黃景孟， 徐江嬿， 周曉寧 ， 張 笑， 鐘石玉， 朱鎮(zhèn)全

(1.湖北省地質(zhì)調(diào)查院，湖北 武漢 430034； 2.湖北省地質(zhì)勘查基金管理中心，湖北 武漢 430071；3.湖北省地質(zhì)局 地球物理勘探大隊，湖北 武漢 430056)

雙頻激電法是中國礦產(chǎn)勘查中重要的一種物探方法，該方法具有測量精度高、儀器輕便、勘探深度較大的特點，廣泛應用于地形復雜地區(qū)開展多金屬礦產(chǎn)勘查，并取得了較為滿意的成果[1-7]。

武當?shù)貐^(qū)是武當—桐柏—大別成礦帶的重要組成部分，具有較好的金銀礦資源潛力，隨著銀洞溝銀金礦、許家坡金礦等深部及外圍找礦取得進展[8]，武當?shù)貐^(qū)進一步開展大面積的找礦工作已迫在眉睫。然而，武當?shù)貐^(qū)地形陡峻、植被茂密，在該區(qū)開展地質(zhì)找礦工作難度大；同時，前人在此開展了不少地質(zhì)找礦工作，均沒有取得較好的進展，但為該區(qū)找礦工作積累了許多資料和經(jīng)驗，顯示該區(qū)具有開展雙頻激電測量的可能。

通過對武當?shù)貐^(qū)開展大面積的1∶5萬雙頻激電法測量，圈出異常區(qū)，并進行解譯和分析;結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征和典型礦床，討論異常區(qū)與構造熱液銀金礦之間的關系，并進行異常查證，結(jié)果表明雙頻激電法可有效應用于該區(qū)的銀金礦產(chǎn)勘查工作。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于秦嶺—大別造山帶中部，北西側(cè)與竹山陸緣裂谷呈過渡關系，南東側(cè)與武當陸內(nèi)裂谷呈大方位角度交接，形成極為復雜的疊加構造布局。區(qū)域上出露地層為元古界武當群—古生界志留系，武當群是研究區(qū)主要的銀金礦賦礦層位。巖漿活動以新元古代淺成—超淺成基性巖為主，次為古生代志留紀基性巖與中生代白堊紀酸性巖。區(qū)域變質(zhì)巖廣泛發(fā)育，變質(zhì)程度普遍為低綠片巖相。區(qū)域上主體構造指向由北往南，主構造面傾向北；構造特點為以房縣青峰斷裂為主推覆面形成一系列向南的推覆構造，不同期次的面理、線理、褶皺疊加和構造置換十分明顯；主期變形為以片理為形面的東西或北西西向短軸或線狀同斜背斜，以及一系列自北向南的逆沖推覆韌性剪切帶。

武當?shù)貐^(qū)目前已發(fā)現(xiàn)的金、銀礦有銀洞溝銀金礦床、許家坡金礦床等，其中以銀洞溝銀金礦床最為典型。竹山銀洞溝銀金礦床位于秦嶺—大別造山帶以南，武當復背斜西南緣，區(qū)內(nèi)發(fā)育近東西向斷裂和褶皺(圖1)。主要出露南華紀武當群中上部淺色片巖系，為一套淺—濱海相的海底火山噴發(fā)—沉積的變質(zhì)巖系。侵入巖多系順層侵入的變輝綠巖脈，局部有穿切地層的現(xiàn)象。銀金礦賦存于新元古代南華紀武當群雙臺組，巖石類型有變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、變鉀長石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r、礫巖、集塊巖、絹云綠簾變粒巖；結(jié)構構造有不等粒鱗片花崗結(jié)構，變余晶屑、巖屑結(jié)構，片狀構造。礦區(qū)內(nèi)分布27個礦體，呈脈狀或薄板狀，厚度1.14～3.24 m；平均品位為Ag176.5 g/t，Au 1.80 g/t，埋深0～500 m。礦物組合有閃鋅礦—方鉛礦—黃鐵礦—黃銅礦、輝銅銀礦—螺狀硫銀礦—自然銀—銀金礦、自然銀—銀金礦—金銀礦—輝銅礦、輝銅銀礦—自然銀—黃鐵礦—閃鋅礦—方鉛礦。礦石結(jié)構：主要有結(jié)晶結(jié)構、分離結(jié)構、交代結(jié)構等；礦石構造主要有浸染狀、條帶狀、脈狀，次有塊狀構造和揉皺狀構造。礦石類型有銀金礦石、銀鉛鋅礦石。圍巖蝕變分內(nèi)、中、外三帶，內(nèi)帶為強硅化帶，中帶為絹(白)云母化鐵白云石化硅化帶，外帶為綠泥石化鐵白云石化弱硅化帶。根據(jù)本礦床工業(yè)富集及最終定位的主要特征，確定其成因類型為與帶狀韌性剪切帶中的脆性改造有關的變質(zhì)—構造熱液礦床[9]。

