激电测量在甘肃省宕昌县大草滩锑矿上的应用

激电测量在甘肃省宕昌县大草滩锑矿上的应用

朱生鹏 张 鹏

甘肃省核地质二一九大队 甘肃天水 741025

［摘要］大草滩锑矿属夏河—岷县—宕昌—两当断层带的区域构造交汇区。锑矿体主要赋存于三叠系大河坝组第5岩性段长石石英砂岩中，受层位及构造裂隙控制，为隐伏矿体，呈透镜状、脉状产出，厚度变化较大。锑矿化与辉锑矿、毒砂以及少量黄铁矿关系密切。通过激电测量，发现区内激电异常能反映出各断裂的延伸情况，电阻率分布基本反映了矿区地质体展布，而激电测深剖面能反映锑矿化体(目标体)的延伸情况及埋深，与工程验证的情况基本吻合，找矿效果显著。

［关键词］ 锑矿 激电异常 激电测深 大草滩

1 区域地质背景

本区位于甘肃宕昌县城西北约2.5km之大草滩村，大地构造位置属北秦岭加里东褶皱带和南秦岭被动陆缘带的结合部，属夏河—岷县—宕昌—两当断层带的区域构造交汇区。区内断裂构造十分发育，岩浆岩不太发育，但侵入活动较为频繁，局部层间褶皱发育，背斜轴部往往是矿化富集部位，形成较富的矿囊，对区内的矿产分布起着控制作用。区内分布有：四头山、暗沟锑矿、袁家湾、银硐梁、水眼头锑矿、大草滩锑矿，以中小型为主。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要有三叠系和第四系等，第四系残坡积覆盖广厚。而三叠系地层仅零星出露，区域上属隆务河群，隆务河群为一套浅海—次深海相碎屑-碳酸盐沉积建造。矿区内以大草滩为界，北东为三叠系大河坝组第五岩性段（Td5），南西为三叠系大河坝第四、第三岩性段（见插图1）。

2.2 构造

区内断裂构造较为发育，总的构造线为北西-南东向，大草滩沟隐伏大断裂的两侧次一级断裂更为发育，由于断裂的影响，岩石产生了大量的节理裂隙，为辉锑矿的储存提供了良好的场所。

2.3 围岩蚀变

矿区内未见岩浆活动，仅见一些规模小的石英脉、方解石脉。围岩蚀变有： 硅化、碳酸盐化、石膏化、黄铁矿化等，其中硅化、碳酸盐化与辉锑矿成矿关系密切。

2.4 矿体特征

区内锑矿体主要赋存于三叠系大河坝组第5岩性段长石石英砂岩中，受层位及构造裂隙控制，均为隐伏矿体，呈透镜状、脉状产出，矿化连续性较好，产状多为陡倾，变化不大；品位均匀，厚度变化较大。依据矿体产出空间的位置，由北向南依次为Ⅳ、Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ号矿体，各个矿体大致呈平行排列，其中以Ⅱ号矿体规模最大。矿体均呈近东西向展布，矿体倾向180°－220°，倾角65°－75°，局部近于直立，呈透镜状，矿体向两端歼灭。矿体沿倾向向上无工程控制，亦未出露地表，推测埋深为40m。矿体控制长50m，矿体水平厚11.45m，矿床锑矿石品位0.70%－7.08%之间，平均2.55%，品位变化系数75.11%。矿石由辉锑矿化长石石英砂岩组成，顶板为浅灰色泥质板岩，底板由薄层泥灰岩组成，围岩多具微弱的硅化和石膏化。

3 矿区岩石物性参数特征

矿区岩石物性特征如下：含锑矿石极化率最高，板岩次之，灰岩最低，含锑矿石与围岩极化率存在差异，而近矿围岩钙质砂岩、粉砂岩等较破碎，电阻值一般小于60Ω·M，具低电阻电性特征，而含矿部位岩石由长石石英砂岩等组成的围岩电阻率较高，均大于800Ω·M，与块状硫化物与网脉状矿石共同构成高阻电性特征，说明矿化体与围岩间存在较明显的电性差异（详见表1）。

表1 大草滩锑矿区岩矿石电性参数统计表

4 激电测量方法和仪器

本次激电测量方法主要为激电中梯测量和频谱激电测深。

激电测量的工作方法激电测网敷设和区内主要的矿化构造线方向有较大夹角，方位角为0°，网度为100ｍ×20ｍ，物理点3580个。使用手持GPS进行物探测网定位，工作比例尺为1:1万。采用西安80坐标系，高斯正形6°分带。野外施工采用AB=1200ｍ，MN=20ｍ，旁测100ｍ的中间梯度装置进行测量。仪器为重庆地质仪器厂DJF-10大功率激电系统，供电采用双向短脉冲供电方式，供放电时间4×4ｓ，断电延时与取样宽度均为100ｍｓ，观测3个周期。由于工作区土层较厚，供电和接地条件一般，接地电阻低，因此工作中采用500V 供电，电流为1.5—3.2A，满足工作要求。每天对不极化电极的极差和内阻进行测量，并作相应记录，测量电极按规范要求挖坑埋设，并去除碎石、杂草等，使其与土壤接触良好，以减小测量电极的接地电阻。野外操作时若发现有明显干扰的点，视极化率的异常点、突变点等均需进行重复观测或退检观测。最后对全区工作进行系统质量检查，质量满足≤±5%的要求。

