陳道前， 唐高林， 胡如權(quán)， 嚴(yán)利偉， 劉 琪

(1．成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059;2．四川里伍銅業(yè)股份有限公司， 康定 626200)

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高原深切割地區(qū)尋找銅多金屬礦的物探方法的選擇與實(shí)踐
——以四川里伍礦田找礦為例

陳道前1， 唐高林2， 胡如權(quán)2， 嚴(yán)利偉2， 劉 琪2

(1．成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059;2．四川里伍銅業(yè)股份有限公司， 康定 626200)

我國(guó)西南三江流域和橫斷山脈地區(qū)是高原山區(qū)，地形切割強(qiáng)烈，比高大，覆蓋強(qiáng)，而這一地區(qū)是銅多金屬礦的重要產(chǎn)地。選擇處于這一地區(qū)的四川省九龍縣里伍礦田，開展利用物探方法尋找銅多金屬礦的應(yīng)用與實(shí)踐。結(jié)果表明，利用地表發(fā)現(xiàn)的零星礦體露頭或礦化蝕變帶，開展大功率充電和激電，局部異常明顯，與礦產(chǎn)勘查成果對(duì)應(yīng)性好，是在該類地區(qū)尋找并圈定銅多金屬礦的有效方法和重要手段。

深切割地區(qū)； 里伍礦田； 銅多金屬礦； 物探方法

0 引言

我國(guó)西南三江流域和橫斷山脈地區(qū)，成礦條件極為優(yōu)越，發(fā)現(xiàn)了大量的銅、鉛鋅、金銀、鉑鎳等礦床，該地區(qū)的找礦正向通行極為困難的高原深切割地區(qū)深入。這些地區(qū)海拔高度一般在2 500 m～5 000 m，相對(duì)高差在 1 000 m以上，地形切割強(qiáng)烈，比高大，中大比例尺地質(zhì)填圖路線困難，覆蓋強(qiáng)，化探有效控制能力降低，遙感分辨能力低，限制了礦化信息的采集，難以尋找和發(fā)現(xiàn)異常，圈定礦化蝕變帶及礦體。有鑒于此，作者在條件相對(duì)成熟的四川里伍礦田，開展用物探手段尋找銅多金屬礦的方法應(yīng)用實(shí)踐，探索此類地區(qū)有效的找礦方法。

1 地形地質(zhì)概況

里伍礦田位于四川省九龍縣南部邊緣，地處青藏高原東緣，橫斷山系大雪山南延部分，雅礱江邊，海拔 2 000 m～4 500 m，比高數(shù)百米至1 500 m，屬中高山構(gòu)造侵蝕切割地形，地形走向及坡面變化大，陡崖密布，森林覆蓋率70%以上，通行十分困難。

圖1 里伍銅礦田礦床(點(diǎn))分布圖

里伍礦田受江浪穹隆構(gòu)造控制，除發(fā)現(xiàn)有中型富銅鋅礦外，在穹窿西部外緣還發(fā)現(xiàn)有黑牛洞、柏香林、挖金溝、中咀、筍葉林及上海底等礦(點(diǎn))床分布(圖1)。中元古界里伍巖群(Pt2l)為該礦田的含礦巖系，以云母石英片巖、云母片巖、片狀石英巖夾斜長(zhǎng)角閃巖及變基性巖為主要巖性，主要為一套砂、泥質(zhì)含沉積泥質(zhì)濁積、火山凝灰質(zhì)的原巖。構(gòu)造變形多期次，巖石變形強(qiáng)烈，巖性、厚度變化均較大[1]。礦石礦物主要為黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦，次為黃鐵礦、方鉛礦，主要成礦元素為銅、鋅，伴生組分為鎵、鈷、鎘、金銀、鉛、硒、鍺等。礦石具塊狀、角礫狀、紋層狀、浸染狀構(gòu)造，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，常呈現(xiàn)尖滅再現(xiàn)、雁行狀排列于大的礦化蝕變帶中。礦體露頭多為風(fēng)化淋濾后形成的氧化鐵帽或浸染狀礦石組成的低品位礦化。