圖1 竹山銀洞溝銀金礦礦區(qū)平面地質(zhì)圖
Fig.1 Geological map of Yindonggou Ag-Au deposit in Zhushan county
1.第四系殘積、沖積物；(2-12)武當群變火山巖組(雙臺組)第三巖段：2.變石英角斑質(zhì)含碳凝灰?guī)r；3.變泥質(zhì)粉砂巖、含碳粉砂質(zhì)頁巖；4.變石英角斑質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；5.變石英角斑質(zhì)含礫凝灰?guī)r；6.變白云質(zhì)粉砂巖夾白云巖透鏡體；7.變粉砂巖泥質(zhì)粉砂巖；8.變白云質(zhì)粉砂巖夾白云巖透鏡體；9.變粉砂巖泥質(zhì)粉砂巖；10.變石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r、變凝灰質(zhì)粉砂巖；11.變流紋質(zhì)集塊熔巖、變含礫凝灰?guī)r；12.變石英角斑巖；13.輝綠巖；14.銀金礦體及編號；15.斷層；16.倒轉(zhuǎn)背斜構造；17.硅化界線；18.地層產(chǎn)狀。

2 地球物理工作特性及工作布置

2.1 巖礦石物性測定

在研究區(qū)選取具有代表性的新鮮巖石、礦石89塊，進行了地球物理物性參數(shù)測量。參數(shù)測量采用小四極方式直接測定，AB的寬度D滿足D≈(2～3)AB。AB布設在巖石和礦石中間部位，并小于其下延長度。供電電極A、B，接收電極M、N與巖石之間的介質(zhì)采用面粉團作接觸介質(zhì)，面粉團貼于巖石，其中面粉團中加入適量硫酸銅溶液。結(jié)合前人資料，統(tǒng)計結(jié)果顯示(表1)，研究區(qū)內(nèi)銀金礦石的電阻率最低，一般低于1 939 Ω·m，而極化率最高，表現(xiàn)為12.03%以上的最高極化率；白云鈉長石英片巖電阻率次之，一般在3 206 Ω·m左右，極化率在0.74%～4.41%之間，為中等極化率；輝長輝綠巖為中低阻，一般在4 197 Ω·m，極化率在1.04%～5.91%之間，為次高極化率；二云鈉長變粒巖為本區(qū)電阻率最高，表現(xiàn)為5 519 Ω·m以上的高阻，其極化率最低，一般低于1.91%。綜合分析認為巖石與礦石之間、地層巖性與含礦層之間，皆存在有較大的電性差異，其主要原因在于礦石中含有較高的黃鐵礦等硫化物，并且這些硫化物含量的多少與Au礦化緊密相關[7，9-10]，這為在本區(qū)開展電法找礦綜合研究工作提供了良好的地球物理前提，同時為地球物理數(shù)據(jù)解釋提供了重要的依據(jù)。礦區(qū)內(nèi)含礦層、含礦巖石表現(xiàn)為低阻高極化，圍巖為高阻低極化，可以通過巖礦石物性的差異特點，尋找金屬硫化物引起的激電異常，達到間接找礦的目的。

