繁峙县孙庄铜、多金属矿地球物理及异常特征分析

摘 要：阐述了繁峙县孙庄村铜、多金属矿岩矿石的电性特征、激电异常特征和电阻率异常特征，并对其原因进行了解释和推断。

关键词：多金属矿；岩石；金属硫化物；极化率

中图分类号：P618.4 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）17-0152-02

普查区位于繁峙县东北33 km处的孙庄村及东部一带，行政区划属繁峙县砂河镇。地理座标：东经113°35′00″～113°37′00″，北纬39°18′30″～39°21′00″，面积为12.80 km2。

1 岩矿石的电性特征

本区主要岩性为闪长岩、变闪长岩、辉绿岩、石英斑岩等，当这些岩石不含金属硫化物时，极化率都较低，电阻率较高；而含金属硫化物时，极化率明显增高，电阻率明显降低，而且金属硫化物的性质不同，其电性参数也有所变化。含黄铁矿的闪长岩极化率为15.7%，含黄铁矿的片麻岩极化率为25%，辉绿岩的极化率很高，但电阻率值较低，而含黄铜矿的闪长岩极化率值又明显低于含黄铁矿的闪长岩，前者的电阻率值稍高于后者。所以，当含黄铁矿的闪长岩、变闪长岩和辉绿岩达一定规模时，都会产生较高的极化率异常和较低的电阻率异常，而含黄铜矿的闪长岩只能引起中等强度的极化率异常和电阻率异常。

同种岩性深部（钻孔中）的极化率和电阻率明显高于地表，其中，闪长岩和变闪长岩的表现较为突出。总之，当含黄铁矿的闪长岩、变闪长岩和辉绿岩达一定规模时，具有低阻、高极化的电性特征，而含黄铜矿的闪长岩只能引起中等强度的极化率异常和电阻率异常，且与其他各类岩石存在明显的电性差异。

2 激电异常特征的解释和推断

2.1 极化率异常特征及解释

根据极化率的变化，普查区大致可分为三部分：①极化率高值区（Ⅰ区），分布于普查区的东北部，极化率值基本上都大于4%，向北部和东部延伸出测区；②极化率低值区（Ⅲ区），分布于普查区的南部和西南部，极化率值一般在1.5%以下；③两者的过渡区（Ⅱ区），呈西北向，斜穿测区中部，极化率值在1.5%～4%之间。

2.1.1 极化率高值区

该区出露的岩性主要有三种：①燕山期闪长岩，分布于异常区的东部；②燕山期花岗斑岩，主要分布于闪长岩体的中部偏西；③五台期变闪长岩，分布于异常区的西部和南部，其中夹杂着较多的变质辉绿岩脉和石英斑岩等。根据物性资料，区内的花岗斑岩、闪长岩和片麻岩的极化率值都较低，平均在1.5%～1.8%之间，而电阻率值较高；当这些岩石含有金属硫化物时（含黄铁矿、黄铜矿），极化率值明显增高，平均在8.2%～25%之间，电阻率值则相对较低，为30～80 Ω/m。由此可见，同种岩性由于含金属硫化物的性质不同，极化率和电阻率均存在明显的差异，同种岩性的电性差异变化范围较大，这与金属硫化物的含量及其在岩石中的赋存状态有关。

燕山期闪长岩分布区的极化率值普遍较高，最高可达12.5%，这与物性资料基本吻合。根据以往物探资料证实，该区金属硫化物的相对富集与燕山期闪长岩密切相关，以此可大致圈定闪长岩的分布范围，可见含黄铁矿的闪长岩是引起高极化率异常的主要因素。从异常特征看，区内是由多个高值局部异常和数个相对低值区组成，高值异常形态多变，无明显规律，这说明闪长岩中金属硫化物含量的不均一性。另外，钻探资料证实，孔深在100 m以上的闪长岩内多具褐铁矿化，而80 m以下多具黄铁矿化，说明该区的氧化深度已达80～100 m，所以该区极化率异常主要是因埋深80 m以下的黄铁矿化闪长岩引起。

燕山期花岗斑岩分布于闪长岩体的中偏西部，极化率平均值仅为1.8%，与地表花岗斑岩的极化率值无明显差异。根据花岗斑岩分布区所对应的极化率值来看，极化率确实偏低，一般在5%以下，最低处仅为2%，由此可圈定出花岗斑岩的分布范围。如果以极化率值4%～5%圈定花岗斑岩的范围，则花岗斑岩体为一个不规则的椭圆形，走向为东北向，长约800 m，北窄南宽，最宽处约600 m。

