电法勘探在某铅锌矿找矿预测中的应用研究

毛天明

（甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741025）

以勘查区找矿预测理论和方法为指导，利用激电中梯测量、可控源音频大地电磁测深测量，对成矿有利地段开展矿产检查或异常查证工作，优选找矿靶区，为下一步开展勘查工作提供依据[1，2]。

1 研究区内典型矿床地质特征

根据对研究区已知矿床（点）研究，本区内赋矿岩石主要分为两种：一种是泥质岩和细粒碎屑岩为主夹薄层碳酸盐岩；另一种是以碳酸岩为主[3]。泥质岩类有厚层块状或条带状泥岩，也有具薄层叶里的粉砂质泥质及灰泥质页岩，这类岩石浅变质时为绢云母绿泥石英千枚岩，除正常组成矿物外，常有钠长石、重晶石和碳酸盐类矿物[3]。第二种容矿的岩石是薄层灰岩、生物碎屑灰岩[3]。主要含矿的岩石并不是此类岩石本身，而是产于其上部的硅质岩，硅质岩常含有一定量的铁白云石，形成硅岩—铁白“礁硅岩套”[3]。常见于南带邓家山、郭家沟等矿床[3]。硅质岩根据地球化学研究，属于热水硅质岩[3]。主体属于热液沉积岩[3]。这种岩石有的在含矿层内呈层状、透镜状产出，构成矿体下盘或直接的容矿岩层，有的以矿层中薄层夹层或条带出现[3]。

2 电法找矿思路

（1）电法找矿的前提条件是岩矿石物性的电阻率差异[4]。研究区内不管是什么灰岩，其电阻率值都远大于区内千枚岩电阻率值，通过可控源音频大地电磁测深二维反演的电阻率剖面图，就大致可以确定碳酸盐岩顶板（Ls），通过分析碳酸盐岩高阻层和千枚岩（P）低阻层之间的界线形态，推测深部背斜的存在，确定背斜的轴部和其产状，进而厘定赋存在碳酸盐和千枚岩之间的矿体的有利部位[4]。

（2）根据以往测定的物性资料，虽然铅锌矿石所测得的电阻率值相对较低，但是要探测含在千枚岩中的矿体是非常不容易的，因为千枚岩的电阻率也非常低，在同样是低阻异常的情况下，很难区分矿致异常与非矿致异常，但是厚层焦沟层(D2a2)千枚岩中的矿体往往赋存在透镜体灰岩顶部，所以在低阻千枚岩中探测高阻透镜体灰岩是间接找矿的思路[5]。

（3）根据本次对研究区的岩矿石电性参数的统计，铅锌矿石极化率高值达到7.8%，相比较围岩表现为低阻高极化特征，故在激电低阻高极化异常区，结合可控源音频大地电磁测深法推测的地质构造，可较为可靠的圈定铅锌成矿有利部位[5]。

3 研究区岩石电性特征

根据研究区岩矿石物性统计结果来看，铅锌矿石极化率明显高于其它围岩，最高值达到7.8%，平均值为6.34%，炭质千枚岩极化率为次高，最大值为6.24%，平均值为3.89%，为主要的干扰异常，但其极化率还是低于铅锌矿石，其余岩石极化率大致在1%～2%范围内变化，其极化率明显低于铅锌矿石。由电阻率统计结果来看，灰岩类明显高于其它岩石，砂岩类最低，其它岩石相差不是很大，但千枚岩与灰岩类比较表现为低阻特征。综合分析岩矿石极化率和电阻率变化特征，确定铅锌矿石表现为低阻高极化异常，故本次工作采用激电中梯法，重点关注低阻高极化异常来进一步圈定铅锌矿致异常，对找矿有较大的指导意义。

4 电法勘探成果

4.1 激电中梯

在研究区布设激电中梯剖面，点距20m。经测定，剖面极化率最大值为16.96%，最小值为0.44%。电阻率最大值为7377Ω·M，最小值为84Ω·M。极化率按照异常下限6%，圈定了2处异常。