2.2 電法儀器選擇和性能測試

采用1∶5萬面積性物探方法開展地質(zhì)找礦是首次在武當?shù)貐^(qū)應用，在開展工作前，分別在研究區(qū)(含銀洞溝銀金礦區(qū))進行了兩次激電工作試驗，測試結(jié)果(圖2)表明，所投入使用的湖南繼善高科技有限公司——DQ-1000雙頻道大深度輕便型激電儀、DGN-16多功能發(fā)送機及整流電源[11-12]等儀器，其性能完全滿足本次工作要求；同時確定了本次測量工作參數(shù)為：信號頻率是2頻點(對應4 Hz、4/134 Hz)，抗偶系數(shù)為16，同步方式為GPS+恒溫晶體。測試過程利用感應耦合與激電在時間上的差別，通過雙頻激電的方式來將它們分開。武當?shù)貐^(qū)地形陡峻、覆蓋重，而視幅頻率不受地形影響[1,11-12]，能較好地反應區(qū)內(nèi)電場特征。經(jīng)統(tǒng)計分析實驗的視幅頻率數(shù)據(jù)，確定異常的背景值為2.9%；研究區(qū)均方誤差約為0.1%，代入公式Fa=F0+(1-2)ΔF(Fa表示異常下限；F0表示異常背景值;ΔF表示均方誤差)，可得異常下限為3%～3.1%，最終將視幅頻率異常下限確定為3.1%；高于2～3條等值線組成的規(guī)則封閉圈即可視為異常(激電異常分析中主要以視幅頻率特征為主，視電阻率特征為輔)，根據(jù)這一原則，并考慮異常部位的地質(zhì)特征，視幅頻率高于3.1%的異常有可能為礦(化)體異常。

表1 研究區(qū)巖石和礦石電性參數(shù)測量統(tǒng)計表Table 1 Statistical of electrical parameters measurement ofrock and ore in the study area

圖2DQ-1000雙頻道激電儀Fs對比圖
Fig.2 Contrast figure of DQ-1000 two-channel IP meterFs
A.在礦區(qū)外圍開展的實驗；B.在礦區(qū)內(nèi)開展的實驗(140點-160點為含礦層地段，地下礦硐內(nèi)有一些電器設備會有影響)。

2.3 物探工作方法及布置

本次電法測量布置在銀洞溝銀金礦床外圍至許家坡金礦床南西一帶(鄂西北武當?shù)貐^(qū)銀洞溝—許家坡金銀成礦帶)，總面積100 km2，測量方法為雙頻激電測量，比例尺1∶50 000，測線方向330°，測網(wǎng)500 m×100 m。采用的電極裝置為縱向中間梯度裝置，供電極距AB=1 400 m，測量極距MN=20 m，在AB中間900 m的范圍內(nèi)進行觀測，相鄰觀測段重復的兩個觀測點的值一般取兩次觀測值中極化率較大的，每個測點采用打樁進行實地標識，并在樁上標明點線號；因研究區(qū)內(nèi)近9 km2懸崖峭壁無法通行，實際完工面積為91 km2。整個物探工作共完成物理點1 820個，高頻視ρs的總均方相對誤差為3.76%，視幅頻率Fs(在異常場用相對均方差衡量，在背景場用均方誤差衡量)的總均方相對誤差為3.44%(ηs>3%)，總均方誤差為0.09%(ηs≤3%)。

