引用本文
李彬, 孙莉芳, 郭甲一, 王明明, 袁稳. 技术在豫西菊竹沟金矿区的应用[J]. 物探与化探, 2016,40(1): 51-54.
LI Bin, SUN Li-Fang, GUO Jia-Yi, WANG Ming-Ming, YUAN Wen. The application of EH-4 technology to the Juzhugou gold ore district in western Henan Province[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2016,40(1): 51-54.
Doi:10.11720/wtyht.2016.1.09  
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技术在豫西菊竹沟金矿区的应用
李彬1,2, 孙莉芳3, 郭甲一1,2, 王明明1,2, 袁稳1,2
1.河南省有色金属地质勘查总院,河南 郑州 450052
2.河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室,河南 郑州 450052
3.河南省航空物探遥感中心,河南 郑州 450000

作者简介: 李彬(1981- ),男,工程师,2006年毕业于河南理工大学地质工程专业,学士学位,现主要从事地质勘查及综合研究工作。

收稿日期: 2015-06-16
基金: 河南省地质勘查基金项目
摘要

介绍了EH-4电磁成像系统数据采集和数据处理方法及其在菊竹沟矿区探测构造深部延伸情况的应用。经钻孔验证后显示: EH-4电磁成像技术能明显区分矿化蚀变构造带和围岩,该区矿化异常形态呈脉状,电阻率约在1 500~2 500 Ω·m。矿床实例研究表明:EH-4连续电导率成像仪测量所得的二维视电阻率—深度剖面图,能清晰地反映地下不同地质体的精细电阻率结构,判读含矿构造带以及矿化异常在空间上的展布,可有效探测深部构造。

关键词: EH-4; 电阻率; 金矿; 深部构造; 含矿构造带; 菊竹沟
中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)01-0051-04 doi: 10.11720/wtyht.2016.1.09
The application of EH-4 technology to the Juzhugou gold ore district in western Henan Province
LI Bin1,2, SUN Li-Fang3, GUO Jia-Yi1,2, WANG Ming-Ming1,2, YUAN Wen1,2
1.General Hospital of Henan Nonferrous Metal Geological Exploration, Zhengzhou　450052, China
2. Henan Nonferrous Metal Deep Prospecting Exploration Technology Research Key Laboratory, Zhengzhou　450052, China
3. Geophysical Survey and Remote Sensing Center of Henan Province, Zhengzhou　450000, China
Abstract

This paper describes the data acquisition and data processing method for EH-4 electromagnetic imaging system and its detection of the deep extension of the structure. In the Juzhugou ore district, the drilling verification shows that EH-4 electromagnetic imaging can clearly distinguish the mineralized alteration structural belt and the surrounding rock, The mineralization anomaly is caused by the vein, whose resistivity is about 1500~2500 Ω·m. Deposit case study shows that EH-4 continuous conductivity imaging measurement of the apparent resistivity of two-dimensional-depth profile can clearly reflect different underground geological structures of fine resistivity, and can interpret spatial distribution of mine tectonic belt and mineralization anomalies. Practice has proved that EH-4 technology is effective in the detection of deep structure extension.

Keyword: EH-4; resistivity; gold; deep prospecting; ore-bearing structural belt; Juzhugou

EH-4大地电磁系统是由美国GEOMETRICS和EMI公司联合生产的采用最新数字处理器的连续电导率成像系统, 具有勘探深度大、反映成果直观、轻便高效等优点, 很适合我国目前矿产勘探的现实需求[1, 2]。菊竹沟矿区位于1:20万水系沉积物测量沿朱阳关— 夏馆断裂带圈出的军马河异常处。军马河以Ag、Au元素异常为主, 通过前期工作, 在Ag、Au异常密集处发现破碎蚀变岩性金矿床, 它们赋存在朱阳关— 夏馆断裂带的次级断裂带内。该断裂带经过多期构造运动, 空间展布情况复杂。通过EH-4技术在菊竹沟矿区金矿床的实际应用, 发现该矿床深部存在明显的地球物理异常, 展示了矿床具有良好的成矿前景。

1 地质概况

豫西菊竹沟金矿勘查区地处我国南北两大古老陆块华北板块与扬子板块的接合部位— — 秦岭多金属成矿带东段朱阳关— 夏关断裂带中部。矿区出露地层主要为古元古界秦岭群雁岭沟组大理岩和片岩、石槽沟组片麻岩和古生界二郎坪群片岩。第四系残坡积物和黄土多出现于沟谷中。

