復電阻率法在云南西邑鉛鋅礦區找礦中的應用

許振寧

(安徽省勘查技術院，安徽 合肥 230031)

0 引言

云南西邑鉛鋅礦區位于西藏—三江造山系(Ⅶ)的保山微陸塊(Ⅶ-8)，Ⅲ級大地構造單元屬保山—永德地塊(Ⅶ-8-3)的保山地塊[1](Ⅶ-8-3-1)(圖1)。該區域斷裂發育，分布廣泛，主要包括瀾滄江斷裂、怒江斷裂、勐波羅河斷裂、柯街斷裂及瓦窯—云縣斷裂，控制了保山地塊的地層沉積演化及巖漿、熱流體活動，同時控制了局部原始沉積環境(沉積、剝蝕)，還提供了廣泛的熱源活動和礦液運移通道，也控制了巖漿巖的侵位空間[2]。區域性主干斷裂構造交匯地帶是成巖后成礦最為有利的部位和空間場所[3]，該區域成礦帶內礦產資源極為豐富[4]。西邑鉛鋅礦北有核桃坪鐵銅鉛鋅金多金屬礦，南有勐興鉛鋅礦、蘆子園鉛鋅礦，本區處于與已知的大型礦床有相似的構造背景地段；區內具備有利成礦的地質條件(地層、構造、巖漿巖)，同時具有地質、物探、化探及遙感等多元的有利找礦信息，并有已知礦床點分布，發現有硫化礦體。西邑鉛鋅礦有與已知大中型礦床相似的成礦條件，具備尋找同類礦床或擴大資源量的巨大潛力。文章采用CR法(Complex Resistivity Method，復電阻率法)，并結合物探異常對地質資料進行研究，對該區域的進一步找礦工作具有積極意義。

圖1 施甸縣西邑鉛鋅礦區所在構造分區位置圖

1 礦區地質及礦床地質特征

1.1 礦區地質特征

礦區出露泥盆系中上統何元寨組(Dh)、石炭系下統香山組(C1x)、第四系殘坡積層。香山組(C1x)是礦區容礦地層，與鉛鋅礦化關系密切，總體表現為向北西傾斜的單斜構造，局部為軸向北東的次級向斜構造[5]。

礦區位于東山背斜北東部，總體為向NNE傾斜的單斜構造，局部為軸向北東的次級向斜構造[6]。斷裂主要有北東和北西向兩組。沿北東向斷裂寬30～100 m的破碎帶，為礦區主要控礦、容礦構造。礦區構造以斷裂為主。主要發育兩組：一組為近南北向斷裂；另一組為北東向斷裂，為控礦、容礦斷層，沿斷裂有寬30～100 m的破碎帶，鉆孔揭露在斷裂破碎帶中或斷層附近常見劈理。在破碎的粉晶灰巖、構造巖石或構造透鏡體中劈理發育。目前礦區發現的鉛鋅礦體就賦存于斷裂構造破碎帶中。礦區內巖漿巖主要發育華力西期上石炭統臥牛寺組玄武巖及少量輝綠巖脈，鉆孔揭露脈巖厚一般小于1 m，侵入位置不定，侵入時期推斷為燕山期。圍巖蝕變較弱，與成礦關系不大，但對Pb、Zn礦化可能提供了熱源。

近礦圍巖蝕變主要有黃(褐)鐵礦化、硅化、大理巖化、方解石化、重晶石化等，與鉛鋅礦化關系密切。

1.2 礦床地質特征

根據對礦體的控制程度及已有成果可知，近地表氧化礦為他形、半自形、自形晶粒狀結構，土狀、膠狀構造，少量為浸染狀、塊狀、星點狀構造，中深部為硫化礦。金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、褐鐵礦、白鉛礦、鉛礬、菱鋅礦、異極礦和水鋅礦，少量硫銻鉛礦、黃鐵礦和黃銅礦等；非金屬礦物為方解石、石英、重晶石和黏土礦物等。

礦床內礦石金屬礦物組分為黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦及少量黃銅礦等?？稍谝巴獬醪脚袛嗟V石的氧化程度，觀察上述礦物氧化成白鉛礦、異極礦、褐鐵礦的狀況，結合鏡下鑒定是重要的最終判斷依據。氧化礦直觀為黃褐色，較為疏松、破碎，呈蜂巢狀、土狀，黃鐵礦已氧化成褐鐵礦，主要分布在地表1 660 m標高以上。初步認為礦床屬沉積巖容礦的海底噴氣型鉛鋅礦床。

