河北省宽城县沙窝店地区地质_地球物理特征及找硫铁矿效果.pdf

第一作者简介 李然菊 1968 女 主要从事地质矿产勘查工作 工程师 收稿日期 2009 09 05 改回日期 2009 10 15 第 31 卷 第 4 期 化 工 矿 产 地 质 Vol 31 No 4 2009 年 12 月 GEOLOGY OF CHEMICAL MINERALS Dec 2009 河北省宽城县沙窝店地区地质 地球物理特征 及找硫铁矿效果 李然菊 李宏伟 徐亚利 辽宁省化工地质勘查院 辽宁锦州 121000 提 要 矿区内铁帽发育 矿化特征明显 含矿层和黄铁矿体在电性上与围岩之间存在着明显的电 性差异 采用时间域激发极化法和视电阻率法等综合物探方法深部找矿 共发现有意义异常五处 结合地质 钻探资料认为它们分别是由黄铁矿体 规模较小 连续性较差 的矿化体及碳质页岩 引起的异常 说明运用综合物探 结合地质进行深部找矿效果明显 关键词 铁帽 矿化 激电异常 效果分析 中图分类号 P631 322 P631 324 文献标识码 A 文章编号 1006 5296 2009 04 0251 07 0 前言 矿区位于河北省宽城县碾子峪乡境内 为冀 东山区 最大比高 400 多 m 平均坡度 30 以上 山脊总体展布为北东 30 60 南坡缓 北坡陡 常见险峻陡崖 成矿构造环境背景处在燕辽元古 宙裂陷槽的三级断陷盆地区 含矿地层主要为长 城系高于庄组含锰黑色页岩 岩相古地理研究表 明预测区处在裂陷槽兴隆 宽城二级断陷盆地沙 窝店三级成矿凹陷内 该预测区内矿化特征明显 含矿层位稳定 铁帽发育 物探主要采用时间域 激发激化法和视电阻率法 发现激电异常 5 处 判断 1 2 4 5 号异常为黄铁矿体或者黄 铁矿化引起 3 异常为碳质页岩引起 4 号异 常后经钻探验证为硫铁矿体 1 矿区地质概况 1 1 地层 工作区出露的地层主要为中元古界长城系高 于庄组和大红峪组 走向北东 30 70 倾向南 东 倾角 60 70 大红峪组 Chd 主要出露在测区的东部和 南部 岩石由中厚层状长石 石英砂岩夹粉砂岩 和白云岩组成 有时见有泥质页岩等 高于庄组 Chg 分布本区的大部分地区 主要岩石为含锰白云岩 含锰页岩 白云质灰 岩等 1 2 岩浆岩 区内火成岩活动简单 仅出露一些小的岩脉 零星分布 出露面积很小 主要岩脉有闪长岩 花岗斑岩等 1 3 构造 受区域构造的影响 工作区主要发育一组北 东向断裂 断裂切割地层 对其产状影响较大 1 4 矿床特征 矿层 硫铁矿层分布在沙窝店复向斜的西翼 地层的总走向呈北东 南西展布 矿层赋存在高 于庄层位的中厚层含锰白云岩的底部和黑色泥页 岩顶部 具体位置产在由白云岩到页岩 8m 的白 云岩间隔内 有的直接产在页岩内 成层状展布 252 化 工 矿 产 地 质 2009 年 2 地球物理特征 工区出露地层主要为长城系高于庄组和大红 峪组 主要岩性有含锰白云岩 泥质沙页岩 灰 岩 长石石英砂岩 粉砂岩等 本区的含矿层主 要赋存在高于庄组层位中 在本区内分别对地表 钻孔的不同岩性采集了岩 矿 石标本 并测定 其极化率 电阻率参数 统计出结果 见表 1 表 1 河北宽城沙窝店硫铁矿区物性统计表表 1 河北宽城沙窝店硫铁矿区物性统计表 Table 1 Statistical tables of physical properties at ShaWodian pyrite area in Kuancheng county of Hebei province 极化率 电阻率 s m 岩矿石名称 块 数 max min 常见值 max min 常见值 备 注 铁 帽 10 48 0 1 9 9 8 7555 0 1619 7 3342 0 黄铁矿 35 97 0 31 0 61 7 416 2 201 9 246 0 矿化岩石 12 66 2 17 5 34 4 640 0 321 0 453 0 含锰白云岩 22 13 1 1 5 2 9 13983 2020 4 8054 6 灰 岩 30 4 3 1 8 3 2 14543 1359 7 2459 3 含碳页岩 30 28 0 12 7 20 6 800 0 428 0 600 0 页 岩 25 8 8 4 3 6 21 3766 0 2183 8 2898 0 从表中可以看出 碳质页岩 黄铁矿化岩石 及黄铁矿体有较大的极化率值 最小值为 20 6 最大值达 61 7 其他围岩极化率值均较低 一 般均小于 7 