趙雪娟，孫中任，李明陽(yáng)

（1.沈陽(yáng)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所/中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧沈陽(yáng)110034；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都610059）

0 引言

錳作為一種黑金屬，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中，尤其是鋼鐵工業(yè).由于礦床類型、礦種以及圍巖的不同，錳礦的勘探方法和程序也有著很大的差別.錳礦的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)一般與圍巖沒有明顯差異，決定了錳礦的勘探難度.尤其是埋深較大、后期改造強(qiáng)烈的礦床，勘探難度更大.本文介紹陜南漢中寧強(qiáng)一處錳礦勘探中利用傳統(tǒng)物探手段，打破常規(guī)勘探思路，最后取得較為理想結(jié)果的綜合物探方法應(yīng)用的實(shí)例.

研究區(qū)自上世紀(jì)70年代開始就由多家單位進(jìn)行過不同程度的錳礦勘查.由于錳礦體多處出露，地表走向十分清晰，加之其為海相沉積型，被認(rèn)為其賦存形態(tài)容易描述和判斷.因此人們根據(jù)地表人工工程揭露的產(chǎn)狀進(jìn)行深部工程驗(yàn)證部署，但是驗(yàn)證的結(jié)果均不理想.最后的結(jié)論都是錳礦延深不大、規(guī)模有限.

20世紀(jì)中后期，個(gè)別技術(shù)人員也曾嘗試使用地面磁法測(cè)量輔助礦產(chǎn)勘查工作.但由于錳礦體與圍巖磁性差異不大，磁測(cè)工作從開始就信心不足.最后的結(jié)論是：物探方法在本區(qū)無(wú)效.

筆者認(rèn)為：當(dāng)今的地面高磁度磁測(cè)已非傳統(tǒng)的磁測(cè)方法.儀器由磁鐵機(jī)械式轉(zhuǎn)換成質(zhì)子式，分辨率已經(jīng)由原來(lái)的幾nT提升至0.1 nT.因此，傳統(tǒng)觀念的磁性差異已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新式磁測(cè)方法的理念要求.甚至可以從科學(xué)角度講，任何兩種不同物質(zhì)都存在磁性差異，目前我們需要的僅僅是對(duì)這種差異的標(biāo)定和判識(shí).

因此，筆者大膽地在研究區(qū)設(shè)計(jì)了地面高精度磁測(cè)、地面激電中梯掃面和激電測(cè)深.目的是利用傳統(tǒng)的綜合物探方法輔助錳礦勘查，在地質(zhì)觀察、地質(zhì)描述、礦體產(chǎn)狀、礦體形態(tài)等方面由綜合物探方法提出一點(diǎn)異議，從而找到錳礦勘查的新思路，解釋以往錳礦勘查過程中無(wú)法解釋海相沉積型與深部檢查礦體“全部尖滅”這種矛盾.

1 勘探區(qū)地質(zhì)特征

勘探區(qū)位于秦嶺山脈南坡，為中山區(qū)，地形切割中等.海拔高程一般為900～1000 m，最高1240 m，最低740 m，相對(duì)高差500 m.

在大地構(gòu)造位置上屬秦嶺褶皺帶（一級(jí)單元）大巴山元古宙凹陷帶（二級(jí)單元）.處于勉縣略陽(yáng)元古宙隆起（三級(jí)單元）內(nèi).南部與陽(yáng)平關(guān)-勉縣大斷裂和大巴山元古宙凹陷帶之寧強(qiáng)凹陷（三級(jí)單元）相隔；北部以略陽(yáng)-褒城大斷裂與秦嶺加里東褶皺帶為鄰.在區(qū)域上處于勉、略、寧三角地帶西南部.

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要有前震旦系淺變質(zhì)火山-沉積巖系大安巖群（Pt1-2d）和碧口巖群（Pt2-3bk）、震旦系淺變質(zhì)沉積巖南沱巖組［Z1n（M）］、陡山沱巖組［Z2d（M）］、燈影組（Z2dn）.

大安巖群（Pt1-2d）主要巖石類型有灰綠色變玄武巖、變(基性)玻屑凝灰?guī)r、灰色火山角礫-集塊熔巖及淺綠色綠簾陽(yáng)起片巖、輝石細(xì)碧玢巖、變安山-玄武玢巖，褶疊厚度821.05～1345.15 m.與上覆碧口巖群和震旦系以韌性剪切帶或剪切面理相接觸.

