大功率激电在内蒙古扎鲁特旗某多金属矿勘查中的应用_图文

1、 第6卷第5期2009年10月CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICSVol 16,No 15Oct 1, 2009文章编号:16727940(2009 05059206doi :10.3969/j. issn. 1672-7940. 2009. 05. 013大功率激电在内蒙古扎鲁特旗某多金属矿勘查中的应用刘国辉, 王天意, 徐国志, 吕继东(石家庄经济学院, 石家庄050031基金项目:国土资源部行业基金研究(编号:200811075 资助。作者简介:刘国辉(1952- , 男, 河北永清人, 教授, 现从事地球物理勘探专业教学与研

2、究。E -mail :. cn摘要:随着多金属矿产调查由浅部转向深部找矿的发展, 大功率激电方法在多金属找矿中已被得到广泛重视。结合内蒙古扎鲁特旗某多金属成矿区普查找矿任务, 配合地质和化探工作, 开展了大功率激电找矿方法的应用研究, 采取了大功率激电中梯扫面圈定隐伏蚀变矿化异常区, 大功率激电测深剖面查明重点蚀变矿化的地下分布的物探工作模式。与此同时开展大功率激电测量参数和技术措施的试验研究, 总结出一套适于本区成矿地质条件下行之有效的大功率激电深部找矿方法, 并建立了相应的地质-地球物理模型。其成果对于本区及同类地区的深部找矿工作均具有十分重要的参考价值。关键词

3、:大功率; 激电; 多金属矿中图分类号:P631文献标识码:-05-18Application -Multi -metal Ores County of Inner MongoliaLiu Guohui , Wang Tianyi , Xu Guozhi , L üJidong(S hi j iaz huang Universit y of Economics , S hi j iaz huang 050031, China Abstract :Wit h t he polymetallic ore investigatio n shifting from shallow to de

4、pt h , t he devel 2op ment of high -power IP pro specting met hod in polymetallic has received extensive atten 2tion. In t he paper , Combined wit h t he case to make a polymetallic pro specting in t he Zha 2lute county of Inner Mongolia and coupled wit h geological and geochemical exploration work

5、, a high -power IP prospecting met hod was carried out in applied research and a high -power IP induced -current middle -gradient was adopted in t he delineation of buried mineralization abnormal area , and high -power IP sounding p rofiles were used to identify t he main mineralization of undergrou

6、nd dist ribution and geop hysical working model . At t he same time st udying in high -power IP parameters and technical measures were carried out in t he pilot st udy and summed up a set of suitable met hods used for p rospecting geolog 2ical conditions of ore -forming in t his area as well as high

7、 -power IP deep prospecting met hods , and t he establishment of t he corresponding geological -Eart h p hysical model. The achievement has a very important value to t he p rospected area and similar areas in p rospecting work for t he deep target.K ey w ords :high -power IP ;induced elect rical ;po

8、lymetallic ore 1引言随着我国多金属矿产调查由浅部转向深部找矿的发展, 传统激发电极化(激电 法已不能满足目前找矿探测深度的要求, 通过加大供电极距和供电功率, 获取地下深部多金属极化体激电二次场信息的大功率激电方法已被越来越多的人们所重视, 但大功率意义下的激电技术至今还不十分明确, 方法也不尽统一, 尚需完善1,2。在内蒙古扎鲁特旗某多金属成矿区普查找矿多年, 地表及其近地表浅部尽管发现大量的蚀变现象和薄型多金属矿脉, 但始终未能实现找矿的突破, 从区域成矿条件可推本区成矿的可能在深部, 找矿的突破寄予开展深部找矿。为实现深部找矿任务, 我们配合地质和化探工作, 使用了重庆地

9、质仪器厂DJ F5/10-2大功率激电测量系统, 开展了大功率激电找矿方法的应用研究, 并采取 面探测相结合物探工作方法。量参数和技术措施的试验研究, 总结适于同类地质条件下行之有效的大功率激电深部找矿方法, 建立相应的地质-地球物理模型, 以指导本区深入开展深部找矿工作3,4。2矿区地质特征该矿区位于内蒙古中部地槽褶皱系(级 苏尼特右旗晚华力西地槽褶皱带(级 哲斯林西复向斜(级 北东段。出露地层除第四系外, 主要分布有二迭统浅海相沉积和侏罗统陆相火山岩、火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩夹正常沉积碎屑岩的, 岩性主要有流纹岩、英安岩、流纹质火山角砾岩、流纹质凝灰岩、凝灰质砂岩, 少量安山岩、层凝灰岩

10、、砾岩。造域和中、重迭部位、嫩江八里罕深断裂与北、霍林河断裂所围限的一图1区域构造图Fig. 1Regional tectonic map395第5期刘国辉等:大功率激电在内蒙古扎鲁特旗某多金属矿勘查中的应用 表1测区岩石、矿石物性参数Table 1The physical properties of ores and rocks岩性电阻率(s 极化率(s min /mmax /m/mminmax-流纹岩24414968111. 011. 561. 3硅化角砾岩78. 44862230. 811. 861. 3凝灰岩578. 441451680. 11. 033. 221. 8变质粉砂岩588