①JD1异常极化率极大值为16.96%，对应电阻率为1073Ω·M，为相对高阻高极化异常，异常带走向近东西向。该剖面位于西汉水群红岭山组、黄家沟组结晶灰岩夹变粉砂岩和千枚状钙质砂岩夹砂质灰岩中，异常区出露的岩石主要为细晶灰岩、灰质千枚岩和绢云母化灰质千枚岩，经测定极化率相对较低，不足以引起该异常。②JD2异常极化率极大值为12.2%，对应电阻率为370Ω·M，为低阻高极化异常，异常带走向东西向。剖面位于西汉水群红岭山组、黄家沟组结晶灰岩夹变粉砂岩和千枚状钙质砂岩夹砂质灰岩中，异常区出露的岩石主要为细晶灰岩、灰质千枚岩和绢云母化灰质千枚岩，经测定极化率相对较低，不足以引起该异常。

4.2 可控源音频大地电磁测深 （CSAMT）

在研究区内依据激电中梯测量成果，布设可控源音频大地电磁测深剖面[6-10]。为保证采集数据质量，本次工作选取较大收发距布设场源，剔除近区及过渡区数据，利用远区数据做2D反演。在1500m的勘探深度范围内，各地电断面均较为清晰的反映了地层构造特征。

（1）电阻率断面特征。电阻率断面中按电学性质大致可以分为3个电性层，在地表以下K1线以上为第一电性层，电阻率整体呈现为中高阻特征，局部有低阻电性带，电阻率整体变化在1500Ω·M～158000Ω·M之间，层厚在220m～410m之间。在K1线与K2线之间为第二电性层，表现为低阻电阻特征，电阻率变化在2Ω·M～2500Ω·M之间，层厚在150m～480m之间。在K2线以下为第三电性层，表现为高阻特征，电阻率变化在2500Ω·M～40000Ω·M之间，延伸较大。在图的右下角明显可以看到一个“喇叭状”高电阻率异常，电阻率异常值大于4000Ω·M，高阻异常由浅至深形态连续且稳定，异常值向深部增高。

图1 激电中梯、CSAMT测量成果图

（2）异常解释及地质推断。结合地质资料及物性统计结果，推测地表以下K1线以上的第一电性层的中高阻异常主要为钙质砂岩、厚层灰岩类反映，低阻电性层主要为粉砂岩及绢云千枚岩的反映。在K1线与K2线之间的第二电性层，推测主要为千枚岩及砂岩的反映。在K2线以下的第三高电阻率电性层，推测主要是厚层灰岩的反映。

由此推测，K1线为中高阻的灰岩类与低阻的千枚岩、粉砂岩类的接触界面，K1界面形态大体呈非对称抛物线状，开口朝下，顶部较为宽缓，两侧也较为对称，从地表至该界面埋深约220m～410m之间不等。K2线为低阻的千枚岩、粉砂岩类与中高阻的灰岩类的接触界面，形态与K1线相似，从地表至该界面埋深约370m～890m之间不等。

5 含矿空间推测

根据上述研究成果，可划分A、B、C三类含矿空间。A类含矿空间是背斜的两翼及顶部有明显低阻异常的凹陷部位，并且同时与激电低阻高极化异常部位叠合，A类含矿空间圈出1个。B类含矿空间是赋存在泥盆系千枚岩中的透镜体灰岩顶部低阻区，B类含矿空间圈出2个。C类含矿空间是主矿体赋存在高阻大理岩、石英片岩和石英岩中的低阻异常区，C类含矿空间圈出2个。

6 结论

研究区铅锌矿体主要分布在灰岩与千枚岩接触面周围的石英岩中[11-14]。灰岩与千枚岩具有明显的电性差异，生物灰岩表现为高阻特征，千枚岩表现为低阻特征，并且铅锌矿体及伴生矿物相比围岩具有高极化率特征，因此采用激电中梯测量圈定高极化异常，再通过可控源音频大地电磁测深（CSAMT）测量识别岩性界面，在电阻率断面中含矿部位显示为高低阻接触带。可控源音频大地电磁测深（CSAMT）测量电阻率断面较为清晰的反映了地层特征。综合分析处于成矿有利部位的岩性接触带附近的高极化异常，推测为矿致异常的可能性较大。本次研究共圈定类似成矿有利区6处，其中A类含矿空间圈出1个，B类含矿空间圈出2个，C类含矿空间圈出2个。