2 巖礦石物性特征

物性研究是開展地球物理勘查的前提和基礎。礦區內的含黃鐵礦碳質灰巖的電阻率統計值為125.92 Ω·m，其極化率統計值為18.44%，具最低阻、高極化特征，西邑鉛鋅礦區內的鉆孔中有少量零星分布，通常很難發現；鉛鋅礦石的電阻率屬中低阻，其極化率統計值為15.44%，為高極化特征。玄武巖、含碳泥質灰巖、泥巖、碳質灰巖等巖性的極化率值均不超過3%，和鉛鋅礦石存在明顯的差異。

3 復電阻率法

復電阻率法是以偶極距為點距，在0.0001～1 000 Hz頻率范圍采用多極距偶極—偶極裝置測量激電效應，通過正演地下極化體與視復電阻率和相位曲線的對應關系，經過分析反演出油氣藏異常的大小、埋深等參數，從而達到尋找目標體的目的[7]。地質勘探中通過在頻率域觀測復電阻率頻譜來研究復電阻率的頻譜特性，解決一些地質問題。

3.1 參數選擇

為有效探測目標體，需選擇合適的極距，極距r主要與隔離系數N、供電電極系數k和偶極矩a有關，極距r=[N+(k+1)/2]×a。

一般情況下，為獲得較好的地質效果，還應控制合適的探測深度和窗口深度，應把探測目標放在探測窗口的中部或中偏下部位。在同一條剖面上，如果目標體深度變化不大，可以用一種窗口深度來控制；若目標體埋深變化較大，則需要用多種窗口深度來控制。

探測深度H和窗口深度范圍ΔH分別為：

(1)

ΔH=Hmax-Hmin

(2)

式中：Hn表示第n道的探測深度；Nn表示第n道的隔離系數；Hmax、Hmin分別為Nn取最大值、最小值時的探測深度[7]。

3.2 數據采集、資料處理及異常解釋

3.2.1 數據采集

CR法數據采集嚴格按《復電阻率(CR)法技術規定》執行，觀測頻帶為28～2-5Hz。對離差大的點、畸變點需進行重復檢查觀測；對干擾大的道密切監視。觀測完畢后，及時將數據傳輸到計算機，交室內檢查驗收、處理。

3.2.2 資料處理

CR法數據采集結束后，即轉入室內數據處理階段。按數據處理流程將數據預處理后得到L文件，譜曲線反演使用Cole-Cole模型和Cole-Brown模型，根據譜曲線特征點近似計算模型初值，并逐步逼近實測曲線，使用的數學計算方法是高斯-牛頓最小二乘法；曲線反演結果要求SIP譜和SEM譜分離，彼此相互影響小，SEM譜曲線擬合正確，SEM極值點擬合差不超過2%，目標函數值較小或曲線為最佳擬合狀態，各參數反演標準差最??；選取求解出的譜參數編繪各參數斷面圖，作圖的譜參數有電磁相位比Φm/Φm0、視電阻率ρs、視充電率ms、視時間常數τs和視頻率相關系數Cs，根據綜合解釋結果繪制CR法地質解釋成果斷面圖；采用高密度電法反演軟件進行二維反演，求取電阻率和極化率參數。

3.2.3 異常解釋

從西邑董家寨鉛鋅礦段0勘探線CR法資料反演處理結果看，對應礦體部位，0線位于100.5～108號點礦體處于低阻與高阻間的過渡帶；視充電率呈條帶狀分布，為低背景上的相對高值，中部較強，異常中心的形態、空間位置與礦體一致，但異常向深部未封閉，推測礦體向深部還有一定的延深(圖2)。

圖2 云南保山西邑鉛鋅礦區0線復電阻率法綜合圖

根據地質資料，該異常段位于石炭系下統香山組二段(C1x2)，異常為沿破碎帶充填的硫化物引起。

4 結論

(1)對CR法測量成果解譯使用的參數主要為視充電率ms和電阻率ρs，以此來判斷構造中硫化礦物富集程度。

(2)進行CR法測量成果解譯時，應注重剖面附近的地質資料研究，弄清工區內的地層層序巖性及主要的成礦規律，有助于異常的識別和判斷。

(3)根據已知礦化體上的CR法各參數異常組合特征可以指導同一區域盲礦體的勘查，具有重要找礦意義。