激发极化法在加纳国阿曼弗如姆金矿区勘查中的应用

徐怀峰

(山东省核工业273地质大队，山东 栖霞 265300)

0 引言

加纳西南部广泛分布的前寒武系比里姆系(Birimian) 地层是加纳主要的含金地层，主要为一套含金的变质火山岩、变质沉积岩。资料显示，沿着主要的火山岩带的边缘以及沿着各沉积单元的接触带，北东向区域性断裂尤其广泛[1]，随着大量受北东向区域性断裂构造控制的金矿床被发现和开发，在北东向区域性断裂构造内重新发现金矿床的难度越来越大。近几年中，人们已经认识到，变质铁镁质中、基性火山岩带内比较晚期(晚中生代)的横切构造在成矿中的重要意义，横切构造不但提高了主岩的渗透性，为金矿的富集或者重新富集提供了有利的空间，而且规模较大的横切构造中的金可以富集成矿[1]。理论上虽然通过航空磁法测量数据、磁性分布型式的中断或错位可以鉴定出许多有重要意义的横切断层，但实际工作中横切特点很难辨认出来，这就需要更为精细的地面物探去寻找和评价带内横切构造。

在金矿床的勘查中，激发极化法是一种公认的、极其有效的物探勘查手段[2]。在该工区内通过大比例尺的激电中梯扫面工作，可初步划分岩性边界，圈定出铁镁质中、基性火山岩岩体及岩体上激电异常的分布范围及形态特征，结合激电测深了解极化体的埋藏深度和空间赋存状态。本文利用此方法在阿曼弗如姆地区金矿勘查中取得了较好的应用效果。

1 工作区地质特征

阿曼弗如姆工作区位于加纳赛夫维-比比亚(Sefwi-Bibiani)金成矿带北中部，属于比里姆系变质火山岩序列，主要由基性的玄武岩、安山质火山岩、流纹岩、火山碎屑岩、浅层侵入岩、千枚岩和硬砂岩组成[1]，其中铁镁质中、基性火山岩后期已经过动态热变质作用，转化为角闪岩、闪长岩等，在空间上形成长条状的北东向“火山岩带”。工区具有代表性的地层层序如下:上层是大量层状或者带状火山碎屑岩，部分区域可见少量砂岩和千枚岩夹层，这可能是由于构造运动带来的地层单元的重新分布；下层是变质铁镁质中、基性火山岩。区内植被茂密，红土层覆盖较厚，极难见到岩石出露；局部出露有岩浆岩，为黑云母花岗闪长岩。

工作区内断裂构造发育，主要为NE向与近EW向，倾向SE。近EW向构造发育在变质铁镁质中、基性火山岩中，为区内主要的控矿构造，构造宽度5～30 m不等，规模最大的断裂构造长度约3 km，平均宽度25 m，控制了区内的大部分黄金储量。围岩蚀变较为普遍，主要蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化等，蚀变具有多期、多阶段的特征[3]，在多种蚀变叠加部位矿化，矿体呈脉状，产状与含矿蚀变带一致，主要由网状石英脉和黄铁绢英岩化碎裂岩组成。

2 岩(矿)石电性参数特征

表1为区内电性参数。区内岩石如辉长岩、闪长岩、角闪岩、花岗闪长岩、火山碎屑岩、硬砂岩等，极化率ηs较低，小于2.0%；构造蚀变岩、黄铁矿化花岗岩和千枚岩的极化率ηs明显高于其他正常岩性，平均值分别达到3.89%、4.29%、5.02%。区内岩矿石的电阻率ρs值也存在明显差异，黄铁矿化构造蚀变岩和强风化火山碎屑岩的电阻率ρs值最低，其平均值分别为329 Ω·m和108 Ω·m；闪长岩(硅化)和石英岩的电阻率ρs值最高，其平均值分别为6 182 Ω·m、5 920 Ω·m，其他正常岩性电阻率ρs值中等，在1 421～3 183 Ω·m之间。