2 物性特征

巖(礦)石物性特征是地球物理工作前提和異常解釋的重要依據(jù)之一[2]。物探工作首先系統(tǒng)地對(duì)里伍礦田主要巖(礦)石進(jìn)行標(biāo)本采集，作了大量物性測(cè)試工作(表1)，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示：銅多金屬礦體有弱磁性，電性特征明顯，極化差異大。磁性及磁異常特征：區(qū)內(nèi)僅發(fā)現(xiàn)含磁黃鐵礦黑云絹云片巖及含磁黃鐵礦的礦石具弱磁性，且不會(huì)產(chǎn)生很高的磁異常，磁性體以剩磁為主。近300塊磁性檢測(cè)標(biāo)本中，90%以上不具有磁性，區(qū)域磁場(chǎng)呈無(wú)規(guī)律的跳躍狀反映，在礦體或礦化帶上磁場(chǎng)有大小峰值不等的正負(fù)異常跳躍變化，塊狀礦石、浸染狀礦石和礦化蝕變極化率幾何平均值達(dá)22.1%，礦化石英巖、礦化石英片巖及礦化千糜巖的幾何平均值為1.7%～3.5%，極化率較低，η的幾何平均值在1%左右。由此可見，里伍礦田銅多金屬礦體與其他礦化巖石及圍巖存在著明顯的電性差異，開展物探電法工作具有良好的地球物理前提。

3 幾種物探方法的應(yīng)用比較

四川地礦局404隊(duì)1990年-1992年分別在里伍礦田的挖金溝、上海底礦區(qū)和里伍銅礦外圍開展了1∶5 000 甚低頻電磁法測(cè)量0.48 km2和1∶25 000地面磁法路線剖面測(cè)量40.5 km[3]，分別使用DDS-2電磁儀和CS2-61型懸絲式磁力儀，發(fā)現(xiàn)近10處異常。甚低頻視電阻率反映效果明顯，在構(gòu)造斷裂、水系及蝕變礦化較強(qiáng)的地方都有不同程度的低阻異常顯示，電阻率在150 Ω·m以下為礦體引起，150 Ω·m～200 Ω·m之間為蝕變礦化帶，高于200 Ω·m是圍巖。但是，受地形、水體和構(gòu)造的影響較大。磁法測(cè)量也發(fā)現(xiàn)有大小不等幾處磁異常帶，有的異常與低阻體反映的異常位置十分吻合，顯示的磁異常主要以正負(fù)伴生為主，指示有含磁黃鐵礦的礦體或礦化帶存在。對(duì)深部隱伏礦體或不含磁黃鐵礦的礦體沒有指示作用。

可控源音頻大地電磁法雖然不能直接用于找礦，但可以利用電阻率差異劃分出地下地質(zhì)體的分布特征，定位出賦礦層位的埋深及走向[3]。2000年-2001年成都理工大學(xué)(原有色成都地質(zhì)干部學(xué)院)在里伍礦田的藏族堡子—中海底—石筍一帶開展此項(xiàng)物探工作，測(cè)線9條，測(cè)線長(zhǎng) 1 000 m，控制面積為 0.6 km2，在測(cè)區(qū)內(nèi)圈定有若干平面電場(chǎng)水平分量(Ex)異常，發(fā)現(xiàn)低阻異常10個(gè)，較好的異常2個(gè)。但由于地形的影響和其他干擾因素，未進(jìn)行異常驗(yàn)證，異常性質(zhì)未能確定。

1966年-1972年期間，四川省地礦局物探大隊(duì)703、708分隊(duì)等單位在上海底一帶進(jìn)行了面積性自電測(cè)量5 km2，結(jié)合激發(fā)極化法和充電法，共發(fā)現(xiàn)六條主要的異常帶，長(zhǎng)度為 2 000 m左右，寬度為50 m～300 m，經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，見礦情況較差。在里伍銅礦外圍的北東側(cè)、海-1、海-2蝕變帶進(jìn)行的物探工作，在F礦體北側(cè)69-72線一帶，按強(qiáng)度-300 mV～600 mV(個(gè)別達(dá)-800 mV)，圈出自電異常分布較好的三處異常，海-2蝕變帶和F礦體的充電異常與該異常相吻合。但由于自電異常的強(qiáng)度有限，區(qū)分度不高，需要結(jié)合其他方法進(jìn)行異常解譯。

