EH4电导率成像系统在都龙辣子寨铅锌矿地质勘查中的应用研究
蔡国训 周瀛 胡明杰
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蔡国训 周瀛 胡明杰,. EH4电导率成像系统在都龙辣子寨铅锌矿地质勘查中的应用研究[J]. 地球科学探索,2022.3. DOI:10.12721/ccn.2022.157076.
摘要:
本文通过在都龙矿区外围的辣子寨勘查区开展物探EH4勘查工作,根据勘查结果并结合勘查区内钻孔资料分析,圈定三个异常区。W01号异常被证实无工业矿体但存在矽卡岩矿化,W02、W03号异常与地表化探异常对应较好,推测存在顺层产出的矽卡岩矿化。
关键词: EH4;地质勘查;都龙
DOI:10.12721/ccn.2022.157076
基金资助:

都龙锡多金属矿床位于云南省马关县都龙镇境内,是我国三大锡石硫化物矿床之一。大地构造位于华南褶皱系西南角滇东南褶皱带文山-马关隆起南端的老君山穹窿构造南西翼。

矿区主要由铜街、曼家寨、辣子寨、金石坡等矿段组成,铜街-曼家寨矿段(以下简称“铜-曼矿段”)是都龙矿区的主要生产矿段,锡锌等金属资源量占该矿床探明总量的80%以上。随着生产规模的扩大,浅表矿体日趋枯竭,深部及外围找矿对矿山的可持续发展具有重要意义。

EH4 电磁成像系统具有较大的勘探深度、精度较高、分辨率好、快速、轻便等优点,本文利用EH4电磁成像系统在都龙矿区外围辣子寨勘查区前期圈定的化探异常区开展勘查工作,了解深部信息,以期为下一步地质勘查工作提供依据。

1 区域地质背景

滇东南老君山是我国重要的锡钨多金属矿集区之一,矿产资源丰富,地质现象复杂。区内除下古生代奥陶系上统、志留系及中生代侏罗系、白垩系地层缺失外,其它各时代地层的不同组段,均有不同程度发育,地层展布方向与老君山花岗岩复式背斜总体构造形态协调一致。区域地壳运动以加里东、印支、燕山运动表现较为显著,多期次地壳运动导致区域内北西、北东、东西向构造十分发育。

2矿区地质概况

2.1 地层

矿区主要出露上元古界-下寒武系新寨岩组和寒武系田蓬组。地层呈南北向展布,倾向西,已全部遭受区域变质作用,由西向东从低绿片岩相递增到高绿片岩相。

根据最新研究报告,老君山花岗岩体周边的新寨岩组,围绕大理岩常形成似层状为主的各种形态的矽卡岩及多金属矿化,为老君山地区最重要的锡锌多金属矿赋存层位。

  2.2构造

都龙矿区位于老君山复式背斜的西翼,马关-都龙断裂弧形转折的南西侧,矿区构造类型总体为宽缓褶皱及纵向断裂组成的单斜构造带。

(1)褶皱

在印支期-燕山期区域褶皱造山及造山后伸展的背景下,由于东西向应力的作用,矿区内形成一系列轴向同步、低序次的挠曲构造。这些挠曲构造长约160~800米,大致呈南北向分布,轴向NNE-NE-SN,平面上具S形弯曲特点,剖面上波状起伏。

(2)断裂

矿区内大致平行于地层走向的纵向断裂十分发育,成组出现,主要沿大理岩与片岩的岩性界面附近形成层间错动,具多期次活动特征。矿区横向断层及其他方向断裂规模较小,一般切割南北向断裂。

2.3 岩浆岩

老君山花岗岩位于矿区北东侧,区内地表出露燕山晚期花岗斑岩脉和南温河序列团田单元斑状片麻状花岗岩。矿区深部有岩脊状隐伏花岗岩体伏于含矿地层下部,由北向南隐伏深度逐渐加深,其岩性特征可与老君山花岗岩大平头山单元对比,为老君山花岗岩向南隐伏延伸部分(忻建刚等,1993;袁奎荣,1990)

2.4 矿区地球物理特征

区内锡石硫化物矽卡岩型矿石、锡石硫化物石英脉型矿石、铅锌矿石、杂刚玉为高幅频率和低电阻特征,与其它岩石有一定的电性差异;各地层的灰岩、大理岩、白云岩为高电阻;含白钨矿矽卡岩的电阻率相对片麻岩为高阻。矿石与围岩的电性差异为电法寻找矿体提供了较为有利的条件。

