0 引言
本次项目为河洼地区多金属矿的深部勘查,勘查区位于辽南变质核杂岩体金州断裂拆离断层西部,分水至华铜有色金属成矿带南部。
1 矿区地质及地球物理特征
勘查区大地构造位于中朝准地台南缘,胶辽台隆西部,复州台陷中部,永宁凹陷中北部,分水至华铜有色金属成矿带南部,金州断裂西部。区域出露地层为太古宇鞍山群城子疃组,新元古界青白口系永宁组、钓鱼台组、南芬组及震旦系桥头组。青白口系及震旦系地层不整合分布于太古宇鞍山群城子疃组之上。沿沟谷分布新生界第四系冲洪积、坡积物。金州断裂为辽南变质核杂岩体拆离断层的一部分,其拆离断层带可分为NNE走向的金州拆离断层带和NEE走向的董家沟拆离断层带。区域内矿产种类较多,多沿金州断裂呈NNE向展布(图1)。
图1
收集该地区以往的激电中梯、激电测深资料以及浅部的槽探及钻探取样化验资料进行分析,初步结果表明低阻高极化率异常应与金属矿化有关,高阻应为花岗斑岩脉引起,其他低阻大多为含一定矿化的砂砾岩等引起。
表1 矿区物性统计
Table 1
| 岩性 | 样本数 /块 | 幅频率平均 值/% | 电阻率平均 值/(Ω·m) |
|---|---|---|---|
| 花岗斑岩 | 35 | 1.8 | 5422.6 |
| 闪长玢岩 | 35 | 1.4 | 4698.7 |
| 长石砂岩 | 40 | 1.2 | 4428.5 |
| 砂砾岩 | 35 | 1.5 | 2045.6 |
| 闪长岩体 | 35 | 1.6 | 11246.3 |
| 矿化岩脉体 | 30 | 10.5 | 565.6 |
2 主要技术参数
广域电磁法是相对于传统的可控源音频大地电磁法和磁偶源频率测深法提出来的。在包括远区也包括部分非远区在内的广大区域进行测量,观测人工源电磁场的一个分量(而不是彼此正交的一组电、磁分量),计算广域视电阻率。
图2
图2
测区广域电磁法测量剖面布置
Fig.2
Layout of wide field electromagnetic method section in survey area
图3
图3
广域电场与天然场测量曲线对比
Fig.3
Comparison of wide field and natural field measurement curves
3 成果解释
3.1 数据分析
通过对测区内曲线类型的分析比较,可对测区地质构造单元进行初步划分与归类,给测区地质构造定性,尽量克服资料解释过程中的多解性问题,提高地质解释的准确性。
对经过处理的数据做拟地震成图分析(图4),发现原数据曲线变化形态基本一致,低频电阻率总体比较高,高频数据曲线在测线小号点变化较大,在200~650点之间高频部分曲线形态变化凌乱,在650~1150点之间低频部分电阻率变化出现畸变,推断构造比较发育。小号点数据曲线连续性均出现明显畸变,推断该侧地层电性变化大。由拟地震曲线推断的断层及地层界面等可与广域数据处理的结果进行对比,应用多种数据处理方式提高广域电磁解释的可信度。
图4
图4
L3线的原始数据(a)及其拟地震曲线(b)
Fig.4
Original data(a) and pseudo seismic curve(b) of line L3
3.2 反演成果及解释
通过数据处理成图,对比7条广域电磁剖面反演图形态基本类似。以L3线为例。图5显示地层自上而下可划分为低阻—高阻—中低阻—高阻4个电性层。浅部电阻率在800~2 000 Ω·m,该层的厚度变化不大,大致在400~500 m,中部由于地表干燥或附着物的影响存在团状高阻异常。第二个电性层为2 500~16 000 Ω·m的高阻层,该层埋深起伏较大(400~2 200 m),成层性较差,推测该高阻异常可能由断层引起。其下为低阻层,推断为目标层,该层连续性较差,上下起伏极大,电阻率大部分为1 000~2 000 Ω·m,在测点距离700~800 m的位置埋深最深,约为3 000 m。最底部为高阻层,电阻率在6 000 Ω·m以上,埋深大于1 400 m。以上分析表明,该剖面不同位置电性规律均具有差异,电阻率变化较为复杂,同一电性层的埋深差异较大,预示了该区域地质活动活跃,断裂较为发育,与之前拟地震曲线推测出的断裂位置大致相同。
图5
图5
L3线广域电磁法反演电阻率剖面(a)与CSAMT测量结果(b)对比
Fig.5
Results of WFEM(a) and CSAMT(b) of line L3
在该线位置同时施工了CSAMT以作对比。由CSAMT推断的低阻异常带与广域电磁法解释的第二层低阻带深度相同,形态大致吻合,CSAMT在1 000 m以下未见异常清晰反映,广域电磁法测量结果较好地显示了3 000 m以浅的电阻率分布规律。
L3线1750号点在以往地质勘查中施工有ZK0-1钻孔,孔深815 m,孔内未见矿体,但根据岩心资料显示,在钻深700 m时出现了某一岩体,并且到815 m时未见尖灭。在图中700 m左右时大约为第一电性层和第二电性层的接触面,可见广域测深结果和钻井资料吻合度较高。
3.3 成矿理论模型
在对该地区取得的地质资料的充分归纳研究的基础上,分析该区的成矿动力学背景,总结该区的成矿规律,形成了明确的找矿思路,据此绘制了该区成矿理论剖面模型(图6)。
图6
原地系统为太古宙结晶基底,其顶部发育一条近水平韧性剪切带,伸展构造的变形机制为简单剪切,变形环境具垂向分带性,上部为永宁组盖层,伸展构造具区域成矿、控矿作用,沿基底剥离断层可寻找同伸展韧性剪切带型金矿,而且同时期岩浆活动活跃,为成矿也十分有利。结合广域电磁法数据成果,太古宙基底为高电阻率反映,上部盖层总体也为中高阻,而拆离断层带及相邻部位为相对低阻[14,15]。广域电磁法在现有钻孔地质资料的佐证下,对地层的辨识程度较高,对于存在物性差异的各个界面划分十分明显,而且勘探深度大,对于这种成矿模型的勘探效果十分显著,在该矿区的勘查中,广域电磁法主要针对拆离断层进行大范围辨识,对此种成矿有利层位的划分准确度高。
4 结论
1)本次测量成果显示测区深部1 300 m以下均存在波状起伏的面状构造带,判断为金州拆离断层延伸至勘查区深部或其次级构造,为成矿有利结构面,该结构面上盘为新元古界永宁组,其下盘可能为太古宙基底。
2)广域电磁法勘探深度大,对存在物性差异地层的辨识程度较高,勘探效果显著。本次工作勘探深度达到近3 km,通过本次工作选定有利位置进行大深度激电测深,并设计深孔进行验证,使广域电磁法数据成果可以和该区成矿模式有机结合,细化找矿模型。
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