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激电中梯及音频大地电磁测深法在青海德龙金矿床的应用

更新时间:2009-03-28

0 前言

德龙金矿床位于东昆仑东段沟里地区,为一断裂构造控制的中型脉状金矿床。通过以往的工作,共圈出含矿构造蚀变带14条,但是大多数矿带规模较小,未发现规模较大、延伸较为稳定的矿体。近年来,该区用于找矿的物化探方法比较单一,目前矿区深部钻孔见矿情况不太理想,深边部找矿工作遇到瓶颈,急需突破。激发极化法作为一种常用地球物理勘探手段已被矿产勘查各方面广泛应用,尤其在金属硫化物矿床勘查中极其有效(陈长敬等,2007;李金铭,2005)。激电中梯法更是了解极化体空间分布范围及走向的重要手段,在快速圈定异常及靶区优选方面已有诸多成功实例(刘国辉等,2009;罗强等,2013;周圣华等,2007),但其在对极化体的地下纵深情况研究尚有不足。音频大地电磁测深法是通过天然电磁场,对地下介质的电阻率进行成像的方法,具有探测深度大、成果反映直观、精度高、设备轻、速度快等特点,而且在高阻覆盖地区不受高阻盖层的屏蔽作用,对于寻找隐伏矿床(体)效果较好,目前已被广泛应用在寻找水资源、油气田、矿产等领域(王占孝和张国鸿,2012;韩凯等,2015;谭红艳等,2017)。因此本文采用激电中梯及音频大地电磁测深相结合的综合物探方法,选取德龙金矿04线为研究对象,提取地球物理找矿信息,拟对评价矿区深边部矿化情况提供依据。

1 测区地质背景

德龙金矿位于青海省都兰县沟里地区,处于东昆仑造山带的东段。东昆仑造山带贯穿着青海中部,称“东昆仑中央造山带”,是我国著名的成矿带之一,素有“金腰带”之称(郭跃进,2011)。区域内有许多丰富的矿产,是青海省重要矿带。沟里地区出露地层主要有古元古界白沙河(岩)组(Ar3Pt1b)、奥陶—志留系纳赤台群(OSN)、中石炭—下二叠统浩特洛洼组(C2P1ht)、下—中二叠统马尔争组(P1-2m)等。区内构造线总体呈近东西向展布,由北向南发育昆北、昆中和昆南3条近东西向的区域性深大断裂带,区内侵入岩体较为发育,中酸性岩浆活动极为强烈,在古生代及中生代伴随多次俯冲及碰撞造山作用,该地区发生大规模的火山喷发活动及岩浆侵入活动,为金成矿提供了有利条件(岳维好,2013)(图1)。

今年5月,云南省委、省政府出台关于贯彻乡村振兴战略的实施意见,就全省实施乡村振兴战略提出明确意见和要求。为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记关于实施乡村振兴战略的重要论述,认真落实中央、省委、最高法院关于乡村振兴战略系列文件精神,充分发挥人民法院职能作用,妥善审理化解乡村振兴战略实施过程中的各类矛盾纠纷,助推农业全面升级、农村全面进步、农民全面发展,谱写新时代云南乡村全面振兴新篇章,《意见》指导全省法院在实施乡村振兴战略过程中,作出人民法院的积极努力和应有贡献。

德龙矿区内出露地层较为简单,主要有古元古界白沙河岩组(Pt1b)和中石炭—下二叠统浩特洛洼组(C2P1ht)。其中白沙河岩组主要分布在矿区东北部,岩性为斜长角闪片岩、片岩、混合片麻岩;浩特洛洼组主要分布在矿区南部,主要为一套变砂岩及火山沉积碎屑岩。此外,山谷及少量山坡处第四系冲洪、坡洪积物覆盖较为严重(图2)。矿区内构造较为复杂,主要以断裂为主,北西向断裂占主导地位,仅有极少数为北东向。其中压扭性逆断裂有7条,贯穿全区的断裂有4条,为该区的主干断裂构造,它们与其他次级断裂一起构成了该区的构造格架,并在空间上为热液活动和成矿元素的迁移、富集提供了通道和场所。岩浆岩从基性岩到酸性岩均有出露,主要包括花岗岩、石英闪长岩、闪长岩、辉长岩及少量细晶岩等。此外,矿区内变质作用发育,产生片岩、斜长角闪片岩、大理岩化灰岩等。矿带及矿体主要受北西及北北西向断裂构造控制,矿体主要产于破碎带中。