需要说明的是，以此圈定的花岗斑岩范围既不是花岗斑岩地表的分布范围，也不是最深部的分布范围，而是整个花岗斑岩与其围岩（闪长岩）的综合反映。从地表和浅部看，该范围的西北侧有两处花岗斑岩露头，但都被圈到岩体之外。这说明，此两处露头虽然为花岗斑岩，但深部应为闪长岩，且花岗斑岩倾向东南方向。从岩体的东南部看，JZK6、JZK18、JZK10、JZK303、JZK302等钻孔都被圈在花岗斑岩范围之内，但钻孔证实，第四系之下全为闪长岩，无一孔在浅部见到花岗斑岩，这说明据物探异常圈定的花岗斑岩体相对于浅部的花岗斑岩总体往东南方向偏移。但从JZK6、JZK18孔的深部资料看，在350 m以下的闪长岩中都见到了花岗斑岩，而且上述两孔都是向东的倾斜孔，倾角为85°左右，说明花岗斑岩的东南部接触带向东南方向倾斜，倾角较陡。总之，根据物探资料，并结合地质和钻探资料，可以确定花岗斑岩体总体倾向东南方向，倾角较陡，同时也说明花岗斑岩的东西两侧接触带不是平直、简单的接触带，而是犬牙交错的复杂接触带。

变闪长岩分布于极化率高值区的西部，极化率值最高达10%左右，由几个局部高值异常和其之间的低值区组成。根据以往的工作成果，工区内及其外围有大面积的变闪长岩分布，极化率一般都较低，唯有该区极化率值较高。经以往钻探证实（JZK24等孔），该区变闪长岩中黄铁矿含量确实很高，而且主要集中在孔深161.9～455 m处，经岩心测定，极化率可达15%～30%，说明极化率高是变闪长岩中含较多黄铁矿所致，物性资料也证实了这一点。如前面所述，普查区内金属硫化物的富集也应与燕山期岩体有关，因此，可以认为该区浅部虽为变闪长岩分布区，但其深部仍可能隐伏有闪长岩，或者在其旁侧存在闪长岩，埋深应在数百米以下。因为从往年的磁测结果看，该区属较强正磁异常分布区，所以不可能是由片麻岩引起的。

2.1.2 极化率低值区

该区极化率值一般在1.5%以下，属新生界地层大面积覆盖区，仅在西北角有较大面积的变闪长岩出露，其中夹有变辉绿岩脉和燕山期石英斑岩等。从极化率值的变化趋势看，该区没有受到新生界覆盖和基岩出露的制约，说明该区范围内的各岩石中金属硫化物含量均较低，也不太可能有大面积的燕山期闪长岩分布。

2.1.3 过渡区

过渡区界于Ⅰ，Ⅲ区之间，呈西北向，斜贯穿工区中部，极化率从东北侧的4%左右降至西南侧的1.5%，区内新生界覆盖严重，仅有变闪长岩、燕山期闪长岩等零星出露。虽然出露的岩性与Ⅰ区大致相同，但极化率值却相差悬殊。极化率等值线沿东北侧呈带状分布，方向性很明显，说明沿该线是一条特殊的地质分界线。该线的西北段和南东段均为变闪长岩分布区，中段为燕山期闪长岩分布区，而极化率等值线的走向并没有完全受到岩性界线的控制，说明沿该线可能是一断层，它对区内金属硫化物的富集有一定的控制作用。该区的西南侧也有与东北侧相同类型的特征，只是不如东侧明显。极化率等值线的分布特征也没有完全受到地质界线的控制，所以也有破碎带存在的可能。从普查区内极化率值的变化特征看，西北段和东南段相对较低，所对应的岩性主要是片麻岩分布区，中段相对较高，对应的是燕山期闪长岩分布区，说明区内闪长岩中的金属硫化物比变闪长岩富集。

2.2 电阻率异常特征及解释

根据电阻率的变化，普查区可分为三部分（其分区与极化率分区基本一致）：东北部电阻率低值区、中部和西部电阻率高值区和南部电阻率低值区。东北部的电阻率低值区与极化率高值区大致对应，只是范围稍小些，主要是由含黄铁矿的变闪长岩和闪长岩引起；花岗斑岩分布区的相对高阻主要体现在接触带上，而岩体中心地带显示为低阻，这与物性资料不尽吻合；中部和西部显示出明显的高阻，对应的极化率为高、低极化率的过渡带和极化率低值区，对应的岩性为变闪长岩出露区和新生界覆盖区。从异常变化的规律可以看出，该区变闪长岩中的黄铁矿含量由东北向西南递减。普查区南部为电阻率低值区，对应极化率低值区，这可能是因新生界覆盖厚度较大所致，同时也说明该区新生界之下的地质体中金属硫化物含量很低或不含金属硫化物。

参考文献

[1]钱桂兰.普通物探[M].北京：地质出版社，2007.

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作者简介：张德成（1969—），男，山西繁峙人，地质工程师，1988年毕业于长春地质学校，长期从事地质勘查工作。

〔编辑：王霞〕

Fanzhi County Sunzhuang Copper Polymetallic Ore and Geophysical Anomaly Analysis

Zhang Decheng

Abstract： The electrical characteristics of Fanzhi County Sunzhuang Copper polymetallic ore rocks and minerals， the induced polarization anomalies and resistivity anomalies， and its reasons for the interpretation and inference.

Key words： multi-metal ore； rock； metal sulfides； polarization