里伍礦田在不同礦區(qū)先后進(jìn)行多次激電測(cè)量工作。2008年-2010年期間，四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局404隊(duì)先后在里伍礦田上海底銅礦區(qū)主要含礦層位上，開展了AB=600 m的激電中梯工作，獲得零亂且較弱的異常，經(jīng)少量鉆孔與坑探驗(yàn)證所獲異常不能指導(dǎo)探礦工作[3]。上海底礦區(qū)北側(cè)的③號(hào)銅礦段，四川冶金地勘局檢測(cè)公司在2012年開展1∶10 000 面積1.2 km2的大功率直流激電中梯工作，并在激電異常重點(diǎn)區(qū)域布置了對(duì)稱四極測(cè)深點(diǎn)[5]。選取激電中梯的AB極距為1 200 m，使用大功率直流激電儀。以視極化率(ηs)6 %為異常初始等值線共圈定出兩個(gè)異常帶，按ηs高極化異常與ρs低阻異常成較為對(duì)應(yīng)的關(guān)系，以 1 000 Ω·m視電阻率(ρs)等值線圈出了多條大致呈東西向的低阻區(qū)(圖2)。異常的形態(tài)、特征及分布與礦體露頭和礦化蝕變帶較為一致。大部分測(cè)深點(diǎn)的測(cè)深成果在一定的深度范圍內(nèi)均有較好的激電異常反映，通過(guò)成果反演及定量解釋并綜合考慮地形影響，極化體傾向向北，并有向北延伸的趨勢(shì)，頂部埋深在185 m左右。經(jīng)探礦坑道驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)頂部埋深分別為179 m和196 m的銅礦體，礦體產(chǎn)狀與激電異常揭示的一致。該單位在礦田內(nèi)的挖金溝礦區(qū)也進(jìn)行了同樣的工作，發(fā)現(xiàn)了較好的激電異常，但因?yàn)闇y(cè)區(qū)陡崖密布，漏點(diǎn)多，激電測(cè)深時(shí)AB極距達(dá)不到要求，影響了對(duì)異常體的定位。

表1 巖礦石標(biāo)本電性參數(shù)測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

圖2 里伍礦田上海底礦區(qū)3號(hào)礦段激電中梯成果圖

里伍礦田的找礦中運(yùn)用充電法追索礦體的延伸情況。1970年-1971年，四川地礦局406隊(duì)對(duì)黑牛洞礦點(diǎn)及外圍進(jìn)行了1∶10 000、范圍15 km2的充電法測(cè)量，發(fā)現(xiàn)和圈定了類似于里伍銅礦區(qū)的充電場(chǎng)異常，異常分為南北兩個(gè)次級(jí)異常，異常展布與地表出露的礦化蝕變帶大致吻合，在交通較為方便的上牛棚施工兩個(gè)鉆孔對(duì)南部異常進(jìn)行了驗(yàn)證，僅有磁黃鐵礦礦化在鉆孔中顯示，不能確定異常性質(zhì)。

2006年成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在黑牛洞礦區(qū)PD7平硐內(nèi)的I-3礦體進(jìn)行大功率充電，目的是了解黑牛洞主礦體向深部的延伸情況，電位測(cè)量位置在黑牛硐以南大水溝一帶開展，發(fā)現(xiàn)了較大范圍連片的充電異常成果[4-5]。以60mV電位異常強(qiáng)度為等值線圈出由北向南減弱，走向北東向，寬度在200 m～400 m之間，控制長(zhǎng)度在1 000 m以上比較成型且具有一定的規(guī)模的異常范圍；充電位置在50線至58線之間北側(cè)的100號(hào)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)了電位值120 mV～140 mV之間以上異常峰值區(qū)，觀測(cè)受地形條件差影響無(wú)法向北側(cè)開展，電位異常值顯示向北無(wú)法封閉。從異常的分布特征看，該充電電位異常應(yīng)是受層位控制的異常，由于充電點(diǎn)在銅礦體上且與異常所處位置的平距在500 m以上，并且異常大都處在地形切割強(qiáng)烈，近山脊處充電位置出露基巖較多的，將獲得如此好的電位異常進(jìn)行綜合分析，推測(cè)認(rèn)為該電位異常應(yīng)是銅礦體充電后產(chǎn)生的。根據(jù)異常電位值在西南側(cè)范圍較寬、且出現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)，推測(cè)礦體礦體較連續(xù)，向下延伸較大，且分布范圍較寬，表明礦體從黑牛洞礦區(qū)有向南延伸進(jìn)入大水溝一帶的可能。經(jīng)過(guò)2006年-2012年的普查、詳查，證實(shí)了異常指示的礦體分布與延伸，成功勘探出儲(chǔ)量大、品位富、礦體連續(xù)性好的黑牛洞中型銅礦。