频谱激电测深采用频谱激电法（简称SIP），该方法是通过向地下发射交变电流，在一个相当宽的频率范围内测量视复电阻率，根据测量到的视复电阻率的频谱特征及空间分布寻找电性异常，并对异常的物性做出较准确的判断，进而达到解决地质问题的目的的一种电探方法。频谱激电法具有电性参数多、探测深度较大，受地形影响小的特点。仪器采用加拿大凤凰公司的Ｖ８多功能电法仪，包括发电机、发射机和接收机，一个Ｖ８主机盒子和一个辅助盒子组成一个排列同时采集数据，每个盒子接收３道数据，数据采集采用偶极—偶极的排列方式，发射极距ＡＢ＝8０ｍ，接收道间距4０ｍ，共采集60个排列的数据，每个排列6道．为了提高野外数据采集效率，采用了固定Ａ、Ｂ发射极，接收道与发射极保持一定的隔离系数ｎ（ｎ＝１、２）布极，扫频观测径向电场。

5激电异常特征

经激电中梯测量8Km²,圈定3片高阻异常，2片视极化率异常（见图2）.

5.1视电阻率特征

从该区视电阻率等值线平面图可见：该区电阻率整体较高，低电阻率呈带状主要分布于矿区西南部，而高电阻率呈穿珠状、块状状主要分布于矿区中部、北部及西南部部分地段，结合该区岩石电阻率特征，矿区视电阻率分布与该区地质体分布基本吻合。结合区内岩石电阻率特征及视电阻率等值线平面图，将矿区划分为4个电阻率单元。电阻率单元与相应地质体对应如下(见表2)：

表2 电阻率单元与相应地质体对应表

5.2激电异常特征

5.2.1 J₁号激电异常

J₁号激电异常处于大草滩东约500米地段，在平面上，该激电异常由4条长轴呈北西向平行分布的极化率异常组成，呈串珠状,异常整体长约600米，宽约几十米。由14个极化率异常点组成，视极化率值在2%—4.4%，电阻率100-450（Ω·m）之间，该极化体在该地段整体表现为相对低阻高极化特征。

该异常赋存于三叠系大河坝组第五岩性段（Td^5-2）中,在异常内有已知的锑矿体3条，属层控的中温或中低温热液矿床，锑矿体主要赋存于长石石英砂岩中，受层位、构造双重控制，均为隐伏矿体，呈透镜状、脉状产出，矿化连续性较好，产状多为陡倾，变化不大，品位均匀，厚度变化较大。各个矿体大致呈平行排列。矿石由辉锑矿化长石石英砂岩组成，围岩由浅灰色泥质板岩，薄层泥灰岩组成，矿石类型主要为原生辉锑矿石（硫化物），矿石矿物主要为辉锑矿、毒砂以及少量黄铁矿和自然银，其中金属矿物含量约为33%。，根据矿区岩石物性特征，锑矿体赋存长石石英砂岩与围岩相比表现为相对高电阻率特征，但赋存构造岩石与围岩相比表现为相对低电阻率特征。从矿石矿物而言，锑矿体与围岩相比表现为相对高极化率特征，因此该区隐伏锑矿体所赋构造表现为低阻高极化特征。通过沿异常长轴方向在异常浓集中心所做测深剖面S2、S3、S4、S6，由图可见：极化体呈低阻高极化特征，与该地段地质特征基本吻合。因此该异常为矿致异常，主要由辉锑矿化构造岩石或含金属离子的地下水所致。

5.2.2 J₂号激电异常

J2号激电异常处于（0454024，3777990）—（0454204，3777768）即大草滩南约400米处，在平面上，该激电异常由3片极化率异常组成，轴向呈近东西、北东、南北向，异常呈串珠状、豆状，异常整体长约500米，宽约几十米。由12个极化率异常点组成，视极化率值在2%—3.2%，电阻率100-200（Ω·m）之间，该极化体在该地段整体表现为相对低阻高极化特征。

