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所屬欄目:礦業論文 發布日期:2010-08-31 11:32 熱度:
[摘要]:本文介紹了雙頻激電法在廣西貴港~平南鉛鋅銅成礦帶鉛鋅銅礦普查中的應用并發現新礦體的過程。研究認為,該區內形態規整、峰值明顯、連續性好、呈帶狀展布的激電異常多為鉛鋅銅等硫化物礦體所引起,并以三個實例來說明,利用雙頻激電法尋找深部的隱伏金屬礦體是具有良好效果的,對今后在該區和其它可類比的地區的深部找礦工作具有啟示和借鑒意義。
[關鍵詞]:雙頻激電法;應用實例;隱伏礦體;鉛鋅銅礦體;廣西貴港~平南鉛鋅銅成礦帶
1前言
雙頻激電法即雙頻道激發極化法,是一種頻率域激發極化法,與時間域等激發極化法在發現異常(極化體)的能力是等效的,區別在于觀測的方法不同。雙頻激電法具有觀測速度快且測量精度高、受電流變化影響小、抗干擾能力強、裝置輕便等許多優點,在全國各地礦產勘查中得到廣泛應用并取得了良好的找礦效果。2006年以來,廣西第六地質隊在廣西貴港~平南鉛鋅銅成礦區(帶)的福祿、旺坡、石排、架電、官成、四德等礦區鉛鋅銅礦普查找礦工作中,通過對部分雙頻激電異常的驗證,新發現了數條鉛鋅銅隱伏礦體,證明利用雙頻激電法尋找隱伏金屬礦體的有效性。
2雙頻激電法
雙頻激電法是由中國工程院院士,中南大學(原中南工業大學)何繼善教授率先研究實現的新的頻率域激法極化法,其方法實質是將兩種頻率不同的高頻和低頻電流合成為雙頻電流波形向大地供電,作為極化場的激勵場源。這兩種電流的頻率是相干的,并可以根據需要加以變換,通常高頻頻率為4Hz,低頻頻率為4/13Hz。接收機同時接收經過大地傳導后的兩種頻率電流的響應即高頻電位差(△VG)和低頻電位差(△VD),并計算顯示視幅頻率Fs,即FS=(△VD-△VG)/(△VG)×%,同時根據高頻電位差(△VG)、供電電流I和裝置系數K,計算顯示視電阻率ρs值。
理論研究表明,當雙頻電流中的高頻電流IG的頻率與低頻電流ID的頻率的頻比S=13,并且IG與ID基波相位關系固定時,IG與ID兩者的幅值比為ID/IG=13/12,兩者相差不大。這就說明了雙頻激電法中,高頻電位差(△VG)和低頻電位差(△VD)是在同等精度下測量的。而克服了傳統的變頻法激電在同一個測點觀測時發送機需分別發送兩種頻率電流,而接收機需要兩次分別觀測△VG和△VD,而造成單點觀測速度緩慢,工作效率低。雙頻激電法與奇次諧波激電法相比,前者克服了后者因基波頻率與高次諧波頻率的頻比小時,激電異常不明顯,而頻比大時,低頻電流和高頻電流幅值相差不大,電位差測量精度難以保證等缺點。因此,雙頻激電法具有:觀測速度快、測量精度高、受電流變化影響小、抗干擾能力強、裝備輕便等優點,是金屬礦產普查找礦中的一種十分有效的方法。
3區域地質背景及成礦條件分析
3.1區域地質背景
廣西貴港~平南鉛鋅銅成礦區(帶)位于廣西大瑤山凸起南緣西側(圖3.1)。出露地層以上古生界泥盆系碎屑巖、碳酸鹽巖和硅質巖建造為主,周邊分布有少量下古生界寒武系砂泥質復理石建造和中生界白堊系紅色復陸屑類磨拉石建造。其中泥盆系中統四排~應堂組(D2s~D2i)、東崗嶺組(D2d)為主要的賦礦層位,巖性為白云巖、白云質灰巖、灰巖夾泥炭質頁巖、重晶石巖及硅質巖條帶等。
本區可分為基底和蓋層兩個構造層,基底構造為一系列緊密狀復式背斜,軸向近東西,核部由寒武系淺變質碎屑巖構成,于奧陶~志留紀長期處于隆起風化剝蝕狀態;蓋層褶皺平緩寬闊,斷裂發育,總體走向以北東向為主,并伴有北西或近南北向次級斷裂。本區南北兩側的憑祥~大黎深斷裂和靈山~藤縣深斷裂具有切割深度大,活動時期長,多次活動,同生活動強烈及控巖控相顯著等特點。區域性斷裂控制了大瑤山南緣泥盆紀以來沉積盆地的展布和盆地內熱水沉積成礦作用。
本區內巖漿巖不發育,分布少量燕山期中酸性侵入巖及火山~次火山巖,多呈巖株產出,有桂平西山巖體、貴港平天山巖體、龍頭山火山~次火山巖體等。巖性為花崗閃長巖、石英二長巖及角礫熔巖、流紋斑巖、流紋巖、花崗斑巖、英安斑巖等。均屬深源同溶型花崗巖。
區域內已發現各類鉛鋅銅銀金礦床、礦點三十多處,其中大型礦床有錫基坑鉛鋅礦床、木圭錳礦床,中型有鳳凰嶺鉛鋅礦床、慶豐鉛鋅礦床、龍頭山金銀礦床等,主要礦床類型為海底噴流沉積型、爆破角礫巖型和矽卡巖型。