2008年-2010年期間，四川地礦局404隊(duì)在上海底礦區(qū)銅礦化蝕變帶地段布設(shè)充電點(diǎn)，開展了充電法梯度觀測(cè)，由于供電電流小僅為300 mA左右，綜合地形引起的異常疊加后獲得相對(duì)較弱、難以區(qū)分的充電梯度異常，找礦目的沒有達(dá)到。2012年在上海底銅礦南側(cè)由四川冶金地勘局檢測(cè)公司對(duì)①號(hào)礦段老硐中的銅礦體進(jìn)行充電[6]，獲得一呈長(zhǎng)軸狀、呈南西—北東走向的充電電位異常帶，從異常的分布特征看，礦段內(nèi)礦化蝕變帶的分布范圍與 1 200 mV以上一般電位異常等值線區(qū)域較為一致，推測(cè)為邊界多組礦體組成的異常反映，兩者總體走向應(yīng)一致，據(jù)此，在該異常的中部地段布置探礦工程，發(fā)現(xiàn)5個(gè)礦體，電位異常等值線 1 500 mV以上的區(qū)域走向及分布特征與其中3個(gè)礦體的較為一致。探礦工程驗(yàn)證礦體或礦化蝕變帶的分布范圍與電位異常有關(guān)，進(jìn)一步證明物探充電工作在探礦工中的有效性和適應(yīng)性。

4 充電和激電方法的進(jìn)一步應(yīng)用

為進(jìn)一步了解地形影響及選擇恰當(dāng)?shù)碾姺ǚ椒╗7]，近幾年對(duì)里伍礦田的黑牛硐-大水溝、柏香林-挖金溝、中咀地區(qū)三個(gè)勘查礦區(qū)，開展了包括激電中梯剖面測(cè)量、激電測(cè)深、瞬變電磁測(cè)深及大功率充電電位觀察等物探工作。

激電中梯測(cè)量顯示，在每個(gè)工作區(qū)均有強(qiáng)度不等的激電視極化率ηs異常及視電阻率ρs異常反映，在礦體部位或找礦有利地段則呈現(xiàn)出高極化低電阻異常特征(ηs在5%以上、ρs在 1 000 Ω·m左右)。

中咀礦區(qū)測(cè)區(qū)東側(cè)充電電位觀測(cè)結(jié)果顯示，異常梯度變化較陡，在測(cè)區(qū)西側(cè)電位值逐漸增大，并有向西及西南方向(或挖金溝礦區(qū)一側(cè))延伸的趨勢(shì)。因地形影響，充電電位異常在工作區(qū)西側(cè)無(wú)法繼續(xù)追索予以封閉，因此充電等位線沒有完全反映出異常體(礦體)的分布趨勢(shì)。中咀主礦體(Z-1)充電異常高值中心分布于北側(cè)充電異常走向的南延部分，有可能為中咀主礦體向北西延至深部的反映。挖金溝礦段，充電電位異常(DW1)呈橢圓狀，異常長(zhǎng)軸方向約140°，電位值一般在 3 000 mV以上，在充電點(diǎn)附近達(dá) 10 000 mV以上；而柏香林礦段充電電位異常(DW2)呈半封閉帶狀分布，異常的走向約為35°，電位值一般在 1 500 mV以上(圖3)。從異常的分布特征看，挖金溝DW1充電異常在南西方向梯度變化小，呈緩慢下降的趨勢(shì)，且范圍較寬，推測(cè)挖金溝ⅢB1號(hào)銅礦帶沿傾斜方向延伸較大，其找礦前景較好；柏香林DW2充電異常在北西側(cè)梯度變化較大，異常范圍較窄，但在走向上已延伸至挖金溝礦區(qū)，推測(cè)柏香林B1-1～B1-6銅礦體(或礦化帶)在傾斜方向延伸有限，而在走向上延伸較大，有向挖金溝礦段延伸的趨勢(shì)。通過(guò)2013年實(shí)施探礦坑道和鉆孔揭露，驗(yàn)證礦體向北東方向延伸，發(fā)現(xiàn)兩層礦，與物探成果吻合。

