视电阻率联合剖面在浅覆盖区找矿的应用

段世轻，孙 进，李 蒙，聂艳敏

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，郑州 450001)

0 引言

由河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院负责，主持并完成的《河南省方城县独树镇一带萤石矿普查报告》已于2018年12月通过验收。

该区为山前浅覆盖区(图1)，评委一致认为：“在河南省方城地区浅覆盖区开展找矿工作成果显著”。本文将该区主要找矿方法介绍如下。

图1 方城县独树镇一带萤石矿普查区影像图

1 区域地质背景

该区区域上位于华北地台熊耳山小区与渑池—确山小区交接地段，属华北地层区。根据各地层单元所处大地构造位置、接触关系等特征。以栾川—明港断裂带为界，中元古界—古生界地层划分为北侧的豫西地层分区和南侧的北秦岭地层分区。豫西地层分区又以区域中的中汤—拐河断裂带为界分为北部渑池—确山地层小区及南部的熊耳山地层小区(图2)[1]。区域中有多条区域性断裂通过，其沉积建造独特、岩浆活动频繁、构造变形强烈，具备以萤石、钾长石、滑石等为主的非金属矿和少量金属矿产特征。

图2 普查区构造位置略图

2 矿区地球物理特征

区内出露岩石简单，为更加客观实际地推断解释异常，使资料更加完善，此次野外生产中先后两次对地表及钻孔岩心采用小四极法进行岩石电性参数测定，同时，地质人员对标本定名、描述，参数测定采取同一岩性在不同位置的测试方法，测定结果进行统计计算，求取平均值。地表、岩心岩(矿)石电性特征见表1～2。

表1 地表岩矿石电性特征统计表

表2 钻孔岩芯岩矿石电性特征统计表

从物性参数可以看出，区内围岩碎裂浅粒岩、黑云变粒岩、黑云斜长变粒岩为相对“高阻”；黑云石英片岩、黑云斜长片岩、白云石大理岩、构造角砾岩具“中高阻”特征；炭质片岩、萤石矿具“低阻”特征。

本区岩层不同岩性电阻率差异达5～20倍，为采用电阻率法测量划分岩层、构造等进行物探填图提供了物理基础[2]。

根据该区域地质特征，其断裂构造皆顺层发育的特点，以及矿体顶、底板围岩主要为碳质白云母石英片岩、黑云石英片岩、变粒岩、白云石大理岩的特点，表现在地电断面上为“高阻”或“中高阻”中的相对“低阻”，这是成矿的有利地段，炭质片岩和萤石矿的“低阻”特征是本区找矿的地球物理标志。

因碳质片岩具有“底阻高极化”的明显特征，而区内萤石矿体往往与碳质片岩距离较近(0.0～8.2 m)，其特征对找矿是一种指示因素，因此可以利用异常分布形态(矿体异常形态呈线性带状)进行区别。

为反映其异常特征，按照AO=150 m和AO=260 m两个深度测量。根据联合剖面测量理论，ρSA、ρSB曲线的交点对应异常带的位置，两个深度交点的连接线为异常带的倾向特征。为提高横向和纵向的分辨率，更好地区分异常，计算绘制了G、λ曲线。虚线为推测地层界线，实线为异常带。以11勘探线视电阻率为例说明其特征如下：

图3联剖面AO=150 m的ρSA、ρSB曲线的正交点分布在10、138、165、218、365、402、547号点，联剖AO=260 m的ρSA、ρSB曲线下交点分布在30、70、168、362号点，结合(图4～5)G、λ曲线的极值点，通过对比分析连接不同深度的正交点或极值点，根据深度和距离的比值推测出构造的产状，成果如图6所示。

(a)AO=150 m的ρSA、ρSB曲线剖面

(b)AO=260 m的ρSA、ρSB曲线剖面图3 1线联剖(AO=150、260 m)ρSA、ρSB曲线

(a)AO=150 m的G曲线剖面

(b)AO=260 m的G曲线剖面图4 11线联剖G曲线

经施工，在11勘探线上施工了QZ05-1101浅钻、ZK01-1101钻孔，勘探线剖面图如图7所示。

图7为11勘探线综合测量成果图，由上至下，ρs值总体呈逐渐增大的趋势，ρsmin=0.2，位于340号点深度-3 m处，ρsmax=257.8，位于300号点深度-120 m凸起点，根据物性特征，340号点-3 m处推测为第四系地层，300号点-120 m处推测为黑云石英片岩的分布范围。

推测异常带F1、F2、F5顺层发育，矿体顶、底板围岩变粒岩；F12推测为黑云石英片岩中萤石矿化引起，F13和F5中间存在低阻带推测为钾长石石英脉引起。

(a)AO=150 m的λ曲线

(b)AO=260 m的λ曲线图5 11线联剖λ曲线

图6 11线联剖成果图

3 结语

我国虽然地大物博，但矿山资源危机一直存在，覆盖区找矿是解决矿山危机的必然出路。理论研究和实践两方面都表明物探方法是寻找隐伏矿体的常用勘探方法和最好的勘探手段。视电阻率对近年来覆盖区找矿的过程产生了较大影响，亦取得了重大突破。通过本矿区的找矿工作，以下结论与大家探讨：

1)本次工作区地处方城—南召—鲁山金属、非金属成矿带内，已知的萤石矿床(点)总计70处之多，特别是区内具有马庄—塔山大型、田庄—范营、刘营等中型矿床，具有良好的找矿前景。

2)两次测深的视电阻率剖面测量可以查明区内各类岩(矿)石的电性异常位置，以此确立地层的构造框架、产状及分布范围，可以起到物理填图的作用。

3)通过异常带特征分析，11线发现主要隐伏断层5条。并对断层的走向延伸长度进行了初步控制，对断层的倾斜角度进行了计算：其中F1倾角为39.8°、F2倾角为39.8°、F5倾角为36.3°、F12倾角为36.3°、F13倾角为36.3°，其方法具找矿高效性。

图7 11线综合测量成果图

4)通过浅钻工程对隐伏电性异常带的验证，证实了电性异常位置和矿(化)体位置，避免了物探工作的多解性。其对地质体的预测更高效、更经济。

因此，我们应该不断地对已经成功应用过的视电阻率联合剖面技术进行总结，使之更科学、更充分、更合理、更经济。