3 勘查区地质特征

3.1 构造

勘查区内断裂构造较发育,主要有F0、F1、F4、F11,以及与地层走向大体一致的多组近南北向次级断裂。

3.2 岩浆岩

辣子寨勘查区地表主要出露燕山晚期第三亚期花岗岩脉(γ53c)和南温河序列团田单元斑状片麻状花岗岩(S3T)及老城坡单元片麻状花岗岩(S3L)。

4  EH4成像系统简介

EH4 电磁成像系统(简称EH4),上世纪90年代中期,由美国EMI公司和以制造高分辨率地震仪著名的Geometrics 公司联合研制,这是全新概念的电导率张量测量仪。EH4遵循大地电磁测深(MT)的基本原理,支持音频大地电磁测深(AMT)和可控源音频大地电磁测深(CSAMT), 属于部分可控源与天然场源相结合的一种大地电磁测深系统。该仪器利用大地电磁的测量原理,配置了磁偶极子发射源,这种发射源的天线是一对十字交叉的天线,组成两个正交方向的磁偶极子,采用汽车电瓶供电,发射频率从500Hz 到100KHz,以弥补大地电磁场的弱信号区和几百赫兹附近的人文造成的电磁干扰谐波,确保全频段观测到可靠信号。EH4 观测的基本参数为:正交的电场分量(Ex,Ey)和磁场分量(Hx,Hy)的时间序列。

然后通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变成频谱信号,得到Ex、Ey、Hx、Hy,最后计算

卡尼亚电阻率image.png

电磁波在大地介质中的穿透深度(或趋肤深度)与频率有关。穿透深度可由下式表示

image.png(m)

高频的资料主要反映浅部介质的电性特征,而低频资料则主要反映深部介质的电性变化特征。在一个宽频带上测量E 和H,由此计算出不同频率下的卡尼亚视电阻率和相位,并可以确定地下岩层的电性结构和地质构造。

5  EH4资料分析与解释

勘查区前期地质勘查工作,圈定了7个化探综合异常,但地表未发现矿化信息。本次工作在化探异常范围内布设了三条剖面线,目的是验证化探异常,探究深部地质信息,为下一步地质勘查工作提供依据。

L1剖面:物探测线L1线对应地质剖面28线,东西方向,通过L1线物探剖面和对应的地质剖面的结合分析,得出以下结论:

1、浅部第四系、强风化片麻岩的电阻率值较低。在次级断裂构造附近,因地表流水及流水下渗,在构造附近及深部均可呈现低阻异常。

2、工区出露片麻岩的电阻率值较低,低于层内矽卡岩矿化。当地层内矽卡岩化较强烈,发育较厚大、普遍时,地层整体电阻率值会偏高。

3、当深部矽卡岩矿化顺层产出时,其引起的相对片麻岩的高阻在物探电性剖面图上呈现层状,而非独立高阻体所引起所呈现的球状。

L2剖面:L2位于尾矿库附近,在尾矿库东岸山坡上,方向150°。在剖面35点以南,为南加河北东段的北岸山坡,地形极陡,地面可见断裂构造较发育,多处出现沟、坎。对应的物探电性剖面上,电阻率值至标高300米都呈现较低的值,主要受地形因素、地质构造因素共同作用引起的低阻。剖面中部20~23号下部的陡立状低阻异常,推测为地表深沟引起的异常。

L3剖面: L3测线方向57°,高差相对较大。在测线1~8号测点以及25~31号测点深部,由高至低,均出现顺层的低阻-高阻-低阻的现象,低阻层和高阻层厚度均较大,圈定两个相对异常,分别命名为W02和W03号物探异常。在异常地表位置,未发现如深沟、水流等现象。W02号异常与化探Z06异常相吻合;W03号异常与化探综合异常Z04相吻合,特别是与Sn-W-As组合化探异常吻合度较高。

6 结论

1、通过L1线物探剖面与已知地质剖面的分析,工作区出露片麻岩视电阻率值较低,但含有矽卡岩化的部位,视电阻率值会相对其他部位较高,通过这一现象,可类比分析另外两条剖面。

2、本次共圈定3个物探异常,其中W01已验证无工业矿体。W02、W03异常与W01相比,地表化探异常较强,推测可能存在顺层产出的矽卡岩矿化。

参考文献

[1]云南省地矿局,云南省区域地质志[M],北京: 地质出版社, 1990.

[2]李学圣,个旧大厂都龙矿区重力探测花岗岩的地质效果[J],矿产与地质,1986(01)

[3]忻建刚等,云南都龙隐伏花岗岩的特征及其成矿作用[J],桂林冶金地质学院学报,1993,13(2):121-129

[4]蓝江波等,滇东南燕山晚期老君山花岗岩的地球化学特征与年龄谱系[J],矿物学报,2016(04)

[5]郭跃进等,云南都龙铜街_曼家寨矿体特征及构造的再认识[J],矿物学报,2013(04)

[6]李廷俊等,云南省马关县都龙锡锌多金属矿区找矿前景分析,民营科技,2012(8):90-91

[7]云南华联锌铟股份有限公司,“都龙矿区及外围锌锡铟多金属矿床成矿理论、找矿勘查及高效利用研讨会”系列资料,2016

[8]闫清华,EH4电导率成像系统在金属矿找矿中的应用研究[J],地质与勘探,2016(04)

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