  

图1 东昆仑东段沟里地区区域地质图

 

1—第三系—第四系;2—三叠系;3—上二叠统;4—下—中二叠统马尔争组;5—石炭—中二叠统甘家组;6—上石炭—中二叠统树维门科组;7—中石炭—早二叠世浩特洛洼组;8—晚泥盆世牦牛山组;9—奥陶—志留纳赤台群;10—早元古代白沙河岩组;11—燕山期侵入岩; 12—印支期侵入岩;13—华力西期侵入岩;14—加里东期侵入岩;15—晋宁期侵入岩;16—苦海—兴海杂岩;17—矿点;18—断裂

  

图2 德龙矿区地质简图

 

1—石英;2—灰岩;3—大理岩化灰岩;4—大理岩;5—细砂岩;6—粉砂岩;7—流纹质晶屑凝灰岩;8—流纹质晶屑岩屑凝灰岩;9—片岩;10—斜长角闪片岩; 11—花岗岩;12—细晶岩; 13—闪长岩;14—石英脉;15—破碎带;16—矿体及编号;17—整合、侵入岩接触 界限;18—不整合接触界限;19—实测及推测逆断层;20—实测及推测性质不明断层; 21—勘探线及编号

2 测区岩(矿)石地球物理特征

测区主要分布着硅质板岩、灰岩、蚀变岩、斜长花岗岩、绿泥石英片岩、含碳质蚀变岩,其电性参数见表1。由表1可见,含碳质蚀变岩的视幅频率最大,绿泥石英片岩和含矿蚀变岩次之,斜长花岗岩再次,灰岩和硅质板岩视幅频率最小,可明显区分开;硅质板岩的视电阻率最大,绿泥石英片岩次之,灰岩和含碳质蚀变岩再次,地表斜长花岗岩的视电阻率最小。所以,在此工区开展激电工作可以很好地指导找矿。

1)在评价方式方面。学科成绩仍然是评价学生最重要的标准,大部分教师、学生、家长仍然是以成绩为导向的,学生之间的成绩竞争对课堂知识的容纳量提出较高的要求,很多中学将三年的课程缩减到两年的课堂时间内。而依照STEM教育的课堂标准,以学生为课堂主体,对学科知识进行自行探索、了解,教师辅助,这样完全不能满足现有的知识强度。

 

表1 德龙电性参数表

  

岩石名称标本块数视幅频率Fs/%视电阻率ρs/Ω·m最小值最大值平均值最小值最大值平均值含矿蚀变岩301.142.932.0258341170灰岩300.641.210.8921523212硅质板岩300.491.741.1314824531003斜长花岗岩300.792.071.374916378绿泥石英片岩91.33.32.282291882621含碳质蚀变岩312.9105.69501264287

3 工作布置

3.1 激电中梯

本次工作选定德龙矿区04线开展工作,具体工作部署如下:德龙重点工作区04线,跨越AuVIII号矿带AuVIII-1、AuVIII-2、AuVIII-3已知主矿体,通过激电中梯,结合已有的1∶2000激电中梯精细反演该剖面深部可能的矿化情况,设计激电中梯0.4 km。

野外观测时,对观测中的突变点、读数不稳定点、有疑义点等要进行重复观测。在一组重复观测值中,取重复性、稳定性较好的读数作为最终结果,观测记录一次电位V、视极化率ηs两种参数,并记录供电电流。同一条剖面上观测时间超过1d时,均有两个以上接头点,其读数要求与重复观测相同;本次激电剖面工作对视极化率大于2%的测点亦作了多次重复观测,确定其读数的稳定性,确保激电异常的可靠性。

本次测地采用西安坐标系统的GPS进行定向量距,其参数如下:

激电异常的位置、形态、规模、强度等与已有地质成果特征基本吻合,对进一步开展勘查工作有一定的指导作用。激电剖面工作成果反映,激电异常大面积广泛分布,但异常幅度偏低。所发现的中高极化中低阻异常带,多与矿化蚀变有关(图5,图6),可作为指导钻孔施工的有效依据之一。