11、112780. 861. 411. 1硅化蚀变岩124182153. 61. 171. 811. 5花岗斑岩3024213621. 011. 031. 0绿帘石化花岗斑岩302302302. 1. 011. 011. 0孔雀石化二长斑岩25015007800. 91. 121. 10铅锌矿石(贫 2527434031. 173. 9铅锌矿石(富31128697. 410. 49. 9黄铁矿化972501573. 116. 18. 8个菱形块体内。晚侏罗世火山活动强烈, 火山岩广布, 火山构造十分发育, 是重要的构造形式之一, 其表现为火山基底隆起带、火山岩盆地、破火山机构、火山穹隆机构、寄生火

12、山机构、火山通道机构、爆发岩筒机构等, 排列, 深大断裂控制着本, 进而控制了一级矿带的分布, 区域性断裂控制了次级矿带的产出, 不同方向断裂交汇部位往往出现矿化密集区。更次级的断裂, 尤其是北西向及近东西向断裂则是区内主要容矿构造。3矿区地球物理特征据前人工作成果和本次对野外采集标本的测定结果, 测区内主要岩石和矿石的物性参数如表1所示。由此可见, 区内大部分岩石呈现出高阻低极化特征, 只有凝灰岩相对而言呈高阻高极化性, 而铅锌、黄铁矿化则具有低阻高极化特征, 从而表现出岩矿石极化率随多金属含量的增加而变大, 其电阻率大小主要决定于金属含量和结构。基于上述区内各类岩、矿石的物性特征, 可以得

13、出区内多金属蚀变矿化体与其围岩存在着明显的电性差异, 其矿化体将产生明显的低、中阻高激电异常, 其围岩则对应于中、高阻低激电异常特征反映, 从而构成了本区找矿的主要物探异常标志,理前提条件本次野外工作5,6针对探测深度大(400m , 投入了大功率直流激电法, 从而发挥直流激电法具有信号稳定, 信噪比高, 受人文干扰小等优势。野外工作所采用的装置类型分别为:中间梯度法(简称中梯 和对称四极测深法(简称测深 , 具体布置见图2。前者旨在全区查找地下蚀变矿化异常带, 后者是在前者所发现异常的重点地段, 深入研究引起激电异常的蚀变矿化体在地下垂直断面内的空间分布特征。此外, 本次采取了短导线测量方式

14、, 很大程度上减少了供电回路与接收回路间的耦合干扰。在观测视极化率的同时观测视电阻率参数, 利用二者综合解释可很大程度上减少其异常的多解性。激电中梯法的参数试验与最佳设置为达到预期的探测深度, 本次中梯法供电极距选为13001600m 不等, 为了减少电磁耦合效应对测量结果的影响, 供电导线呈“U ”字型敷设, 并始终保持供电导线与测线间距不小于A B 长度的2%。为获取有效、可靠的异常观测信号, 发射机最大供电电压不小于900V , 供电电流保持不小于3A , 发送机供电脉宽设置为4s , 保持接收最小接收电压不小于10mV 。针对本区矿体与围岩间的495工程地球物理学报(Chinese J

15、ournal of Engineering G eophysics 第6卷 图2工区测线布置示意Fig. 2The diagram of surveying line t work 表2Table 2The 110#112#实验点断电延时/ms /%断电延时/ms 采样间隔/ms U/mvS /%60140. 52. 07二次场衰减常数特征的差异, 在已知矿化体及其围岩处上进行了断电延时和采样间隔等测量参数的对比试验, 在确保观测数据可靠的条件下, 其试验结果见表2所示。以获取最大矿化激电异常确定仪器最佳测量参数的原则, 本次野外测量中设定断电延时为100ms , 采

16、样宽度为20ms 。从而为野外工作的参数选择提供了依据。激电测深法为了确保测深方法的横向分辨率和有效探测深度, 本次激电测深5采用了施仑贝格装置。仍采用上述现场试验对比所选定的测量有关参数和供电技术要求。即:为获取有效、可靠的测深异常信息, 发射机供电电压50900V (随供电极距增大而增大 , 发送机供电脉宽设置为4s , 断电延时为100ms , 采样宽度为20ms , 保持接收最小接收电压不小于10mV 。同样, 为了减少电磁耦合效应对测量结果的影响, 始终保持供电导线与测线间距不小于A B 长度的2%。不同测量极距处至少有两个以上供电极距重复观测, 以便进行测深曲线的节点处的曲线脱节处

17、理。5大功率激电异常及解释依据本区已知地质和物性资料, 将测区中梯激电异常的背景值确定为1. 0%, 视电阻率背景值确定为1500m , 纵观全区视电阻率视极化率等值线图, 由图3所示激电异常的分布特征, 共发现三个激电异常区, 自北向南分别为、异常区, 结合地质, 化探和钻探成果, 对其初步解释如下。595第5期刘国辉等:大功率激电在内蒙古扎鲁特旗某多金属矿勘查中的应用 图3视电阻率、视极化率等值线Fig. 3Map of apparent resistivity and polarizability激电异常区该区位于6号线与38号线之间, 为晚侏罗统满克头鄂博组(J 3m 凝灰岩和火山角砾