电阻率恰相反 碳质页岩 黄铁 矿化岩石及黄铁矿体电阻率较低 一般小于 1000 m 其它围岩电阻率则较高 均大于 2000 m 电性上的明显差异 可以用高极化 低电阻异常组合 很容易从围岩中划分出碳质页 岩 黄铁矿化及黄铁矿体 碳质页岩 黄体矿化及黄体矿体一般地在相 同条件下出现极化率递增 电阻率递减的关系 但由于电性异常的相对强弱 还受到地电体的埋 深 规模 矿石品位等综合因素影响 对它们进 行进一步划分 还必须结合地质资料及其他物探 方法进行综合分析 3 地质 物探找矿环境 本区硫铁矿附存的层位为中元古界长城系高 于庄组地层 中厚层含锰白云岩 Chg5 的底部 和黑色页岩 Chg4 顶部 另外地表出露有铁帽 矿化等 这些都是地质找矿的标志 地球物理识别标志是 1 低电阻率 高极化率或者中电阻率 高 极化率的激电组合异常 2 激电联剖为低电阻率正交点 高极化率 反交点 3 自电梯度出现零值点 两极值点明显 4 地质与物探找矿效果 本次物探工作主要方法是时间域激发极化 法 使用的设备为重庆产的 WDFZ 1 大功率智能 发射机和 WDJS 1 型数字直流接收机 供电电极 AB 为铝合金电极 测量电极 MN 为不极化电极 供电导线为电阻小 绝缘性能比较好的被复线 采用的装置主要为中梯 激电联剖 激电中梯等 方法 根据方法的有效性试验 我们用最佳极距 AB 1000m MN 40 m MN 在 2 3AB 范围内 测量 中梯面积观测每组测线所跨旁测线距离不 超过 1 6AB 距 供电周期 16s 延时 300ms 并 确定本区物探找矿的识别标志 本区面积性测量主基线方位北东 25 测网 密度 100 20 激电联剖用两种不同的 AB 距同时 观测 s和 s两种参数 不极化电极每天开工前测的极差小于 2mV 收工级差小于 5mV 本测区物探测网为矩形网 测线线距 100m 第 4 期 李然菊 李宏伟 徐亚利 河北省宽城县沙窝店地区地质 地球物理特征及找硫铁矿效果分析 253 测线方位 115 测点点距 20m 测线编号由 98 线至 164 线共 34 条 测点编号由 100 点至 230 点 每条测线共 66 点 本区共发现激电 s 异常 5 处 见图 1 电 阻率 s 异常 3 处 从平面图上看出两种参数异常 的空间分布范围基本吻合 并且基本反应出各岩 性的分布特征 图 1 河北省宽城县沙窝店硫铁矿区视极化率等值线平面图 Fig 1 Contour plan of the polarizability at ShaWodian pyrite area in Kuancheng county of Hebei province 1 1 号异常的解释 1 号异常位于测区的 西南部 异常的长轴方向为北东向 异常的长度 为 600m左右 宽度 100m左右 形状为条带状 沿走向分布 异常的 s极大值为 70 异常梯度 反应比较大 电阻率在该异常处呈低阻反应 两 种异常在该处吻合较好 地表见黄铁矿化或铁帽 该异常呈现高极化 低电阻组合反应 和本区寻 找黄铁矿物理标志相符 与 4 号异常相比 异常 由两处不相连的高值组成 说明该矿体深部可能 连续性较差 2 2号异常的解释 2号异常位于 1号异 常的东北部 异常的形状为椭圆状 走向为北东 向 异常的长度 200m 宽度 120m 左右 其极大 值为 15 8 该异常处地表见黄铁矿和矿化 与 4 号异常相比 异常的空间分布范围较小 该异 常规模有限 3 3号异常的解释 3号异常位于 1异常 的西北部 该异常呈条带状 呈北东分布 异常 的分布范围在 110 120 线之间都有反应 异常的 长度为 500m 左右 宽度 120m 左右 异常的极 大值为 98 异常曲线梯度变化较大 为了对该 异常进一步的研究 查明引起该异常的地质原因 我们在该异常的中心位置 134 118 174 118 点处布置一条地质物探综合剖面 投入的物探方 法有激电联剖 激电中梯 激电测深 自然电位 梯度法等物探方法 所以结合地质和物探特征来 进行多种参数的测定 各种方法在该剖面上均有 异常反应 其中间梯度是利用原测线观测 曲线 反应明显 s 为高极化率 电阻率为低电阻率反 应 激电联剖两种极距 在该剖面 148 点处出现 明显的反交点 但交点的 s 值不高 仅为 6 5 电阻率呈现低阻正交点 但阻值较低 自由梯度 出现零值点 除了极化率和电阻率外还进行了二 次场半衰时测量 根据激电测深测量现场半衰时 的衰减快慢 来区分碳质干扰 硫化物 硫铁矿 