通过对德龙地区04线激电中梯剖面来看(图6),剖面西南部为低阻,为绿泥石英片岩的反映,北东部为中高阻,为岩体的反应,异常位于114~118点间,宽约40 m,异常为低阻高极化异常,与构造破碎带位置相对应,异常体北东向倾斜。

本次音频大地电磁测深野外工作方式为单点测深,采用天然场源,在10 Hz至100 KHz的宽频范围内采集数据,为确保数据质量与工作实效,在野外能实时获得的Εx、Ηy、Ηx、Εy振幅,φΕxφΕyφΗxφΕy相位,一维反演和二维视电阻率成像结果。在室内数据处理后,可获得二维正、反演结果等。

 

表2 德龙测区测线一览表

  

线号点距/m起点坐标端点坐标总长/m方位/°042039431091745254539434141745280640040

3.2 音频大地电磁测深

从德龙激电中梯视幅频率平面等值线图(图3)可以看出:Fs值大多在0%~1.9%之间变化,异常值一般在2.0%~4.6%之间,最大值为10%;依据已有的地质资料和电参数测定结果,结合实测视极化率的规律特征,确定该区视极化率异常下限为2.0%。通过对剖面的综合分析,该区获取了4处异常区带,分别编号为J1、J2、J3、J4。其中J1在南西向尚未封闭。

在实际工作前,选择了德龙金矿区04线的已知剖面进行了试验,从图3~6上来看,供电极距AB=1200 m,供电周期16 s,延时200 ms、采样间隔400 ms、叠加次数2次、MN=40 m和MN=20 m的曲线形态基本相似,但前者对异常形态反映更为直观、突出,曲线更为圆滑。故通过本次试验工作,确定激电工作的参数为:供电周期16 s,延时200 ms、采样间隔400 ms、叠加次数2次、MN=40 m。实际工作中,每天工作开始或变换测线时均进行漏电检查,仪器面板供电电极AB间绝缘电阻均大于2 MΩ,测量电极MN绝缘电阻均大于5 MΩ,仪器绝缘均大于100 MΩ。在布设测线测点工作中,地形陡峭且无法到达的测点均做偏移处理,偏移距离不超过30 m。每条线的实地点号从起点100开始按2的增量逐渐递增,测线上的测点均用木桩作标记,并注明点、线号。测线测点情况见表2。

不同的CFAR检测区域的协方差矩阵和MPWF检测量是不同的,估计得到的等效视数L和Fisher分布参数u和v也是不断变化的,因此利用式(20)得到的检测门限是自动调整的,以此保证CFAR检测的恒虚警前提.

4 结果分析

4.1 激电中梯找矿信息提取

EH4测深点按照剖面布设,点距20 m,布设在04勘探线剖面上,剖面点编号按照从南到北,顺序递增的方式,剖面起点编号为100,前缀加以线号。如04线起点编号为4/100,依次为4/102、4/104……。所有点位均在实地标注,剖面起点用木桩标注,其余各点均采用竹签加彩旗标注,并在彩旗上用记号笔写明点号。

瓮福转型升级密码的最后一个符号是实行“1511工程”。杨三可告诉记者,第一个“1”是100万吨工业级、食品级磷酸。“目前我们湿法净化磷酸产能已达100万吨,稳居全球第一,国内市场份额超过50%,有相当的市场话语权,有效对冲了传统化肥成本竞争力不强带来的负贡献。”

  

图3 德龙测区激电中梯(Fs)平面等值线图

从德龙激电中梯视电阻率平面等值线图(图4)可以看出ρs值一般为800~2800 Ω·m,异常值一般在100~800 Ω·m,最小值为52.57 Ω·m;从图4 来看视电阻率异常在南西向尚未封闭。

  

图4 德龙测区激电中梯(ρs)平面等值线图

将视极化率平面等值线图、视电阻率平面等值线图与德龙矿区地质图进行叠合,如图5所示:根据已知的矿体和矿化破碎带在平面上的位置,可以看出矿化破碎带与激电异常的展布位置基本吻合,且异常的展布方向与矿化破碎带走向都为北西向。从图5来看,矿化破碎带及矿体均发育在激电异常的中高极化率与低视电阻率异常带中。此外,该区的含矿破碎带可能有向南东延伸的趋势,表明在VIII号矿体南东向有较好的找矿前景。

