物探方法在金属矿勘查中的应用——以甘肃省成县甘蔗沟铅锌矿找矿项目为例

王晓军，胡家源

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730030）

1 成矿地质背景

研究区位于西成铅锌矿田中部南带，大地构造位置处于西秦岭昆仑—秦岭地槽褶皱区中部礼县—柞水海西冒地槽褶皱带。其以北与祁连中间隆起带相邻，其间被临夏、天水、商南长达千余公里的断裂带相隔，南以临潭、岷县、凤县、山阳断裂为界。区域内出露的地层主要是泥盆系，是由一套巨厚的碎屑岩和炭酸盐岩所组成的冒地槽类复理石式的滨海—浅海相沉积建造，可分为三个主要的含矿层位，即泥盆系中统安家岔组下部的厂坝层及其上部焦沟层，如厂坝—李家沟超大型铅锌矿床，毕家山大型铅锌矿床等矿床产于其中，西汉水群上部邓家山含矿灰岩层[1]。

2 研究区地质特征

研究区内主要出露地层主要为中泥盆统安家岔组厂坝层上部层，由下至上为可分为四个岩性层，分别为：①大理岩层；②灰岩层；③大理岩化灰岩层；④千枚岩。

研究区褶皱构造为吴家山背斜南翼的Ⅱ级褶皱—三架山背斜的两翼的Ⅲ级向斜。基本构造形态为一主干背斜两侧的挤压向斜。研究区内断层基本可分为北东向断层和南北向断层两组。F1、F2、F3、F4、F6 为北东东向断层，F7 为南北向断层。

研究区内无较大的侵入体，仅在东北角有沙坡里岩体出露一小块，该岩体为印支期二长花岗岩，目前认为其与成矿无关。

3 研究区物探特征及异常解释

3.1 研究区电性特征

经现场踏勘，结合以往地质及物化探工作情况，各主要岩性及铅锌矿体在研究区内均有出漏，分布较广，且出漏的岩石种类和数量均能满足区内电性露头测定条件及数量统计要求，故本次电性参数采用露头小四极实测法采集，共测量五类岩石露头152处。

大理岩、灰岩等碳酸盐岩电性参数差别较小，由于部分露头点地表风化较为严重，视极化率变化范围大，最小值约为0.5，最大值约为17，最大值和最小值相差十倍以上，其均值较大，视电阻率变化范围大，最小值约为850Ω·m，最大值约为36000Ω·m，最大值和最小值可相差数十倍以上，视电阻率均值为最高，大理岩和灰岩为中极化率高电阻率特征。千枚岩视极化率最低，变化范围最小，均值也最小，为0.83，其视电阻率值较低，变化范围较小，均值也较低，为635Ω·m，具有低电阻低极化特征。砂质板岩视极化率值变化范围较小，视极化率均值也较小，视电阻率值变化范围较大，均值不高，为低极化中电阻特征。铅锌矿体视极化率变化范围相对较小，最小值为3.03，最大值为12.49，均值7.85，为最高，视电阻率变化范围较小，均值最低，为298Ω·m。与其他几种岩性相比，铅锌矿体具有明显的低阻高极化特征，分辨率较高，能够较为明显地与围岩区分开。

3.2 激电中梯异常特征解释推断

本次激电工作共发现四条异常带，由视极化率等值线平面图（图1）可以看出，研究区视极化率值相对较低，视极化率异常宏观上表现为北东向、北西向带状展布，圈定视极化率异常带依次编号为M Ⅰ、M Ⅱ、M Ⅲ、M Ⅳ。

M Ⅰ异常带主要由M1、M2、M3、M4 局部异常组合而成。异常呈北东向带状展布，异常带局部有强有弱，极化率最大值为6%，位于M1 区块100～160 号点处。异常带长约1000m，宽10m～40m 不等，异常形态较完整、连续性较好。在整个M Ⅰ异常带上M2 异常区块规模较大且强度较高。异常带对应视电阻率均为低阻带，视电阻率值约为50Ω·m～300Ω·m，为低阻高极化组合特征。M Ⅰ异常带与已知Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ号矿体位置相对应，由地质情况、物性参数等分析，推测M Ⅰ异常带为矿体所引起，而其中M2 局部异常矿化程度高且规模大。M2 异常应为重点验证异常。

MⅡ异常带主要由M5、M6两个局部异常组合而成。异常呈北东向条带状展布，异常不连续，根据地质资料推测M5、M6局部异常应是同一断裂F3上的异常。MⅡ异常带长约250m、宽10m～40m不等。视极化率最大值为5%，该异常带所对应视电阻率范围在100Ω·m～400Ω·m之间，为低阻高极化组合特征。该异常与已知Ⅴ号矿体基本对应，推测MⅡ异常带也为矿致异常。其中M5、M6异常对比分析，M5异常无论从规模还是强度都优于M6异常。

M Ⅲ异常带位于测区东南角，异常呈近东西向椭圆状展布，范围较小，强度较大，视极化率最大值7.4%。异常带连续性较好，主要集中在16、24 线上，长约180m、宽10m～50m 不等。该异常带所对应视电阻率范围在100Ω·m～400Ω·m 之间，所处位置对应Ⅵ号矿体和F4断裂带。推测MⅢ异常带即M7 异常为矿致异常。