3.2區域成礦條件分析
該區經多年的地質勘查發現各類鉛鋅銅銀金礦床、礦點多處,提出了該區的鉛鋅銅礦體為泥盆紀海底噴流沉積成礦的新觀點,為本區鉛、鋅、銅地質找礦提出新思路,并取得新突破。區內的鉛、鋅、銅礦體的賦礦層位為中泥盆統東崗嶺組(D2d)下部,即上含礦層和四排~應堂組(D2s~D2i)中部,即下含礦層。礦體均呈層狀、似層狀產出,并多具多層性,傾角較緩,含礦巖性主要為粗中粒重晶石化白云巖。區內中泥盆統東崗嶺組(D2d)和四排~應堂組(D2s~D2i)分布廣泛,褶皺、斷裂發育,成礦地質條件有利,找礦信息豐富,是鉛鋅銅礦床富集區之一,找礦潛力巨大。
4區域地球化學特征
據1/20萬區域化探掃面成果,該區從東至西大致可分為四個異常區:四德~官成PbZnAgCu異常區、桂平西山PbZnCuSn異常區、平垌~錫基坑PbZn異常區和吉塘~龍頭山AuAgCuPbZn異常區,其分布范圍與已知的四個礦化集中區基本吻合,經部分1/5萬土壤地球化學測量,于上述四處均發現PbZnCuAg綜合異常帶,異常帶內除已發現的大中型鉛鋅金銀礦床外,還新發現了慶豐、四德、官成、福祿、石排、旺坡等一批海底噴流沉積型鉛鋅銅礦床(點)。
5地球物理條件和方法技術選擇
5.1地球物理條件
成礦帶內各類巖礦石的電性參數見表1,這些參數說明了鉛鋅銅礦石與白云
巖、灰巖、重晶石等圍巖的幅頻率和電阻率均存在較大的差異,這種電性差異是電法勘探的基礎。因此,鉛鋅銅礦體能夠引起一定強度和規模的高幅頻率—低電
表1巖礦石的電性參數
阻率異常。但一定規模的黃鐵礦化白云巖和泥炭質均能引起一定強度和規模的高幅頻率—低電阻率異常,要借助礦區地層、構造及礦床地質特征及地球化學特征進行綜合解釋區分。但本成礦帶內已發現的多個鉛鋅銅礦體中都伴隨有黃鐵礦(化),因此,黃鐵礦(化)引起異�?梢暈榈V致異常,工區內的炭質含量一般不多,極少能反映出較強的干擾異常。
5.2物探方法技術選擇
該區主要為山前巖溶平原地貌區,多為水田、坡地覆蓋,殘坡積厚度一般2~4m,局部達十多米,地表分布有較多的溝渠、水塘,地表水和地下水充沛。結合上述地球物理條件,雙頻激電法在本區開展普查找礦中能發揮極大的作用。本次工作采用的儀器為SQ—3C型雙頻激電儀。為快速有效地捕捉礦化(體)信息,工作中主要采用中梯裝置,以100×20m網度重點在已知的化探異常濃集中心和結合地層、構造分析認為成礦的有利地段開展激電掃面。經試驗,供電和測量極距確定為AB=1000~1200m、MN=20m,工作頻率選擇4Hz、4/13Hz頻率組,為提高信噪比,供電電壓一般為180~270v,輸出電流約300mA,在發現有望異常部位布置了一些激電聯合剖面測量和激電測深工作,以了解異常特征細節和極化體的埋深、產狀等,為驗證揭露礦體提供依據。在野外觀測的過程中每一個測點均取二次以上讀數的平均值作為該點的Fs、ρs值,以減少偶然誤差。背景值、礦化背景值段每隔5~10個測點取一個測點重復讀數,遇突變點、畸變點亦重復讀數,提高觀測精度,保證工作質量。
6激電異常特征及工程驗證結果
6.1福祿鉛鋅礦區
福祿鉛鋅礦區位于錫基坑大型鉛鋅礦區的北部,賦礦層位為中泥盆統東崗嶺組(D2d)下段的白云巖、重晶石化白云巖。礦區為巖溶平原區,平坦開闊,大多為第四系覆蓋,十分有利于雙頻激電法工作的開展。通過對中梯掃面觀測數據統計,礦區視幅頻率場值較穩定,在1.20~1.50﹪左右波動,表現為區內的背景場,對應的視電阻率呈高阻特征,場值在1876~2564Ω.m之間,反映了白云巖、重晶石化白云巖的電性特征。通過工作,在礦區南部圈定了一個激電異常區,異常位于27~33線的7~18測點,長大于300m,寬70~100m,走向近南北向,視幅頻率異常值Fs=2.50~5.0%,峰值Fsmax=8.0%,視電阻率異常值ρs=300~500Ω.m,最小值ρsmin=171Ω.m,為“低阻高極化”異常。雙頻激電中梯Fs曲線規整,峰值明顯,異常連續性好,呈帶狀展布。根據異常的形態特征,結合地層、構造特征推斷該異常為隱伏鉛鋅礦體引起的激電異常。在29、31線布置了不同極距的激電聯合剖面,Fs曲線在8/29、16/29、10/31出現反交點(圖6.1),根據反交點兩側曲線形態推斷該隱伏礦體緩傾向東。經鉆探揭露驗證,驗證結果與解釋吻合,發現了一個隱伏鉛鋅礦體,礦體厚0.8~3.2m,平均厚近兩米,最大厚度達10m,埋深10~50多米。Pb品位1.0~4.5%,最高10.0%,平均3.0%左右,Zn品位0.5~2.0%,最高5.6%,平均2.0%左右。礦石為浸染狀、致密塊狀和稠密細脈狀,礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、硫銻鉛礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、白鐵礦等,脈石礦物主要為白云石、方解石、重晶石等。