碧口巖群（Pt2-3bk）為灰綠—綠灰色變質(zhì)基性凝灰?guī)r，其原巖類型以基性凝灰?guī)r、玄武巖為主，角礫熔巖、火山角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖較少.可見大理巖、碧玉巖，其層位總體位于酸性巖之下，褶疊厚度1579.20 m.

另一亞群為淺灰—灰色變質(zhì)中酸性—酸性火山巖，其原巖以酸性凝灰?guī)r、流紋巖、角斑巖、凝灰質(zhì)砂巖為主，有少量酸性集塊熔巖，英安巖、安山巖少見，其層位偏上，褶疊厚度1154.98 m.

南沱巖組［Z1n（M）］主要為灰色塊狀礫巖、砂礫巖、含礫凝灰質(zhì)粗砂巖等，與陡山沱巖組為剪切面理接觸.礫石成分以硅質(zhì)巖為主，偶見花崗巖和灰?guī)r礫石.褶疊厚度為24.25～380.5 m.

陡山沱巖組［Z2d（M）］由下向上分為3個(gè)巖段.第一巖段主要為灰色中粗粒長(zhǎng)石石英雜砂巖夾少量凝灰質(zhì)絹云粉砂質(zhì)板巖.第二巖段主要為灰—深灰色絹云粉砂質(zhì)板巖、絹云千枚巖夾淺灰色薄層變質(zhì)長(zhǎng)石石英細(xì)砂巖和粉砂巖條帶，褶疊厚度578.9～939.7 m.第三巖段主要為灰色薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r、微晶灰?guī)r，夾有硅質(zhì)條帶，底部為深灰—灰黑色含炭絹云粉砂質(zhì)板巖，以產(chǎn)錳礦為特征.可見菱鐵礦、泥灰質(zhì)結(jié)核和黃鐵礦條帶，鄰幅還采有大量藻類化石.

燈影組（Z2dn）以厚層塊狀白云巖、白云質(zhì)砂屑灰?guī)r為主.厚度58.5～1262.50 m.受加里東期順層拆離滑脫構(gòu)造影響，燈影組底部多被拆離斷層破壞.

1.2 構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)褶皺主要為由雪花太坪向斜、東皇溝背斜、漢王山向斜組成的復(fù)式褶皺.它們同是印支期的產(chǎn)物.復(fù)式向斜的樞紐向40～50°傾伏，傾伏角近水平，軸面高角度傾向北西.

斷裂主要為脆性斷裂，主要是燕山-喜馬拉雅期地殼淺層—表層的碎裂構(gòu)造，切割了印支-燕山期及以前的所有構(gòu)造線和地層.有的是繼承早期韌性剪切帶發(fā)育而成的，長(zhǎng)度1～5 km不等，寬數(shù)米，以發(fā)育碎裂巖為特征.按斷層展布方向，主要有近東西向、北東東向、北西向.

2 巖石地球物理性質(zhì)

本次工作采集了測(cè)區(qū)內(nèi)主要的8種71塊巖性標(biāo)本（見表 1）.

測(cè)量結(jié)果清晰表明：錳礦與圍巖相比有明顯的幅頻率異常，異常值是背景值的2倍以上.不過，電阻率卻沒有明顯的差異.說(shuō)明利用幅頻率有可能區(qū)分出錳礦與圍巖，利用電阻率可能無(wú)法測(cè)量出巖性的差別.

同時(shí)，采用高斯第二位置測(cè)定了巖性標(biāo)本的磁性參數(shù)，并統(tǒng)計(jì)了各巖性的磁化率和剩余磁化強(qiáng)度（見表2）.

表1 研究區(qū)巖石電性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)表Table 1 Parameters of electrical measurement for the rocks in studied area

表2 研究區(qū)巖石磁性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)表Table 2 Parameters of magnetic measurement for the rocks in studied area

結(jié)果表明：錳礦石與圍巖比較，具有弱磁特征，而且這種差別較大.以半無(wú)窮空間的公式計(jì)算，以15 nT為可識(shí)別的異常，以52000 nT為基本地磁場(chǎng)，那么，錳礦與砂巖的異常值可達(dá)424.7 nT.可見，磁測(cè)的結(jié)果完全可能把錳礦從砂巖中分離出來(lái).