M Ⅳ异常带呈北西向带状展布，异常形态完整、强度较高、范围较大。异常带长约500m，宽约10m～70m，视极化率最大为7.26%。异常带北西端与M Ⅰ异常带西端交汇部位为M1 异常。该异常带所对应视电阻率范围在100Ω·m～700Ω·m 之间，F5、F6 断层均经过该异常带,推断与F5、F6 断层有关，是否含矿还不能确定。由于该异常带地质情况复杂，异常带对应电阻率又高，与其他几个已知矿体异常特征明显不同，故该异常引起的原因还需其他地质方法查证。

图1 视极化率等值线平面图

图2 视电阻率等值线平面图

3.3 对称四极测深异常特征解释推断

（1） 7 线异常特征。7 线测深断面图圈定两个极化异常，分别为M7-1、M7-2。M7-1 异常呈近圆状，异常长约50m、宽约20m，最大视极化率值为7%，异常中心位置标高为1420m。异常对应视电阻率值较低，激电中梯剖面及测深断面图均为低阻高极化特征，由中梯剖面曲线，异常位置南侧北缓，推测异常向北倾。

M7-2 异常呈长椭圆状，异常长约160m、宽约30 至65m。异常强度较高，最大视极化率值为8.5%，在中梯剖面曲线上显示为低阻低极化，推测为埋深较深或规模较小所致。异常中心位置标高1430m。异常位置及形态与中梯剖面曲线对应较好。异常对应视电阻率与M7-1 异常相接近，M7-1、M7-2 异常视极化率接近，视电阻率异常相似，结合构造、岩层产状及地质资料来看，该异常位于空子沟背斜北翼近核部，对应的岩性为同一层碳质结晶灰岩，黄铁矿化比较普遍，推测该两处异常由矿化及黄铁矿化引起。根据对M7-2 异常的钻探验证来看，该异常具较强碳化，碳质成分含量普遍较高，黄铁矿化也比较普遍，由于M7-1 异常与M7-2 异常电性参数接近，距离也较近，因此推断该两处异常主要由碳化及黄铁矿化引起的。

图3 7 线测深视极化率断面图

图4 7 线测深视电阻率断面图

（2）8 线异常特征。8 线测深断面图共圈定三个极化异常，分别为M8-1、M8-2、M8-3。

M8-1 异常呈条带状，异常强度较小，视极化率最大值为6.5%。M8-1 异常位于M Ⅰ异常带，长约70m、宽约15m，中心位置标高1290m，埋深190m。该异常连续性较差、规模较小、强度较弱，最大视极化率值为6.5%，视电阻率值在300Ω·m～500Ω·m 之间，为低阻高极化。异常位于低阻高祖过度带北侧，在异常体南测推测断裂带Ft1 一条。结合本区实际情况及岩石物性参数，推测M8-1 异常极有可能为矿致异常。由于M8-1 异常埋深较浅，应采取坑探或钻探验证。

M8-2 位于M Ⅰ异常带，为一近地表异常，近南北向展布，略向北倾，呈长方形状，长约80m、宽约30m，中心位置标高为1350m。该异常范围较大，强度较高，视极化率最大值为9%，对应视电阻率低，异常位置及形态与中梯剖面曲线对应较好。结合地质资料来看，该异常对应的岩性为角砾状灰岩及碳质灰岩，普遍具黄铁矿化，推测该异常主要由矿化及黄铁矿化引起。

M8-3 异常呈条带状，长约45m、宽约15m，中心位置标高1320m，埋深90m。该异常规模较小、强度较弱，最大视极化率值为7%，视电阻率值在200Ω·m～400Ω·m 之间，为低阻高极化。该异常对应的岩性为角砾状灰岩及碳质灰岩，普遍具黄铁矿化，推测该异常主要由矿化及黄铁矿化引起。

根据钻探验证来看，ZK8-1 号钻孔基本穿过了M8-2 异常中心，钻探验证为该段岩石普遍具碳化，碳质成分含矿普遍较高，另外还普遍具黄铁矿化。M8-2、M8-3 两处异常电性参数接近，对应岩性相同，因此，推断该两处异常可能主要由碳化及黄铁矿化引起的。

4 结论

研究区内矿体均位于泥盆统安家岔组厂坝层上部层，矿体位于硅化大理岩及角砾状结晶灰岩中。矿体具有低阻高极化的电性特征，能够较好的与围岩区分开。根据这一特征，通过本次电法工作，圈定激电异常带4 条，异常带编号依次为M Ⅰ、M Ⅱ、M Ⅲ、M Ⅳ。在2 条异常带上共圈定了6 个异常，编号依次为M1、M2、M3、M4、M5、M6。经过地质物探综合分析，形成以下结论及地质认识[2]。

（1）推断M Ⅰ、M Ⅱ、M Ⅲ三条带由与铅锌矿有关，M1、M2异常对应的深部异常体程度高、规模大。MIV 异常带地质情况复杂，异常带对应电阻率偏高，与其他几个已知矿体异常特征明显不同，原因还不明确，可能有铅锌矿体赋存。

（2）通过激电测深，推测研究区地层可能向北缓倾，上为千枚岩，下为碳酸盐岩，在不同岩性其接触带上视极化率异常较高，证明矿化与地层有关系，地层是控矿因素之一；向南陡倾的高强度视极化率异常为矿致异常，而本区已知矿体本身就赋存在断裂构造中，所以矿体受地层和南陡倾的断裂构造联合控制，构造为主控因素。

（3）控矿构造与地层产状为相切割的关系，矿体富集段可能处在构造和地层接触带的位置以及脆性大理岩中。