区域性的朱夏断裂(F5)从矿区北部通过, 走向300° ~310° , 倾向210° ~220° , 倾角60° ~75° , 宽度约400 m, 为秦岭群和二郎坪群分界。受其影响, 区内构造以断裂为主, 断裂构造主要呈北西西向延伸, 规模较大, 延伸远。主要控矿断裂破碎带为次级断裂构造破碎带(F1~F4), 它们与主断裂近于平行, 但规模相对较小, 矿区金矿体主要赋存在朱夏断裂的次级断裂构造破碎带。

矿区南部、西南部有晋宁期、加里东期花岗岩出露, 岩体受北西向构造的明显控制, 和区域构造走向一致[5]。

K24金矿体赋存在F2断裂构造破碎带的中段, 其地质特征如下:矿化类型属构造蚀变岩型, 构造破碎带控制。地表由3个探槽控制, 控制矿体长约122 m, 两端封闭, 延伸未见矿。矿体形态呈透镜体, 连续性较差, 沿走向及倾向均无夹石及矿床, 矿体赋存标高地表为560~600 m, 矿体埋深0~40 m。矿体呈脉状产出, 总体产状210° ~230° ∠58° ~69° , 矿体真厚度3.51 m, 矿体加权平均品位2.06× 10-6[6] (图1)。

图1 菊竹沟矿区地质及物探布置1— 第四系; 2— 秦岭群雁岭沟组大理岩; 3— 秦岭群雁岭沟组片岩、片麻岩; 4— 已施工探槽及编号; 5— 已施工钻孔及编号; 6— 断层及编号; 7— 矿脉及编号; 8— EH-4测点; 9— 测量方向

2 工作区地球物理特征

本区金矿化以硅化破碎带为主, 富含黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等金属硫化物。据以往电法测量资料, 矿体与各类围岩有明显的导电性和激电特征差异, 矿(化)体一般表现为低阻、高极化; 各类围岩中, 片岩、大理岩为高阻、低极化地质体, 而花岗岩具有低阻、低极化特征。因此, 进行EH-4测量, 为矿体深部验证提供依据是可行的。

表1 菊竹沟工作区岩(矿)石物性统计
3 工作方法
3.1 工作布置

在菊竹沟矿(化)段布置3条EH-4音频大地电磁法测深剖面:1线、2线、3线, 以了解K24脉的深部延伸情况(见图1)。完成了测区的2线、3线两条剖面的EH-4电磁测量工作; 1线测量到一半时因仪器出问题而终止。

3.2 数据处理

本次测量数据处理主要包括野外现场实时处理和室内处理, 采用了现今较为先进的处理方法, 为获取可靠的数据处理结果提供了保障。

3.2.1 实时处理

实时处理是在野外采集数据过程中, 由控制程序实时自动完成的。其目的有二:一是控制采集数据质量, 二是将采集的时间域数据转换为频率域数据进行保存。

3.2.2 室内数据处理

室内数据处理包括预处理、反演处理两部分。

预处理的目的是剔除干扰, 为下一步反演处理做准备, 主要工作包括:①按照野外记录, 将每条剖面数据进行拼接, 并检查数据文件与原始记录的各种参数是否一致; ②对每条剖面的数据在时间序列进行逐点、逐段的数据挑选, 剔除那些存在明显干扰信号的时间序列段, 以减少随机干扰信号对数据的影响。

反演处理是采用先进的反演处理软件对预处理后的数据进行反演计算。首先, 对预处理后的数据进行统一整理, 利用反演软件提供的良好数据选择对话界面对干扰较大的测点和异常频点进行剔除, 在每个测点的视电阻率和相位差曲线上删除那些连续性差、相干度低的频点, 即所谓的“ 飞点” ; 但删除频点数不能超过频点总数的20%, 确保相干度高、相位差变化不大的测点数据参加反演计算。第二, 按反演软件的参数设置要求, 根据本地区实际情况设定各项反演参数, 并根据计算结果的均方根误差评判反演结果的质量。第三, 将反演结果与定性分析结果进行对比分析, 当反演电阻率断面图所反映的电性层与定性分析结果一致时, 才可以提取反演结果, 进行图件绘制[7, 8]。

本次EH-4电磁测量数据处理采用系统自带基于DOS界面的数据采集和处理软件IMAGEM[9], 整个数据处理过程满足上述规范要求, 通过二维反演处理得到的带地形的二维视电阻率— 深度剖面图, 能清晰地反映地下不同地质体的精细电阻率结构。

4 电磁测深资料解释

本次EH-4电磁测量解释工作是在掌握一定的地质、化探资料的基础上, 利用实测的电测深曲线及反演的电阻率等值线断面图(图2)进行定性和定量分析, 进而进行地质推断解释的。通过对2、3号测线进行EH-4连续电导率剖面测量及反演计算, 获得的异常形态总体上与出露的岩石岩性、接触带及断裂破碎带位置等基本对应。