18、岩地层, 完全受区内NW 向裂隙蚀变带所控制, 总体激电异常强度不大, 异常最大值为4. 5%, 异常自北至南逐渐变低; 其分布形态为一系列NW 性异常多字型叠加而成, 常带, 具有相同的展布规律, , Pb 、Zn 、Cu 、。地质工作发, 主要分布有硅化, 褐铁矿化, 碳酸盐化和绿帘石化等, 具有良好的成矿条件, 初步认定不小于3%的激电异常多为地下隐伏矿化体引起。为查明该异常区的极化异常体的地下分布, 在区内的ES 侧38线的256270号点区段, 布有8个点的测深剖面, 其点距为40m 。其测深s 曲线分别为A 型、KH 型; s 曲线分别为G 型,A 型, KH 型和HA 型7,8。

19、如图4所示。根据上述视电阻率电测深曲线类型表明, 在有效探测深度范围内, 该剖面地下分布有34层岩性, 结合地质和物性资料初步解释所反映的地层岩性自上而下为:第四纪残坡积物, 凝灰岩风化裂隙带, 完整凝灰岩体, 局部加有蚀变带和矿化薄层。总体而言, 极化率强度具有随深度的增加而增大趋势, 这充分表明随深度的增加其蚀变矿化程度的增加, 从而显示了深部成矿的有利条件。利用激电和电阻率测深曲线异常的联合反演方法, 即首先利用视电阻率测深曲线进行拟合反演, 确定出地下各电性层的电阻率和厚度分布, 而后,在此基础对其视极化率测深曲线进行拟合反演求取各层的极化率值。其结果表明(图5 :除了地下300m 范

20、围内所发现的3处中阻高极化异常被后期钻探证实为蚀变矿化脉体外, 在400500m 范围内还有3处局部高阻高极化异常, 可能属硅化蚀变带中的多金属矿化体存在的反映, 大功率激电异常很好的揭示了该区深部有用矿化体的分布。激电异常区该异常区位于测区的东中部, 异常带由5个695工程地球物理学报(Chinese Journal of Engineering G eophysics 第6卷 5 期 第 刘国辉 等 : 大功率激电在内蒙古扎鲁特旗某多金属矿勘查中的应用 597 局部等轴状异常组成 , 异常均呈现低阻高极化特 征 。结合已掌握的地质 、 化探资料表明 ,该区异常 位于侏罗统满克头鄂博组 (J

21、 3 m 与石英二长斑岩 及花岗斑岩脉接触带部位 , 初步推断为蚀变矿化 带或岩脉异常 ,但因规模较小 ,故认为无进一步工 作的必要 。 激电异常区 该异常区位于测区的南端 , 总体激电异常强 度大 。自北向南由三个椭圆形异常组成 , 最大强 度高达 7. 0 % , 呈现低阻高极化异常特征 。该区 异常处在上二迭统林西组 ( P2 l 砂质板岩与侏罗 统满克头鄂博组 (J 3 m 不整合接触 , 并有花岗岩 脉侵入 ,具有较好的成矿地质条件 。结合电测深 解释资料初步推断 : 该异常很可能属于沿接触带 形成的热液蚀变反映 ,地下 100 150m 处可能存 在隐伏多金属元素的富集矿化矿化体

22、, 有进一步 对该异常查证的必要 。 于低阻高极化异常带 ,具有规模较大 ,形态规则等 异常特征 ,从而构成了一明显的找矿标志 。 7 结 语 1 内蒙古扎鲁特旗某多金属成矿区应用大功 率激电法开展深部找矿研究的实践表明 : 本区开 展该方法行之有效的 , 后期钻探证实大功率激电 异常对深部矿化体具有很好的对应关系 , 所选的 工作参数是合理的 , 所建立的地质 - 地球物理模 型对本区或同类地区深入开展深部找矿工作 , 具 有重要的参考价值 。 2 大量的地质 ,化探和物探工作证实 ,内蒙古 扎鲁特旗某多金属成矿区浅部 ( 小于 400m 尽管 发现了几层薄层矿体 , 但难以发现具有工业规模 的矿体 ,本区的找矿的突破希望在于深部 。 3 大功率激电方法深部找矿效果尽管被越来 越多的人们所接收 ,但其野外仪器设备笨重 ,数据 处理和异常解释软件还不适应实际生产的需要 , 上述问题均有待解决 。 参考文献 : 1 张瑜麟 . 河南省祁雨沟地区金矿物探找矿方法应用 6 测区地质 - 地球物理模型 基于本区地质 ,化探 ,钻探和物探工作成果的 综合分析 ,可建立该区地质 - 地球物理模型 。 热液硅化带型多金属矿模型 该类矿体产于侏罗统满克头鄂博组 (J 3 m 地 层的后期热液蚀变硅化带或石英