6.2旺坡鉛鋅銅礦區
根據對雙頻激電中梯掃面的觀測數據統計,該區視幅頻率Fs背景值為Fs=1.0%,以Fs=1.5%圈出激電異常區4個,其中3號異常區最具代表性。該異常位于3~8線的42~50測點,長300m,寬50~80m,視幅頻率異常值Fs=1.5~2.0%,峰值4.3%,視電阻率異常值ρs=1000~1500Ω.m,最高1744Ω.m,為“高阻高極化”異常。Fs異常規整,連續性好,呈帶狀沿北東向展布。異常區地層為泥盆系中統四排~應堂組(D2s~D2i),巖性為白云巖、重晶石化白云巖,是本
礦區的賦礦層位,推測視幅頻率高值異常為隱伏鉛鋅銅礦體引起,視電阻率高值反映重晶石(化)分布。視幅頻率曲線顯示異常幅度變化不大,峰值小而尖窄,Fs異常曲線呈北西側緩南東側陡的形態(圖6.2—1、6.2—2),反映極化體向西傾。因此在異常區中心4、0號勘探線布置Zk402和Zk001鉆孔揭露驗證,驗證結果與解釋吻合,于Zk402七十多米處見一層厚一米多的鉛鋅礦體,Pb品位4.54%,Zn、Cu、Ag品位為礦化。于Zk001孔深二十多米和四十多米處各見一層鉛鋅礦體,總厚度四米多,Pb品位2.69~3.15%、Zn品位0.6~1.0%,Cu、Ag品位為礦化。礦石為浸染狀、致密塊狀,礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦,脈石礦物主要有白云石、方解石、重晶石等。
6.3石排鉛鋅礦區
該區位于福祿鉛鋅礦區西側,賦礦層位同為中泥盆統東崗嶺組(D2d)下段,巖性為白云巖、重晶石化白云巖。經過對中梯掃面觀測數據統計,確定本區的視幅頻率Fs背景場值為1.0%,在礦區南東部圈出了一個激電異常區,異常長300m,寬70~100m,走向近南北向,視幅頻率異常值Fs=2.5~4.0%,峰值Fsmax=6.0%;視電阻率異常值ρs=300~500Ω.m,極小值ρs=272Ωm,屬“低阻高極化”異常。激電中梯Fs曲線規整,峰值明顯,異常連續性好,呈帶狀展布。異常區地層為中泥盆統東崗嶺組白云巖、重晶石化白云巖,地表見較多的風化殘留“鐵帽”小碎塊,經撿塊分析,Pb、Zn品位均達到或超過邊界品位,故推測本激電異常為隱伏鉛鋅礦體引起。為了解礦體的產狀和埋深,在異常區中心分別作了激電聯合剖面和激電測深,經過對觀測數據統計結合中梯、聯剖異常曲線形態分析,推測該隱伏礦體緩傾向南東,埋深35~40m。鉆探揭露驗證,于25線(圖6.3)28m處見到該礦體,與激電異常的推測基本吻合。該礦體厚近2m,采樣分析Pb3.5%、Zn1.5%。礦石為浸染狀、致密塊狀和稠密細脈狀,礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等,脈石礦物主要為白云石、方解石、重晶石等。
7結語
利用雙頻激電法開展金屬礦產普查找礦并取得成功,在我隊及桂東南地區尚屬首次。隨著經濟的飛速發展和對礦產資源需求大量增加、地表和淺部的礦產日趨枯竭,向深部找礦已成為地質勘查的發展趨勢,如何開展深部勘查工作,一直是人們思索的問題。選擇全新的物探技術和高精度儀器,合理地部署野外工作,在新的成礦理論指導下,對所獲得的信息進行全面詳細的綜合分析研究,就會取得良好的找礦效果。雙頻激電法在廣西貴港~平南鉛鋅銅成礦帶鉛鋅銅礦普查中的投入使用并取得成功,對今后在該區和其它可類比的地區的深部找礦工作具有啟示和借鑒意義。
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文章標題:雙頻激電法在廣西貴港~平南鉛鋅銅成礦帶鉛鋅銅礦普查中的應用
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