图2 菊竹沟EH-4电磁测深反演电阻率剖面

4.1 2号测线

根据地质填图, 2号测线的地表部分为秦岭群雁岭沟组大理岩、第四系浮土覆盖、秦岭群雁岭沟组片岩、片麻岩等出露, 测线穿过矿化破碎带和非矿化破碎带。

在其电磁测深反演剖面图上(图2a), 剖面在距离180~300 m, 海拔标高-150~550 m区段为低阻带, 电阻率在0~250 Ω · m变化, 电阻率等值线较陡, 呈低阻漏斗状, 推断可能是大断裂破碎带F1。在剖面距离400 m处, 即地质上划定的含矿破碎带, 海拔300~480 m范围内为一低阻夹层, 电阻率在1 500~2 500 Ω · m范围内, 其上电阻率等值线呈马鞍状, 推断为断裂带F2; 在海拔480~540 m段该低阻夹层缺失, 表现为整合的高阻, 近地表该低阻夹层显现, 但不是很明显。基于以上分析, 推断含矿破碎带在该电阻率测深剖面上有反映, 但中间有一段缺失; 对于该段的缺失, 可能是小规模的构造运动使得该段含矿破碎带运移, 所以没有明显显现。

在剖面距离520~580 m, 海拔550~650 m之间, 电阻率在250~600 Ω · m范围内变化, 两侧是高阻体, 呈夹层状, 因此推断这是高阻体之间的断裂带F3。通过地质填图投影到剖面测深上的无矿化破碎带在地下并没有明显的延伸。由于该破碎带都位于高阻的大理岩中, 所以存在两种可能, 一是在高阻大理岩中该破碎带的电阻率与围岩的电阻率差异不大所以没有明显反应, 另一种可能是该无矿破碎带地下延伸不大。

4.2 3号测线

3号测线上, 地表大部分地段为第四系覆盖层, 后半段主要为秦岭群雁岭沟组大理岩, 其中石英岩、大理岩等岩体出露, 硅化现象明显, 测线穿过地质图上划定的矿化破碎带和非矿化破碎带。

3线电磁测深反演断面图上(图2b), 在相对距离0~300 m, 海拔-150~550 m范围内电阻率呈中低阻, 其中相对距离180~260 m范围内, 电阻率在0~100 Ω · m内浮动且等值线呈竖直条带状, 推断是大断裂破碎带F1; 在地表该段为第四系覆盖层, 区段浮土较厚, 此低阻带与2线低阻带相对应, 更加确定了断裂破碎带F1可能性。

剖面在相对距离420~460 m, 海拔400~600 m段, 含一低阻夹层, 夹层电阻率在250~700 Ω · m范围内, 呈夹层状, 推断为一断裂带, 此段恰好对应地表的含矿破碎带F2, 且延伸较大。

剖面在相对距离550 m处存在一低阻夹层, 表现同2线的(断裂带F3)类似。 该无矿化破碎带在该3线电磁测深剖面图上虽无明显反映, 但通过与2线电磁测深剖面上的无矿化破碎带相对比, 两测线无矿化破碎带在地表下都表现为高阻段且位于高阻段的偏北方, 可作为无矿化破碎带判别的依据。总的来说, 3线剖面图上电阻率等值线与2线对应, 反映了地下地质体构造的基本产状, 并且反演的电阻率能很好地拟合到地质填图上。

综上所述, 2、3线电磁测深剖面上的断裂带F2都对应着地表的含矿破碎带, 2线的存在小段缺失, 3线的较完整, 相互印证含矿破碎带F2的存在。

5 验证结果

因2线剖面在相对距离400 m处有地质上划定的含矿破碎带, 根据推断的构造位置及场地条件, 钻井位置最终选择在2线的350 m处, 斜孔80° , 开孔方位角35° , 目标是海拔300~480 m范围内一低阻夹层, 设计孔深260 m, 以获得地表含矿破碎带在深部的延伸为目标。

验证结果:0~10 m, 残坡积物; 10~20 m, 片岩; 20~120 m, 大理岩; 120~125 m, 构造破碎带; 125~230 m, 大理岩; 231~236 m, 大理岩溶洞, 漏水; 230~260.77 m, 大理岩; 其中120~125 m遇到的构造破碎带与地表含矿破碎带产状、成分都是一致的, 是地表含矿蚀变带的延伸。此次物探工作取得较好的地质成果。

6 结论

K24金矿体所在的构造破碎带是由多期构造活动叠加而成, 地质条件复杂, 地表破碎带的产状无法指明其实际展布情况, 而大地电磁测深方法勘探深度大, 受场地影响小, 能够直观反映含矿破碎带在地下深部的空间展布情况。菊竹沟矿区的工作成果表明, EH-4能够探测出地表的含矿破碎带在深部展布的位置, 对钻孔的布设起到了指导作用。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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