次，接收端最“远”的仪器搬向发射端，成为最“近”的仪器。采用偶极矩a=50m，发射偶极长度系数k=2(AB=ka），首道隔离系数n=1，排列道数N=9,A剖面共观测18个排列，B剖面观测9个排列。观测频带范围256～0.015625Hz，共计29个频点，单点观测时间不少于43min。

图2贵州构造单元纲要图

3.2数据处理方法

3.2.1AMT数据处理

AMT数据预处理采用凤凰公司提供的SSMT2000和MTeditor软件进行。后期数据处理使用成都理工大学开发的MTsoft2D(2.3版本)软件进行数据处理及正反演解释。此次选用TM模式进行非线性共轭梯度（NLCG）二维反演。

3.2.2SIP数据处理

SIP数据预处理使用凤凰地球物理有限公司提供的SIPPRO软件进行，主要包括：数据导入、数据检查、相位检查、剔除干扰及数据输出。后期数据处理采用中国地质大学（武汉）崔先文博士推荐的SFIPX-SWV2.0软件进行，主要包括绘制频谱曲线、谱参数反演、去耦校正、2.5维反演。

4、资料综合解释

4.1推断解释

SIP各参数断面及AMT综合成果图分别如图4、图5所示。

根据AMT电阻率反演断面图分析，A、B剖面电阻率纵向上变化特征基本呈层状构造，从基岩向深部表现为“高阻（3200～5400Ω·m）—低阻（600～2000Ω·m）—相对高阻（600～3200Ω·m）—相对低阻（600～2400Ω·m）”的四层电性特征。与浅部茅口组（P2m）和栖霞组（P2q）灰岩，中浅部梁山组（P2l）砂岩页岩互层，中深部马平组（C2m）、黄龙组（C2h）、大埔组（C1-2d）灰岩、白云岩，深部上司组（C1s）泥灰岩电性特征基本吻合。横向上电阻率等值线不连续、间断、圈闭或半圈闭的条带状低阻异常，依次推断为F1断层、J1和J2断裂破碎带异常。

表1岩矿石电性参数统计表

图4SIP各参数断面等值线图

AMT电阻率及SIP各参数异常综合分析，根据铅锌矿体的相对低阻高极化的电性特征：A剖面SIP各参数共推断了3个激电异常（JY01、JY02、JY03），充电率均高于5%;AMT资料共推断了4个找矿异常（WY-01、WY-02、WY-03、WY-04），电阻率均低于3200Ω·m，全部位于该区主要含矿层位茅口组（P2m）及栖霞组（P2q），伴随J1及J2次级断裂构造发育。B剖面SIP各参数共推断了3个激电异常（JY05、JY06、JY07），电阻率均小于1300Ω·m，充电率大于3%，时间常数大于3.5S，频率相关系数小于0.45;AMT资料共推断了3个找矿异常（WY-05、WY-06、WY-07），电阻率均低于3200Ω·m，位于茅口组（P2m）及栖霞组（P2q）主要含矿层位，中部伴随J2次级断裂构造发育。

4.2异常验证

A剖面所圈定WY-01异常已经ZK64-1钻孔揭露验证，在钻孔150～152m之间，以及391～407m处分别见矿，两处矿体皆对应JY01激电异常，见矿效果较好。所推测的WY-02、WY-04找矿异常在坑道位置已经见矿。矿体异常响应特征为AMT显示明显为中低阻异常（ρ<3200Ω·m),SIP显示为相对低电阻率异常（ρ<1000Ω·m）、高充电率异常（m>3%）、高时间常数异常（τ>3.5S）、低频率相关系数（c<0.45）异常的组合特征。

B剖面所圈定所圈定的JY06激电异常已通过ZK32-5钻孔揭露验证，在钻孔77.95～92.45m之间茅口组灰岩中已经见矿，对应已知矿体，为低品位铅锌氧化矿；所圈定WY-05异常已经坑道见矿验证，与JY04激电异常范围大致吻合，对应已知矿体，与A剖面矿体异常响应特征一致。

5、结论

(1）通过两种物探方法相结合，大致了解了该区深部空间的电性结构及构造展布特征。

(2）结合已知钻孔及矿体，初步建立了物探异常模型。即：AMT显示为低电阻率异常（ρ<3200Ω·m);SIP显示低电阻率（ρ<1000Ω·m）、高充电率（m>3%）、高时间常数（τ>3.5S）、低频率相关系数（c<0.45）的异常组合特征。

(3）综合物探方法研究表明：音频大地电磁方法（AMT）测深在该区取得了良好的应用效果，与频谱激电法（SIP）测深资料，相互验证、相互补充，并经异常验证见矿，验证了电磁方法在寻找深部隐伏铅锌矿体中的有效性，该方法可以为同模式铅锌矿攻深找盲提供技术支撑。

参考文献：

[1]金中国.黔西北地区铅锌矿控矿因素､成矿规律与找矿预测研究[D].中南大学,2006.

[2]唐骄.贵州赫章县三万坪铅锌矿矿石特征[J].中国西部科技,2014,13(10):18,36.

[3]秦小军.赫章某铅锌矿床地质特征及矿床成因浅析[J].企业技术开发,2014,33(19):63-64,67.

[4]贵州省地矿局.贵州省区域地质志[M].北京:地质出版社,1987:501-505.

[6]马为,李世斌,徐新学,郑军,赵洪鹏,李华强.重磁电联合反演方法在天津基岩构造研究中的应用[J].地质调查与研究,2014,37(3):212-216.

韩姚飞,杨炳南,张德全,李树林.音频大地电磁法和频谱激电法在黔西北某铅锌矿探测中的应用研究[J].西部探矿工程,2020,32(12):89-94.