半衰时一般大于 2s 而碳质类岩石半衰时一般小 于 1s 另外由岩石物性测定表看到本区碳质页岩 的极化率低于黄铁矿或矿化体 电阻率值高于黄 铁矿或矿化体 两者存在显著的物性差异 另外 该异常地表出现碳质页岩夹层 出露范围较大 并且和异常分布的空间范围相吻合 综合地质和 各物探异常的特征 该异常为碳质页岩引起 4 4 号异常的解释 4 号异常位于测区的 中部 该异常空间的分布范围较大 118 线至 138 254 化 工 矿 产 地 质 2009 年 线之间都有反应 异常的走向为北东向 25 左右 其平面形状比较规整 呈条带状分布 该异常的 长度为 950m 左右 平均宽度为 150m 左右 s 极大值为 24 两测异常梯度变化平稳 该异常 的位置处于高于庄组地层的 4 段和 5 段之间 为 成矿有利地段 为了对该异常进行定性和定量解 释 我们在该异常的中心位置 160 124 202 124 点处 进行地质物探综合剖面测量工作 投 入了激电中梯 激电联剖 自电梯度等多种物探 方法 通过各方法测量都有明显的异常反应 其 中激电中梯在 174 124 184 124 之间出现明 显的高极化反应 s 最高值为 24 连续几个点 都出现高值反应 电阻率在相应的地段出现明显 的低阻反应 另外激电联剖 AB 300m 极距 在 178 124 点处 小极距 AB 140m 在 168 124 点为出现高极化反应交点 在相应的两点处 电 阻率为低阻正交点 自电梯度在 176 124 点出现 零值点 正负极点比较明显它们之间距离 60 m 联剖出现下反交点位移 说明激电体向南东方向 倾斜 闪长岩脉长 700 m 左右 在该异常处出露 通过各方法所测的异常特征的分析和经过对该异 常处的地质特征分析 推断认为 4 异常可能是由 水平圆柱状的隐伏黄铁矿引起 或者是由黄铁矿化 的闪长岩脉引起 经过对中梯曲线的计算 该异常 体项部埋深在 60 80 m 之间 中心埋深 160 m 沿倾斜方向延深 160 m 矿体厚度 20 m 左右 5 5 号异常的解释 该异常是由 3 个异常 组成的 异常位于测区的北部 其中 5 1 异常长 180m 异常没有封闭 5 2 异常长 200m 宽 80m 北东走向 极大值 10 5 3 异常为北东向 长 400m 左右 宽 50 80m 异常 S 最高值 10 电阻率也成低阻率反应 异常出露的部位 地表 见有黄铁矿化 三个异常规模较小 5 结论 根据工作区地质特征 硫铁矿特点 结合物 探的资料 本区共发现激电异常 5 处 推断 1 2 5 号异常为黄铁矿体或者黄铁矿化引起 3 异常为碳质页岩引起 4 号异常经钻探验证为黄 铁矿体引起 钻孔共施工 300m 在 91m 处见矿 矿体最大厚度 50m 呈条扁豆状分布 达到工业 品位 运用综合物探 结合地质进行深部找矿效 果明显 参 考 文 献 参 考 文 献 1 傅良魁 电法勘探教程 M 北京 地质出版社 1983 2 刘国兴 电法勘探原理与方法 M 北京 地质出版社 2005 3 傅良魁 激发极化法 M 北京 冶金工业出版社 1982 GEOLOGY GEOPHYSICAL FEATURE AND PYRITE PROSPECTING RESULTS AT SHAWODIAN AREA IN KUANCHENG COUNTY OF HEBEI PROVINCE Li Ranju Li Hongwei Xu Yali Liaoning Institute of Chemical Geological Prospecting Jinzhou Liaoning 121000 China Abstract There are a lot of gossans and obvious mineralization characters in the ore section with the obvious electric differences between ore bearing bed the pyrite orebody and the wall rock We prospect deeply with some compositive physical prospecting methods including time induced polarization method and apparent resistivity method and found five significant