综合物探方法在新疆某铜矿区中的应用探讨_刘方

新疆地质XINJIANGGEOLOGY2013年3月

Mar.2013第31卷第1期

Vol.31No.1

中图分类号:P618.41文献标识码:A文章编号：1000-8845(2013)01-113-04

项目资助:国家十二五科技支撑计划重点专项《新疆重要成矿带战略性矿产资源预测与靶区评价》“大型找矿靶区优选与评价”专题(2011BAB06B08)项目资助收稿日期:2012-05-25;修订日期:2012-08-19;作者E-mail:liufang1000792@sina.cn第一作者简介:刘方(1987-),男,河南南阳人,在读硕士研究生,地球探测与信息技术专业

综合物探方法在新疆某铜矿区中的应用探讨刘方1,2,张晓帆2,陈川1,2(1.新疆大学地质与勘查工程学院,新疆乌鲁木齐830047;2.新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测重点实验室,新疆乌鲁木齐830047)

摘要:介绍了综合物探方法在富蕴县某矿区寻找隐伏矿体的应用。在地质勘查基础上,利用地面高精度磁法,大功率激电中梯和激电测深等物探手段进行隐伏矿体预测,在工作区内发现与成矿有关的地球物理异常,经钻探验证效果较好,说明该综合物探评价体系在此铜矿区应用很成功,显示其快速、高效和实用等优点。关键词:综合物探;隐伏矿体;高精度磁法;大功率激电

1地质概况区内70%以上面积为第四系风成砂覆盖,地层由南至北为第四系西域组,主要岩性为灰白色石英砾石、花岗岩砾石、硅质岩砾石、下二叠统哈尔加乌组灰绿色晶屑岩屑凝灰岩、火山角砾岩、凝灰砂岩、泥质粉砂岩夹安山玢岩,下石炭统东古鲁巴斯套组第三段灰绿色凝灰岩、中粒砂岩、火山角砾岩夹凝灰质粗砂岩、粉砂岩。构造划分以额尔齐斯断裂为界,以北划为NWW向构造带,以南则属欧亚“山”字型东翼反射弧。工作区内,结尔巴斯陶断裂经结尔巴斯陶、舍勒高,向东延出调查区达俄尔达阿尔格勒泰沟南侧,向西同样出测区。侵入岩为华力西中期第三侵入次闪长岩,主要分布在结尔巴斯陶断裂北侧,与区域构造线方向基本一致。围岩主要有含角砾凝灰岩、安山玢岩、凝灰质中粒砂岩等。此外,工作区内多处见沿断裂挤压破碎带中的岩石破碎严重,劈理、片理、节理发育,形成各种构造岩,如碎裂岩、构造角砾岩等。

2综合物探工作及结果2.1岩石物性特征据本次测定结果,区内岩(矿)石磁化率有以下特征:砂岩,凝灰岩等岩石磁化率均值约为54×10-5SI,属

微磁、弱磁性体;火山角砾岩,晶屑岩屑凝灰岩等岩石的磁化率均值为310×10-5SI,属中等强度磁性体;安

山岩、闪长岩磁化率平均值为1375×10-5SI,属强磁

性体,若有一定规模,在地面会引起强度较大的磁异常。凝灰岩极化率变化范围为0.5%~2.1%,常见值为

1.1%,视电阻率变化范围为578.4~1680Ω·m,均值为713Ω·m。凝灰角砾岩的极化率变化范围为1.4%~2.7%,常见值为2.2%。凝灰角砾岩(含浸染状

黄铁矿)的极化率均值约3.7%,视电阻率均值为223Ω·m,低于本区的视电阻率背景值(背景值为

607Ω·m)。砂岩的极化率变化范围为0.6%~1.7%,

常见值为1.0%,视电阻率均值为472Ω·m。安山岩极化率变化范围为0.8%~2.6%,常见值为2.1%。2.2工作思路综合地质资料及实地踏勘分析认为,工作区成矿类型为中低温热液型,周边已发现铜矿点分布在额尔齐斯断裂两侧,挤压带内一组NE向平推断裂及西侧的张性羽裂是此类铜矿控矿构造。地表观察到呈带状分布的次生硅质岩可能为火山晚期热液沿断裂上升过程中交代凝灰岩而成。基于对工作区地质情况的认识,确定了由高精度磁法、大功率激电中梯和激电测深3种方法相结合的技术路线。首先,利用高精度地面磁测对整个矿区进行全面普查性扫面,已查明区内控矿断裂分布情况。接着对磁异常划分构造有利区域进行大功率激电中梯工作,缩小异常区(找矿靶区)的范围,最后,针对可能的含矿构造系统进行大功率激电测深方法,探查控矿构造内金属硫化物激电响应。2.3地面高精度磁测地面高精度磁测的工作部署为正南正北的0°方向,基本垂直于地层走向,以100m线距,40m的点间距布设了31条总长131.44km的测线,共计3317个新疆地质2013年测点。据本区已知地质和物性资料,确定磁法测量背景值。纵观全区磁异常等值线图,由磁异常的分布特征,在工作区内圈定出5个磁异常区,自北向南分别为M1、M2、M3、M4和M5异常区。将磁异常等值线平面图(图1)、磁异常剖面平面图(图2)与地质资料和遥感影像图结合分析,对异常进行如下分类解释。断裂引起的异常,表现特征为强磁异常,且异常呈条带状、串珠状等线性特征,对照磁异常等值线图,结合工作区的地质图和遥感影像图,推断M1、M2和M4号磁异常属此类。M4号磁异常区出现正负异常

