广西某锡矿地质-地球物理模型及成矿预测研究.pdfVIP

第 2 6卷 第 2期 2 0 1 2年 4月 矽 j I 屯 MI NERAL RES OURCES AND GEOL OGY Vo l _ 2 6， No 2 Ap r 2 0 1 2 广西 某锡矿 地质 一地球 物理 模型及成矿 预测研 究 0 引言 常志岐 ， 敬荣 中 ， 黄理 善 ， 黄航如 ( 1 桂林 理工大学 ， 桂林5 4 1 0 0 4 ； 2 中国有色桂林矿产地质研 究院有限公司 ， 广西 桂林5 4 1 0 0 4 ) 摘要 ： 根据广 西某锡矿 的矿床地质特征及 地球 物理特征 ， 建立 了矿 区的地质一地球物理模 型。结合地 质一地球物理 模型及 C S AMT 法测 量结果， 推 断 了隐伏岩 体 顶界 面及 旷化 富集规律 。钻孔验 证 结果 与 物探 推断 结果基本一致 ， 证 实 了C S AMT法在 本矿 区深边 部找矿的有效性 ， 所建地质 地球 物理模 型对 本矿 区成 矿 预 测 具 有 一 定 指 导 意 义 。 关 键 词 ： 地 球 物 理 ； CS AMT 法 ； 地 质 一地 球 物 理 模 型 ； 成 矿 预 测 中图分类号 ： P 6 1 8 4 4 ； P 6 2 2 2 文献标识码 ： A 文章 编号 ： 1 0 0 1 5 6 6 3 ( 2 0 1 2 ) 0 2 0 1 5 7 0 4 该 矿 山已 开 采 多 年 ， 浅 部 矿 体 已采 挖 殆 尽 ， 现 开 采深度 已超过 4 0 0 m， 找矿 目标 主要是深部隐伏矿体 ( 5 0 0 m) 。鉴于这 种情 况 ， 本 次找矿工作采用先建 立地质一地球物理模型、 后选择物探勘查方法的思路 开展 。由于找矿难度大， 常用的物探方法在探测深度 和分辨率等方面难 以满足要求 ， 因此， 选用可控源音 频大 地 电磁 法 为本 次研 究 的物 探 勘探 方法 。 可控源音频大地 电磁法n ( C S AMT )是 2 0世 纪 8 O年代中期兴起 的一种利用接地水平电偶源为信 号源 的频 率域 电磁 勘 探 方 法 。 由于 采 用 了大 功 率 的 人工场源， 它具有抗干扰性能强、 横 向分辨率高 、 穿透 能力强、 探测深度大 、 观测效率高等特点， 是研究深部 地质构造和寻找隐伏矿体的有效手段 。 1 矿 区地质概 况及地球 物理特征 1 1 地质 概 况 矿区处于湘南 S N 向构造带与南岭 E W 向构造 带 中段北缘截接部位 ， 主要 出露寒武 系边溪组 、 泥盆 系 、 下 石炭 统 。寒 武 系边 溪组 出露 于矿 区西 部 ； 泥 盆 系在矿区大面积出露 ， 与寒武 系呈不整合接触 ； 下石 炭统 主 要 出露 于矿 区 中东 部 ， 与 泥盆 系 呈 断层 接触 。 矿区内岩浆岩主要为花岗岩体 ， 此外 ， 尚发育有 沿断裂破碎带侵人 的花 岗斑 岩脉 和花 岗伟晶岩脉 花岗岩体侵入寒武系 、 泥盆系、 石炭系中， 大部分为隐 伏岩体 。 岩体 中 w( S n ) 、 硼( W) 、 w( Ta ) 、 ( Nb ) 含 量分 别 为 1 4 5 8 1 0 一 、 1 0 3 1 1 O 一 、 5 2 1 O 一 、 7 1 3 1 O 一 ， 分别 是 维 氏值 的 4 8 6 倍 、 6 8 7倍 、 1 4 9倍 、 3 6 倍 ， 岩 体 本 身 是 S n 、 W 、 Ta 、 Nb 的 初 始 富 集 体 ， 是 锡 等的主要物质来源， 也是热源 、 热流体 的供应者， 与成 矿 关 系密 切 。 1 2地球 物 理特 征 对 本 区地 面 的岩 ( 矿 ) 石 和 钻 孔 岩 芯标 本 进 行 了 电性参数的测定 ， 统计结果见表 1 。 从表 中统计的区内各岩矿石极化率 叩 和电阻率ID 的结果 来 看岩 ( 矿 ) 石 电性 参数 有 如下 特 征 ： ( 1 ) 各 岩 ( 矿) 石极 化率 值 都 较 低 ， 均小 于 6 ， 为 较 弱极 化 特征 。 ( 2 ) 区 内岩 ( 矿 ) 石 导 电 性 可 分 为 三 个 级 别 ， 最 低 者为 ： 构造破碎岩石 ， 电阻率在 7 0 0 n I l l 左右 ； 次者 为花岗岩类岩石， 电阻率在 1 1 0 0 F m 左右 ； 最高者 为 沉积 与 变 质 岩 类 ， 电 阻 率 在 4 0 0 0 1 2m 以 上 。三 者之 间具有 明显 的电 阻率差 异 ， 为本 次投 人 C S AMT 方法推断构造与岩体奠定了地球物理前提。 收稿 日期 ： 2 O l l 一1 0 2 0 作 者简 介 ： 常志岐( 1 9 8 6 一) ， 男 ， 河南鹤壁 人， 桂林 理工大学硕士研究生 ， 研究方 向为电法 勘探 。 1 5 7 表 1 矿 区岩 矿石 电性 参数概 率 统计值 表 Ta b l e 1 S t a t is t ica l v a l u e s o f e l e ct r ica l p a r a me t e r s o f r o ck s a n d o r e s in t h e min e 2 矿 区地质 一地球物理模 型 3 C S AMT方 法工作原理 。 由地质成矿规律可知 ： 区内矿体赋存于花岗岩岩 体 凸起 部位 的顶 部 及 两侧 的 内外 接 触 带 和 断 裂 构 造 中 ， 因此可 以通 过推 断 花 岗岩及 构造 的空 间 分布 特 征 指 导找矿 根据 该矿床地质特 征及观 测得 到 的地 球物 理 特征 ， 建立 了矿 区的地质一 地球物 理模 型( 图 1 ) 。 ( c)C S 盯测量卡尼亚视电阻率拟断面图 图 1 矿 区地质一 地 球物 理模 型 Fi g 。 1 Ge o l o g ica l a n d g e o p h y s ica l mo d e l o f t h e mi n e 1 5 8 C S AMT 法 以有 限长 接 地 水 平 电偶 源 为 人 工 发 射 源 ， 在 距 偶 极 中心 一 定 距 离 r处 同 时 观测 电 、 磁 场 数 据 。如果 将大 地 看作 均匀 导 电介质 ， 那 么电磁 场 在 其间的传播应满足麦克斯韦方程组 ： VX E ： 一 V H = J+ ( 1 ) V D 一 。 V B ： 0 J= =a E 其 中 B一 ( 2 ) D 一 E E为 电场 强度 矢 量 、 D 为 电感 应 强 度 矢 量 、 为 介 质 的介 电常数 、 H 为磁 场 强度 矢量 、 B为 磁 感应 强度 矢 量 、 为介质的导磁率、 J为电流密度矢量 、 为介质 的导 电率 。 由于 供 电电流 为 谐 变 电 流 ， 由 ( 1 ) 式 作 适 当变 换 导 出电磁 场在 均匀 大 地导 电介 质 中 的传 播 方程 ： V E + k 0 E = 0 VZ H + k 2 H = O ( 3) 其 中 k 。 = + 在直 角 坐标 系下 求解 ， 得 到 电场 z分 量 和磁 场 Y分 量 的表达 式 为 ： E 一 ( 1 3 s i n z ) 若c 一 实 际工作 中 ， 多 用 MKS制单 位 。 由 ( 4 ) 式 得 出 卡 尼 亚视 电 阻率 ： 一1 l E I f 可衙 ( 5 ) 5 结 论 ( 1 ) C S AMT法勘探深度 大， 成本低 ， 效率 高， 能 够较好的反映地下 电性特征， 是探测隐伏岩( 矿) 体行 之有 效 的方 法 。 ( 2 ) 根 据测 区 B勘探 线 C S AMT测 量 结 果 ， 应 用 测区地质一地球物理模型推断岩体顶界面分布位置 ， 与实际岩体顶界面基本吻合， 证实该模型对本测区成 矿 预测 有 一定 的 指导 作用 。 