岩矿石的参数特征表明，该区地层层序的上层只有千枚岩具有高极化的特征，火山碎屑岩和砂岩的极化率较低，含有微量石墨的千枚岩可引起极化率ηs带状异常；该区地层层序的下层为变质的铁镁质中、基性火山岩，其视极化率ηs值较低，其平均值小于1.50%，当岩石经矿化蚀变后其极化率一般均有不同程度的升高，该区的含黄铁矿化构造蚀变岩，其极化率平均值为3.89%，为正常岩性的2倍多，呈现出低阻高极化的特征，可形成较为明显的高极化低电阻异常，为本区的重要找矿标志之一。

表1 电性参数统计

3 工作方法及成果解释

根据工区地质，共布置了5.80 km2的激电中梯面积性测量，以圈定激电异常的分布范围及形态特征，然后在激电扫面工作成果的基础上，布置一条对称四极测深剖面，以期了解极化体的埋藏深度和空间赋存状态。

工作中使用重庆地质仪器厂生产的大功率激电测量系统设备，发射机和接收机分别为DJF-10型和DJS-8型，采用正反向标准直流脉冲供电。面积性工作AB=1 500 m，MN=20 m；测深工作AB/2=3～500 m，MN/2取1～40 m。

激电中梯面积性测量成果见图1。从图1中可以看出工作区内宏观上形成了三个截然不同的区块，即极化率变化较大的区、低值区和高值区。三个区块走向均为北东向，与区内地层走向一致。视极化率变化较大的区块位于测区北西部，ηs值一般在1.0%～4.0%之间，等值线呈北东向带状展布特征，走向在60°～70°之间，并形成高值带(ηs>2.0%)和低值带(ηs<1.8%)相间排列的特征，大致反映了该区块地层的展布特征，高值带对应的地层主要为千枚岩，该区块对应阿曼弗如姆工作区变质火山岩层序的上层；视极化率低值区位于测区中南部，ηs值一般在1.0%～1.5%之间，反映了该区域正常岩性的极化率特征，对应岩性为铁镁质中、基性火山岩，ηs值1.6%为下限圈出的高极化率异常，以近东西向不规则的长条状和椭圆状零星分布在低值区域内；视极化率高值区位于测区南东角，视极化率ηs值一般在2.0%～3.0%之间，对应岩性为黑云母花岗闪长岩。

通过激电中梯视极化率ηs等值线平面图可以明显圈出铁镁质中、基性火山岩的范围，在该范围内以ηs值1.6%为异常下限圈出的极化率异常呈近东西向展布，形态规则，其中以200～300线140～154线之间的异常规模最大，强度最高，异常中心ηs极大值为2.02%，余者规模较小，零星分布。

图1 激电中梯视极化率ηs等值线平面图

为了进一步了解极化体的空间赋存状态，在290线布置了一条激电测深剖面(见图2)。测深结果表明：在地表浅部，ηs值低，曲线平缓，为第四系土层的激电效应。以ηs=1.6%为异常下限圈出的异常表现为近于直立的柱形，略向南倾，当AB/2=500 m时，在154点出现ηs极大值，据此推断极化体产状较陡，极化体向下延伸较大，成矿条件优越。

实地勘查后，对物探圈定的异常进行了槽探和钻探验证，共施工探槽46个，控制构造蚀变带长度1 800 m，圈定矿体总长度500 m；施工浅部钻孔28个，控制斜深160 m以浅。通过地质工程圈定的2个矿体，资源量类型为推断的内蕴经济资源量(332+333)，共求得矿石量107.55万吨，金金属量5.13t。平均品位4.77×10-6，平均厚度5.34 m。该矿床已取得加纳国颁发的采矿许可证。

图2 290线对称四极测深ηs等值线断面图

4 结论

加纳西南部下比里姆系地层层序中的下层为变质中、基性火山岩，岩性单一，视极化率ηs值小于1.5%，对于利用激发极化法寻找黄铁矿化金矿体具有良好的地质条件。在铁镁质中、基性火山岩体上开展激电中梯扫面工作，可以快速发现并圈定出激电异常，缩小找矿靶区；运用激电测深手段，可以了解极化体的埋藏深度和空间赋存状态，为钻探工程提供依据。