3 綜合物探的結(jié)果

對(duì)地面磁測(cè)數(shù)據(jù)做了化極處理.從化極磁異常圖（圖1）上看，工作區(qū)有南北成塊、東西成帶的分布特征，最明顯的是從南到北波浪形的條帶狀負(fù)磁異常.這一條帶狀負(fù)磁異常成為全區(qū)最明顯的特征.綜合分析化極圖，在研究區(qū)的南端負(fù)異常帶與河流相吻合，說(shuō)明河流侵蝕了容易破碎的巖石.但研究區(qū)的中部負(fù)異常帶恰恰與河流不吻合，而與錳礦體吻合得很好.該段也是本區(qū)錳礦的主體.

圖1 研究區(qū)高精度磁測(cè)ΔT化極等值線圖Fig.1 The reduction-to-pole contours ofΔTby high-precision magnetic survey in the studied area

為了觀察近地表巖石的磁性特征，對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)做了高通濾波（圖2）.由于該圖表征的更多的是近表的巖石磁性，將其與礦體套合，可以看到磁性特征直接指示了錳礦的存在位置和走向趨勢(shì).

圖2 研究區(qū)高精度磁測(cè)ΔT高頻異常等值線圖Fig.2 The high frequency signal contours of ΔT by high-precision magnetic survey in the studied area

在已完成的激電面積工作中，測(cè)區(qū)視幅頻率異常大多為平緩異常區(qū)，幅頻率一般不超過5%.但大于5.5%的異常有非常明顯的串珠狀展布規(guī)律，且與已知錳礦體非常吻合，說(shuō)明錳礦體可以引起激電異常（圖 3）.

圖3 研究區(qū)雙頻激電與錳礦的關(guān)系圖Fig.3 The relation between dual-frequency IP and manganese deposit in the studied area

在上述成果基礎(chǔ)上，在主礦體的中心地段布置了激電測(cè)深斷面.激電測(cè)深點(diǎn)7個(gè)，分別對(duì)應(yīng)254～266點(diǎn)，點(diǎn)距20 m.采用三級(jí)裝置，無(wú)窮遠(yuǎn)為3000 m，供電極距最大取450 m，測(cè)量電極最大為10 m.采用單對(duì)數(shù)坐標(biāo)完成電測(cè)深斷面圖（圖4）.

在第3～4點(diǎn)之間，AB/2為70 m處出現(xiàn)一高值幅頻率異常，形態(tài)陡立；在第4點(diǎn)，AB/2約300 m處形成一高極化率異常圈閉中心，異常形態(tài)規(guī)則，為平躺的似橢圓形，中心幅值7.3%.

利用激電測(cè)深結(jié)果，推斷礦體深部并不是過去一直認(rèn)為的似板狀以較陡的傾角賦存，而是在200 m左右形成向斜的核，而轉(zhuǎn)向另一方向，從而形成了向斜的另一個(gè)翼（圖5）.這樣也就可以合理地解釋一直以來(lái)在地表見礦的左側(cè)深鉆不能截到礦體的原因.

利用此次綜合物探解釋的結(jié)果，在70 m中段的平硐布孔，于孔深75 m處見錳礦體，傾角近直立，初見反轉(zhuǎn)的跡象.地質(zhì)人員最終也接受了礦體屬向斜.

這樣的結(jié)果不僅對(duì)以前深孔不見礦有了合理的解釋，同時(shí)也被新孔所驗(yàn)證，更重要的是開辟了該區(qū)錳礦勘查新的空間和方向.該向斜的另一翼正是已有幾十年開采史的黎家營(yíng)錳礦，這也為該區(qū)的錳礦勘查帶來(lái)了新的成礦理念.

4 結(jié)論

該區(qū)綜合物探的應(yīng)用再一次證明，地面高精度磁測(cè)不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為一定有要有傳統(tǒng)理念意義上的磁性差異，關(guān)鍵的問題在于如何去應(yīng)用和解釋.火山沉積型錳礦也不是傳統(tǒng)思想上的沒有激電異常，而是有足夠強(qiáng)的信號(hào)，完全可以根據(jù)激電異常指導(dǎo)深部地質(zhì)勘查工作.同時(shí)還要注意到，深部地質(zhì)勘查工作離不開綜合物探勘查技術(shù).正是因?yàn)榇竽懙厥褂镁C合物探勘查技術(shù)，才可能提出新的找礦勘查空間和新的找礦勘查方向.

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