参 考文 献 ： 1 汤井 田，何继善可控源音频大地电磁法 及其应 用 M 长沙 ： 2 3 4 5 6 7 中南 大学出版社 ， 2 0 0 5 石昆法 可控源音频大地 电磁法 理论与应用 M 北 京；科学 出 版社 ， 1 9 9 9 何继普可控源音 频大地 电磁 法 M 长沙 ：中南 工业大 学 出 版社 ， 1 9 9 0 柳建新 ， 郭 荣文 ， 韩世 礼 ， 等C S AMT法在西北深部探矿中的应 用研究口 矿 产与地质 ，2 0 0 8 ， 2 2 ( 3 ) ： 2 6 1 2 6 4 敬荣中，鲍光 淑，郭仁 敏矿 山可持续 发展综合 物探技 术方 法 研究 J 矿产与地质 ， 2 0 0 2 ， 1 6 ( 3 ) ： 1 8 7 1 9 0 敬荣中， 周屹坑道综合 物探方 法在生 产矿 山中的应用 J 中 南工业 大学学报 ， 2 0 0 0 ， 3 1 ( 1 ) ： 4 - 8 黄理善， 敬荣中 ， 曾辉 ， 等 高精度磁测在某钨锡 矿区的应用 J 矿产与地质 ， 2 0 0 9 ， 2 3 ( 3 ) ： 2 7 7 - 2 8 1 The g e o l o g ic a l a nd g e o p hy s ic a l m o d e l o f a t in o r e d e p o s it a n d it s m e t a l l o g e nic pr o g no s is CHANG Z h i q i J I NG Ro n g z h o n g ， HUANG Li s h a n ， HUANG Ha n g r u ( 1 G u il in U n iv e r s it y o f T e c h n o l o g y， G u il in 5 4 1 0 0 1 ； 2 C h in a No n f e r r o u s Me tal( Gu il in )Ge o l o g y a n d Min in g Co ，Lt d ，G uil in ，Gu a n g xi 5 41 0 0 4，Ch in a ) Ab s t r a c t ： B a s e d o n t h e min e r a l d e p o s it g e o l o g ic a n d g e o p h y s ic a l c h a r a c t e r o f a t in o r e d e p o s it in Gu a n g x i，we b u il t t h e g e o l o g i c g e o p h y s ic a l e l e c t r ic a l mo d e l ，p r e d i c t in g t h e t in o r e - b o d y p r o b a b l y o c c u r r in g wi t h in t h e t o p o f t he r a is e d g r an it e a nd bo t h s i de s o f t he c o nt a c t s t r uc t u r e Co m b inin g t h e m o de l a n d t h e in ve r s io n r e s ul t s o f t h e t e s t in g p r o f il e wi t h CS AMT me t h o d，we in f e r r e d t h e t o p in t e r f a c e o f t h e c o n c e a l e d r o c k b o d ie s a n d min e r a l iz a t io n e n r ic h me n t r e g u l a r it ie s Dr il l in g v e r i f ic a t io n is in l i n e wit h o u r g e o p h y s ic a l e x p l o r a t i o n in f e r e n c e r e s u l t s ，c on f ir m ing t ha t t h e CSAM T m e t ho d is e f f e c t iv e f or p