该异常赋存于三叠系大河坝组第四岩性段（Td^4-2）、第五岩性段（Td^5-2）中,在异常内有近北东向断裂8条、近东西向断裂2条，断裂构造走向与异常长轴方向一致，且在F2、F18断裂内已发现辉锑矿化的碎裂岩，辉锑矿呈小的团块状、浸染状产出。断裂构造为辉锑矿的储存提供了良好的场所，矿石类型主要为原生辉锑矿石（硫化物），矿石矿物主要为辉锑矿及少量黄铁矿，根据矿区岩石物性特征，构造岩石与围岩相比表现为相对低电阻率特征。因此该区隐伏锑矿体所赋构造表现为低阻高极化特征。通过沿异常长轴方向在异常浓集中心所做测深剖面S1、S5，由图可见：极化体呈低阻高极化特征，与该地段构造特征基本吻合。因此该异常为矿致异常，主要由辉锑矿化构造岩石或含金属离子的地下水所致。

6 激电测深

根据矿区面积性激电测量，在发现的异常内沿异常长轴方向进行了激电测深剖面6条，剖面总长约1400米，各剖面反映激化体特征与地质特征基本吻合，其中S3号测深剖面最为显著。

从测深断面CS-3电阻率断面图可见，该断面可分为3层电性层，浅部为较高电阻层D1，ρ<100Ω·ｍ，可能由碎裂石英砂岩、砂质灰岩或泥质灰岩引起；中浅部为高阻层D2，电阻率大于1200Ω·m，主要由石英砂岩引起；中深部为较高电阻层D1，由碎裂石英砂岩、砂质灰岩或泥质灰岩引起；深部为低阻层，电阻率小于500Ω·m，由石英砂岩引起。而从极化率断面图可见，高极化体（目标层）视极化率2—3.8%，处于（0442573，3770474—0442756，3770392）地段深部250—450米处，呈相对低阻高极化特征，结合该区构造岩石和围岩物性特征及钻孔、平洞验证，该剖面所在地段为F7断裂及其延伸部位，目标体100m～250m表现为低阻高极化体，而在该地段发现3条锑矿体，因此该激化体由辉锑

矿化、毒砂化碎裂岩、碎裂板岩引起，激电异常与工程验证的锑矿体地质特征基本吻合。

7 结论

大草滩锑矿床属层控的中温或中低温热液矿床，锑矿体主要赋存长石石英砂岩中，受层位、构造双重控制，均为隐伏矿体，矿石类型主要为原生辉锑矿石（硫化物），矿石矿物主要为辉锑矿、毒砂以及少量黄铁矿和自然银。

大草滩辉锑矿化构造岩石与围岩相比表现为相对低电阻率、高极化率特征。由于该区覆盖厚，部分含矿构造为隐伏构造，而隐伏构造也表现为低阻高极化特征，在该区低阻高极化体（目标体）与隐伏锑矿体或构造关系密切。

该区激电中梯测量所发现的激电异常能反映了各断裂的延伸情况，电阻率分布基本反映了矿区地质体展布。而激电测深剖面能反映该地段锑矿化体(目标体)的延伸情况及埋深，与工程验证的情况基本吻合，找矿效果显著。

该区J1、J2号激电异常为矿致异常，引起低阻高极化异常因素主要为：辉锑矿化构造岩石。建议对异常进行工程验证，力求有所突破。

通过激电测深发现的极化体埋深较深，整体呈北倾，大多呈透镜状、不规则状断续分布，规模一般。

参考文献：

[1] 霍福臣，李永军，西秦岭造山带的建造与地质演化，西安，西北大学出版社，1995.5

[2] 陈 健，甘肃省宕昌县大草滩锑矿详查报告（内部资料），2008

[3] 傅良魁，激发极化法，北京，地质出版社，1993

[4] 姚文斌，电测深数值计算和解释入门[M]，北京，地质出版社，1989

[5] 李金铭，激发极化方法技术指南，地质出版社，2004

AROUSE THE ELECTRICITY MEASURE OF THE TI MINERAL OF APPLICATION

IN THE GAN SU PROVINCE TAN CHANG COUNTY DA CAO TAN

Zhushengpeng Zhang peng

(Gansu Province Nuclear Geology 219 Brigade, Gansu Tianshui 741025)

Abstract: The Da Cao Tan belong to the Xia He-Min county-Tan Chang –Liang Dang a layer the district for take structure to hand over to remit area. Ti mineral the body be main to endow with to save in three fold to fasten a big river dam a set fifth rock segment long stone quartz sandstone in, be subjected to the structure crack control, all in order to lie low a mineral body, present lens the form, vein form produce, thickness variety more big.The Ti mineral turn and the mineral of Hui Ti, poison sand and a little amount Huang iron mine relation close, be advantageous to arouse electricity measure.It's area's turn to arouse electricity medium steps measure detection of arouse electricity abnormality ability reflection each split of extension circumstance, the electric resistance rate distribute basic reflection measure the area geology body exhibition cloth.But arouse an electricity to measure deep section ability reflection should district Ti the mineral turn a body(target body) of extension circumstance and cover up deep, with engineering verification of the circumstance be basic to fit together and seek mineral effect to obvious.

Keywords: Ti mineral Arouse an electricity abnormality Arouse the electricity measure deep Da Cao Tan