2.4 地球物理特征與解釋

2.4.1地球物理特征

激電測量結(jié)果顯示研究區(qū)視幅頻率異常明顯(圖3、圖4)，按照3.1%的視幅頻率為異常下限圈定異常體，共圈有12處激電異常體，編號為J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9、J10、J11、J12-1、J12-2、J12-3。其中J4、J6、J9、J11、J12-1、J12-2、J12-3經(jīng)后期查證均與研究區(qū)內(nèi)基性巖相關，其意義不大，故本文不作重點介紹。J1異常東西長約500 m，南北寬約400 m，在研究區(qū)內(nèi)向北西開口、未封閉，等值線雖不規(guī)則，但可看出自高向低梯度變化平緩，顯示極化體有一定埋深，表現(xiàn)為視幅頻率高、異常規(guī)模大的特點；J2異常呈東西向長條狀，長約500 m，寬約200 m，中心最大視幅頻率Fs(%)為4.62%，整體上強度不高，規(guī)模不大； J3異常呈近東西向橢圓狀，東西長約1 500 m，南北寬約500 m，在研究區(qū)內(nèi)不完整，向北西開口，未封閉，等值線雖不規(guī)則，但可看出自高向低梯度變化平緩，顯示極化體有一定埋深，并且強度高、規(guī)模較大；J5、J7、J8、J10等異常體面積較小，具有一定的規(guī)模，但強度不高，視幅頻率Fs(%)值較小。

研究區(qū)視電阻率異常明顯，從視電阻率平面等值線圖上顯示，視電阻率等值線多呈條帶狀北東向展布，和主構造方向一致，根據(jù)其展布特點可以將研究區(qū)視電阻率依次分成3個電性區(qū)(圖5)，即視電阻率相對高值區(qū)(紅色區(qū)域)、視電阻率中值區(qū)(黃色區(qū)域)、視電阻率低值區(qū)(藍色區(qū)域)。視電阻率高值區(qū)視電阻率值>3 200 Ω·m；視電阻率中值區(qū)視電阻率值<3 200 Ω·m、>2 540 Ω·m；視電阻率低值區(qū)視電阻率值<2 540 Ω·m。研究區(qū)西部主要為視電阻率中低值區(qū)，相對應激電異常有J1、J2、J3；中東部北邊主要為電阻率中高值區(qū)，有J4-J10；中部南邊主要為視電阻率低值區(qū)，相對應激電異常有J12-1、J12-2、J12-3、J11。

圖3 研究區(qū)1∶5萬電法測量視幅頻率等值線圖
Fig.3 Abnormal view frequeney of the 1∶50 000 electrical survey in the study area
1.1∶50 000電法工作范圍；2.省界；3.縣界。

圖4 1∶5萬電法測量激電中梯視幅頻率異常圖
Fig.4 Abnormal view frequeney of middle ladder of the 1∶50 000 electrical survey in the study area
1.擋魚河組:含榴絹云鈉長石英片巖夾中—薄層細粒變砂巖；2.雙臺組：絹云鈉長石英片巖、絹云鈉長淺粒巖、含黑云鈉長淺粒巖； 3. 楊坪組：含榴鈉長二云石英片巖、含礫二云二長淺粒巖夾中厚—塊狀粗粒變砂巖及粘土巖；4. 輝長輝綠巖；5.整合界線；6.侵入接觸界線；7.1∶50 000電法工作區(qū)范圍；8.省界；9.縣界；10.推斷激電異常及編號；11.電阻率高值區(qū)；12.電阻率低值區(qū)。

圖5 研究區(qū)1∶5萬電法測量視電阻率等值線圖
Fig.5 Apparent resistivity contour map of the 1∶50 000 electrical survey in the study area
1.1∶50 000電法工作范圍；2.省界；3.縣界。

2.4.2激電異常解釋

此次激電中梯測量由于測網(wǎng)點距、線距較大，對于線性構造解譯效果不明顯，結(jié)合區(qū)內(nèi)電場特征，比照研究區(qū)內(nèi)構造綱要圖，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)東南部J11、J12一帶高視幅頻率區(qū)內(nèi)等值線展布與變基性巖分布特征較一致，為變基性侵入巖在電場方面的體現(xiàn)；研究區(qū)西南部J1、J2、J3高視幅頻率區(qū)往北東向延伸可與J8中高視幅頻率區(qū)相連接，其南北兩側(cè)分別為J7低視幅頻率區(qū)與J9、J10低視幅頻率區(qū)，整個J1-J9與銀洞溝—許家坡褶皺束存在一定的對應關系，其中J1、J2、J3高視幅頻率區(qū)與J8中高視幅頻率可能反應區(qū)域大背斜核部構造，同時，異常體與武當巖群地層對應關系明顯，綜合分析推測很可能在這些異常中發(fā)現(xiàn)銀金礦(化)體。