交替,异常区中间正异常和负异常交替连线与区域内构造线方向一致,地质工作发现,该异常区分布有多处热液矿化蚀变,主要有硅化,褐铁矿化等,推断属断裂构造引起的异常。M3号异常区内,有3条高压线通过,造成在磁异常等值线图中出现正负异常交替的一条串珠状异常带,而磁异常平面剖面图中表现为正异常很小,负异常畸变的现象,此异常属干扰异常。M5号异常区呈大面积高值连续区,可能为中基性岩引起的高磁异常,磁场强度大于228.5nT,经野外踏勘查证,此异常区为隐伏闪长岩,地表为第四系冲积层,见灰白色石英砾石和硅质岩砾石,仅出露小面积闪长岩脉。闪长岩磁化率平均值为1375×10-5SI,属强磁性体,

大面积的闪长岩,在地面引起强度较大的磁异常,与磁异常等值线图大面积高值异常吻合。大功率激电中梯本次工作所用激电仪器为加拿大GDD公司生产的GDD大功率激电仪,装置类型为中间梯度。据地面高精度磁法扫面工作结果,选

择在成矿前景较好的M2和M4两个异常区内进行大功率的激电纵向中梯测量工作。激电纵向中梯工作的测线方位为0°,与高精度磁测方位一致,AB=1800m,测线间距为200m,测点间距为20m,共12

条测线,控制面积约3km2。据该矿区岩矿石的电性特征,在激电异常区中,低阻高极化异常是找矿的有利部位。激电纵向中梯结果表明,在地面高精度磁测查明的M4异常区内,大功率激电纵向中梯成果表现出高极化率,激电局部异常3个,且走向均与区域构造一致,各异常平行排列成NWW向,长约1.7~2.9km,宽约300m,极化率值为2.4%~3.5%,表现特

征为低阻高极化和高阻高极化特征(相对本区背景值而言)。从地表踏勘情况来看,大多数极化率异常与零星出露矿化蚀变破碎带位置相吻合。为进一步缩小低阻高极化异常范围,在激电纵向中梯的高极化异常区内布设激电横向中梯工作。激电横向中梯测线方位同工作区内构造方向基本一致,测线间距为20m,点间距50m。从激电横向中梯视极化率平面等值线图来看(图3),激电横向中梯的结果和激电纵向中梯的结果指示到了相同的异常区。激电横向中梯工作圈定出两个异常区,IP1异常表现为中低阻高极化,从激电横向中梯视电阻率平面等值线图上看(图4),极化率均在2.8%以上,峰值可达6.5%,与之相对应的视电阻率为低阻-中阻,为典型中低阻高极化特征。经实地勘察,在前人布设的槽探内发现大面积褐铁矿化分布于凝灰岩裂隙中。由此推断认为,图1磁异常平面等值线图Fig.1Magneticanomalycontourmap

图2磁异常平面剖面图Fig.2Magneticanomalyprofilemap

114第31卷第1期刘方等:综合物探方法在新疆某铜矿区中的应用探讨激电剖面的中低阻异常带即为潜在矿化构造位置,应重点关注,加强勘探;IP2异常也表现出高极化,极化率为3.1%~4.0%,相对应的视电阻率均值为1350Ω·m,为高阻高极化异常区。

大功率激电测深为了解研究区内高极化异常体在地下赋存状态和确定其埋藏深度,在激电横向中梯中部的异常区布置了5个激电测深点的测深剖面。剖面延NE向布置,点距100m,测量装置选用对称4极测深装置,最小供电电极距为2.5m,最大供电电极距为750m。由500线视电阻率拟断面图分析可知(图5),视电阻率等值线图深度上大体可分为3层,AB/2在200m以上电阻率值(>629Ω·m)高于本区背

景值,为浅地层凝灰岩,视极化率拟断面图中(图6),

AB/2在100~200m间表现为高极化,极化率大于4.3%,峰值为5.4%,分析认为可能还有少量含矿凝灰

角砾岩。AB/2在500~750m间表现为中电阻率,极化率均小于3.0%,对应在视极化率拟断面图中为中极化,AB/2在200~500m间表现为低电阻,电阻率为145Ω·m,这个值小于本区视电阻率的背景值,在视

极化率拟断面图中表现为高极化,最大值高达5.4%,呈低阻高极化特征,认为是浸染状含铜黄铁矿引起的,结合地质资料和磁异常圈定的断裂构造,推断为潜在的矿化构造带位置。以100号点为例,从图7、图8曲线图形态看出,该曲线属KH型曲线,为低阻高极化

特征,用激电测深不同特征点估算极化体上底埋藏深度为70~100m,其顶板隐伏深度界面,沿纵向呈向下倾斜变化。工程验证据上述地面高精度磁测、大功率激电中梯和激电测深等方法对工作区内矿化系统的综合探测,结合地质资料、遥感影像和实地勘察验证,在500线设计了ZK500-1和ZK500-2,针对本次工作中

反应的低阻高极化异常进行工程验证。钻孔验证结果为:①ZK500-1钻孔在40m深起见凝灰砾岩、细脉状黄铁矿构造蚀变岩,指示有矿化构造系统;在100~350m间,偶见细脉状黄铁矿和少量含铜黄铁矿。

②ZK500-2钻孔同ZK500-1钻孔相似,40m开始见

有浸染黄铁矿、含铜黄铁矿等金属矿化,矿化呈星点状、细脉状,在岩心中断续出现,连续性较差。两个钻孔都见到了预期矿化带,证明本次采用综合物探方法在本工区很适用。

图3激电横向中梯视极化率平面等值线图Fig.3IPintermediategradientmethodofthepolarizationratioinhorizontal图5激电测深视电阻率拟断面图

Fig.5IPsoundingapparentresistivitysectionmap

图4激电横向中梯视电阻率平面等值线图Fig.4IPintermediategradientmethodofapparentresistivityratioinhorizontal

115