瞬變電磁測(cè)深，測(cè)深點(diǎn)主要布置在三個(gè)礦區(qū)中激電中梯所獲得的高極化低電阻異常部位或推斷礦體的延伸方向上?？傮w上看，各測(cè)深點(diǎn)上低視電阻率異常視深度，大致反映了礦體或低阻地質(zhì)體的埋深情況。

三個(gè)工作區(qū)的物探工作，除了激電測(cè)深效果不理想外，激電中梯、瞬變電磁測(cè)深及充電電位觀測(cè)均有明顯的異常反映，對(duì)礦體埋深部位或礦體延深方向有較為明顯地指示。

圖3 挖金溝Ⅲ號(hào)、柏香林B-Ⅰ礦體 充電異常分布圖

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)類似礦區(qū)的比較分析和里伍礦田的找礦實(shí)踐，重力、磁法、電磁法、地震法、自然電場(chǎng)等物探方法，對(duì)礦體和圍巖密度、磁化率差異較小的浸染狀礦體或低品位的礦化體的分辨作用有限，加上地形條件的限制，對(duì)該類地區(qū)銅多金屬礦尋找只能作為輔助手段。

激發(fā)極化法是探測(cè)銅多金屬礦的有效物探方法之一，克服干擾信號(hào)方法是通過(guò)加大供電電流以大功率激電測(cè)量來(lái)增加勘測(cè)深度[8]。在物探工作中，綜合運(yùn)用激電測(cè)深和激電中梯兩種裝置和方法，對(duì)礦體埋深、定位、異常體推斷和分布范圍都相對(duì)快速、準(zhǔn)確。充電工作中的充電電位異常能大致圈定或追索礦體的分布情況，對(duì)尋找深部隱伏礦脈具有較好的指示意義。

高原深切割地區(qū)由于地勢(shì)陡峻，有些測(cè)點(diǎn)不能到位，充電法通過(guò)內(nèi)插法可以完成異常等值線，局部不能封閉的異?？梢耘袛嗟V體的延展趨勢(shì)，不影響方法的使用。而激電測(cè)深因?yàn)闃O距的限制，會(huì)影響該方法的應(yīng)用。地形起伏大，山脊高溝谷深，影響很多物探方法的使用，但是激電和充電方法通過(guò)適當(dāng)?shù)牡匦胃恼竽軌蛳徒档瓦@種影響[6]，能夠正常運(yùn)用到銅多金屬的找礦勘查中。

在實(shí)踐中，將充電電極布置在新鮮露頭、富礦部位、負(fù)極布置在地勢(shì)低洼潮濕部位，增加供電電極接觸面積，選用低阻供電導(dǎo)線和高靈敏度檢測(cè)儀器，增強(qiáng)信噪比，在陡崖密布地區(qū)使用無(wú)人機(jī)輔助排除檢測(cè)盲點(diǎn)，消除和減輕地形起伏大的影響。

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Study on the geophysical survey for prospecting copper polymetallicdeposit in the deep cutting region of plateau——By the prospecting case of Liwu orefiled in Sichuan province

CHEN Dao-qian1, TANG Gao-lin2, HU Ru-quan2, YAN Li-wei2, LIU Qi2

(1. College Of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059,China;2. Sichuan Liwu Copper Mining Co.Ltd. , Kangding 626200,China)

The Hengduan mountain and Sanjiang rivers region in the southwest of China are mountainous plateau with intense, terrain cutting, large high ratio and strong coverage. This region is an important producer of copper polymetallic deposits. Study on the geophysical application with copper polymetallic deposit prospect, the paper indicates that there have obvious local abnormal and have good correspondence with the results of mineral exploration , which using the large power charging and induced electrical in the sporadic outcrop of ore body or mineralization alteration belt. The geophysical surveyis the effective methods and primary means in this area for finding and delineating copper polymetallic deposit.

deep cutting region; Liwu orefield; copper polymetallic deposit; geophysical survey

2015-07-15改回日期：2015-08-07

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(200851022)

陳道前(1965-)，男，博士，主要從事地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)研究，E-mail:lwty2009@163.com。

1001-1749(2015)05-0578-06

P 631.3

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2015.05.06