3 異常查證結(jié)果

本次選取了J3和J8異常進行查證，結(jié)果如下：

J3異常查證發(fā)現(xiàn)了一處金礦化點，出露新元古代南華紀武當群雙臺組石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r、石英角斑巖，并見多條黃鐵礦化石英細脈順層充填產(chǎn)出，脈體產(chǎn)狀325°∠40°，脈體細小，寬約5 cm，長約30 cm，具有尖滅再現(xiàn)特點。該蝕變帶寬約10 m，地表延伸100 m。剝土工程SSBT1刻槽樣化學分析結(jié)果顯示較高Au(0.14～0.15 g/t)含量，脈體兩側(cè)見有明顯綠泥石化蝕變。主要礦石礦物有黃鐵礦；脈石礦物有絹云母、綠泥石、石英等。金礦化類型初具變質(zhì)—構造熱液銀金礦床的特點。

J8異常查證發(fā)現(xiàn)了一處銅金礦化點，出露新元古代南華紀武當群雙臺組長英質(zhì)片巖、變粒巖及綠片巖，發(fā)現(xiàn)一條礦化蝕變帶，蝕變帶受一韌性剪切帶控制，主剪切斷裂面產(chǎn)狀325°∠72°，寬約2 m，地表延伸近30 m，斷裂面內(nèi)見有乳白色石英脈體充填。脈體兩側(cè)圍巖主要為白云母石英鈉長變粒巖，見有明顯硅化蝕變，圍巖剪切變形面理內(nèi)見有零星黃銅礦化，此外與底盤石英脈接觸部位見有脈狀黃銅礦充填。探槽工程GTC1刻槽樣分析結(jié)果顯示較好的Cu(0.11%、0.14%)、Au(0.16 g/t、0.13 g/t)、Ag(4.4 g/t、7.0 g/t)礦化。礦化蝕變主要為黃銅礦化、銅藍、硅化及褐鐵礦化等。礦石礦物主要有黃銅礦、銅藍，少量黃鐵礦；脈石礦物有絹云母、綠泥石、石英等。銀金礦化類型具變質(zhì)—構造熱液銀金礦床的特點。

J3和J8兩處異常經(jīng)查證，均發(fā)現(xiàn)有金礦化點，并且發(fā)現(xiàn)大量的金屬硫化物，如黃鐵礦、黃銅礦等，認為金礦化、金屬硫化物與異常關系密切，為礦致異常，顯示出較好的找礦效果。

4 結(jié)論

在武當?shù)貐^(qū)運用雙頻激電測量尋找構造熱液型金礦床，充分顯示了在地形復雜的環(huán)境下，輕便激電工作方法的有效性。主要結(jié)論有以下四個方面:

(1) 本次研究顯示了該方法手段能快速有效地圈定出礦化蝕變帶在地表的展布情況，對于覆蓋層較厚、地形條件極差的工作地區(qū)具有較好的找礦效果，可以在整個武當?shù)貐^(qū)未來的勘查找礦工作中進行大規(guī)模應用。

(2) 對武當?shù)貐^(qū)構造熱液型金礦進行雙頻激電方法應用結(jié)果表明，該區(qū)激電異常明顯，非礦巖石和礦石之間存在明顯的電性差異，武當?shù)貐^(qū)具有開展電法勘查工作的地球物理前提。

(3) 研究區(qū)含金銀礦化層位普遍發(fā)育有金屬硫化物，利用金屬硫化物具有高極化、低電阻率的物性特征，可以達到間接尋找金礦化的目的。

(4) 綜合分析認為，研究圈定的J3和J8激電異常，對尋找與韌性剪切帶中的脆性改造有關的變質(zhì)—構造熱液銀金礦床有較好的指示意義。