  

图5 德龙激电中梯异常与地质套合图

 

1—矿体位置及编号;2—矿化破碎带;3—推测及实测逆断层;4—推测及实测性质不明断层

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图6 德龙金矿区04线激电工作试验对比图

德龙测区:中央经度99°,Dx:-307,Dy:127,Dz:0,Da:-3,DF:0(默认),参数均由地质测量人员直接给出。激电中梯工作仪器为重庆奔腾数控技术研究所研制的大功率激电测量系统(WDFZ-5KW发射机,WDZ-5整流电源,DJS-8A数字直流激电接收机),观测电极采用不极化电极。观测记录一次电位V、电流I、视极化率ηs等参数。该仪器的分辨率一次电位为0.01mv,视极化率为0.01%。

结合地质特征认为,该区内激电异常带是近北西走向构造带引起,该构造带由于后期热液活动充填了一定量的硫化物。据该区区域化探资料,该区金元素化探异常明显,故认为该激电异常带可能是寻找金矿的有利地段。

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4.2 音频大地电磁测深找矿信息提取

针对AuVIII矿体,在04线投入了音频大地电磁法测量,由其视电阻率2D反演的等值线拟断面图(图7)来看:浅部一般表现为低阻,在100~500 Ω·m,随着深度的增加,视电阻率一般逐渐增大。在标高3600 m以上的同一深度,北东端的视电阻率总体上比西南端高。在测线的中部,均发现一条较为醒目的低阻带,在断面上倾向较陡,略往北东向,该低阻带延伸较深,约600~800 m。

结合该区的电性参数和地质资料,对04线的解释如下:

该线中部的低阻异常呈条带状,倾向略往北东,在深度上延伸约600 m,为该线的主要低阻异常地段,视电阻率在600 Ω·m以内,在较深地段为2000 Ω·m左右,推测是由构造蚀变破碎带所引起,该低阻带的浅部地段已为钻探工程所验证。西南端(100~110号点)地段,其浅部主要为绿泥石英片岩的反映,其视电阻率在100~2000 Ω·m之间;在标高3570 m以下,视电阻率在3000 Ω·m以上,推测为深部岩体的反映。北东端(120~140号点)地段,其电性表现为高阻特征,推测由岩体所引起,岩体较为完整。其推断地质断面图见图7。

  

图7 音频大地电磁法04线视电阻率拟断面图(a)及推断解释成果图(b)

4.3 综合成果分析

根据在04线投入的激电中梯以及音频大地电磁测深结果(图6,图7),均显示在测线中部存在一条较为醒目的低阻带,在断面上倾向较陡,略往北东向,该低阻带延伸较深,约600~800 m。反映在激电中梯剖面点114~118之间存在一宽约40 m的低阻高极化异常,异常向北东倾斜;反映在音频大地电磁测深为04线中部呈条带状,倾向略往北东,较陡的低阻异常,在深度上延伸约600 m,视电阻率在600 Ω·m以内,上部近直立,下部往北东向倾斜;在较深地段为2000 Ω·m左右,浅部低阻带已为钻探工程所验证。

推测该低阻带为构造蚀变破碎带所引起,带内有矿(化)体显示,与钻孔揭露情况相吻合。应根据推断的具体产状,进行下一步勘查工作。

5 结论

(1) 通过本次物探工作,在德龙测区04线投入的激电中梯与音频大地电磁法测深,两者的电性分布形态特征基本吻合,反映了测区深部的电性分布特征,为下一步找矿工作提供了参考依据。

(2) 04线中部存在一条低阻带,推测该低阻带为构造蚀变破碎带所引起,且浅部已被钻探工程揭露。

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(3) 本次利用激电中梯测深与音频大地电磁法测深相结合的方法,把激电测深在探测异常分布范围及形态上的优势和音频大地电磁法测深在探测深度上的优势进行互补,能更详尽地反映极化体的地质信息。从本次结果来看,该方法对寻找低阻破碎带有一定效果,可以考虑矿区周边的具体情况而投入应用。

致谢 野外工作中得到队里同志的帮助,评审专家为本文提出宝贵的修改意见,在此一并表示感谢。

参考文献

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《矿产勘查》 2018年第03期
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