地球化学方法、高密度电法在青海发现金锑矿脉

知自然

作者

-宣扬地学成

高密度电法在北巴颜喀拉山夺尔贡玛锑金矿点找矿中的应用

马德锡¹，任喜荣²，宋炯¹，张保卫¹

1 中国地质调查局地球物理调查中心

2 甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院

第一作者：马德锡，正高级工程师，从事地球物理调查及研究工作。

通信作者：任喜荣，高级工程师，从事地球物理勘探工作。

导读：

根据1/20万化探异常，在青海玛多县北发现了夺尔贡玛锑金矿点，在进一步开展的成矿环境及预测研究工作中，投入了高密度电法和1:1万土壤地球化学测量。

高密度电法是近年来发展起来的一种电法勘探新方法，已经从最初的单一测量电阻率改进为同时测量电阻率和极化率，大大提升了探测应用能力。在“青海省北巴颜喀拉山金成矿环境及预测研究”项目中，对玛多县夺尔贡玛矿区土壤化探Sb、Au、As和Hg元素异常，采用面积性高密度电法查证评价。平面电阻率异常表明，区域性NW向断裂在该区被NE向后期断裂错断改造，2组断裂交会部位叠加有高值充电率异常，通过总结已知夺尔贡玛矿矿点的物探异常特征，优选与锑、金等多金属元素化探异常套合的充电率异常作为找矿靶区，进行了工程验证。共施工槽探4个，剥土1个，探槽中均见金矿或锑矿化显示，其中TC205槽探中见矿效果最好，金锑矿体厚度为3.84m，金平均品位为3.08×10^-6，锑平均品位为10.64×10^-2。4个槽探控制的金锑矿脉均处于1/1万土壤扫面异常浓集中心内，脉状矿体产状10°∠70°。取得了较好的找矿效果。

研究认为，该矿床的成因类型可能属于浊流沉积型矿床，与同一成矿带中特大型大场金矿床的类型相似，预示着夺尔贡玛金锑矿点也具有形成大型矿床的潜力，构造、化探异常和高密度电法充电率（极化率）异常三者叠加是良好的找矿标志。

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0 引言

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1 区域地质及矿区地质概况

1.1 区域地质

1.2 矿区地质

2 高密度电法工作部署与成果解释

2.1 单条测线剖面异常解释

2.2 综合剖面异常解释

3 高密度电法异常地质解释

4 异常验证及找矿效果讨论

5 结论

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0 引言

青海玛多县夺尔贡玛锑金矿点区域上位于北巴颜喀拉造山亚带印支—燕山期金、锑（稀土、钨、锡、汞）三级成矿带中。目前该成矿带上已发现有大场超大型金矿床，东大滩和加给隆洼中型金矿床，以及黑海南、西藏大沟、大东沟和扎拉依等一系列金（锑）矿点。

“青海省北巴颜喀拉山金成矿环境及预测研究”项目组通过开展1/20万化探工作，圈定了乙类Sb（Au）找矿靶区及As_乙⁴¹Sb（Au）综合异常，并在昆仑山口—甘德深断裂带早三叠世昌马河组上段砂岩夹板岩地层中发现了玛多县北夺尔贡玛锑金矿点。为了验证所圈定靶区的可靠性及As_乙⁴¹Sb（Au）异常的重现性，后期在靶区中东部及南北侧开展了1/1万土壤地球化学测量工作，圈定了Sb、Au、As和Hg元素异常，异常组合特征与邻近的大场金矿床相似。以往研究表明，夺尔贡玛锑金矿点具有较大的成矿潜力。然而，玛多县海拔在4500m以上，覆盖层较厚，总体显示为高山高原草甸区特征，夺尔贡玛矿区可观察到的露头较少，地表地质工作有一定的难度，总体工作程度低，对矿区控矿因素和成矿类型等基础问题认识不清，找矿工作一直未取得重大突破。

高密度电法是近年发展起来的一种电法勘探新方法，已经由最初单一测量电阻率改进为同时测量电阻率和极化率，并进行电阻率与极化率联合反演，提供的数据量大、信息多，具有观测精度高、速度快和探测深度灵活等优点，被广泛应用于地质找矿、地下水勘查和工程勘察等领域。该方法能同时探测地质体的电阻率和极化率参数，并进行电阻率与极化率联合反演，有利于金属矿勘探。鉴于此，采用高密度电法对区域控矿断裂和化探异常进行查证，获得物化探套合异常靶区，通过对靶区进行钻探工程验证，以期实现找矿突破。

1 区域地质及矿区地质概况

1.1 区域地质

研究区大地构造位置处于巴颜喀拉地块的玛多—玛沁增生楔，成矿带隶属北巴颜喀拉—马尔康Au-Ni-Pt-Fe-Mn-Pb-Zn-Li-Be成矿带）。区域地层主要有石炭纪—中二叠世布青山群和三叠纪地层，其中三叠系为研究区主体地层，分布广泛，为一套砂泥质复理石—类复理石沉积，岩石浅变质，具有活动性沉积特点，是区内主要赋矿地层，地层中金含量较高，一般为31.5×10^-9~90.0×10^-9，高者可达367.5×10^-9。该套地层分布区地球化学特征表现为Au、As、Sb和Hg等元素的高背景值，区内主要金（锑）矿床均赋存在该套地层中（图1）。区内断裂以NW向为主，其次为NE向，NW向断裂形成时代主要为印支晚期，断面以北倾为主，沿断裂带构造岩发育，并有大量脉岩贯入，具有明显的控岩、控矿作用。贯穿研究区的主干断裂为昆仑山口—玛多—久治断裂带。区内岩浆活动较弱，侵入岩多沿区域性大断裂出露，岩体规模较小，多呈小岩株状侵入于三叠纪地层中；火山岩仅在石炭纪—中二叠世布青山群中局部发育，以中基性熔岩为主，局部有少量火山碎屑岩。区内除新生代地层外，石炭纪—中二叠世和三叠纪地层均发生不同程度的变质作用，其中石炭纪—中二叠世地层为高压低温变质作用，形成蓝闪—绿片岩相，三叠纪地层变质程度相对较低，为低绿片岩相。

图1 区域地质图

1.石炭纪—中二叠世布青山群；2.早三叠世昌马河组下段；3.早三叠世昌马河组上段；4.古近纪雅西措组；5.早—中三叠世下大武组；6.中三叠世甘德组；7.晚三叠世清水河组下段；8.第四纪更新世砾岩、砂砾岩夹砂岩；9.第四纪更新世冰水堆积的砂砾石层；10.第四纪全新世腐植泥、黏土和粉砂沼泽沉积；11.具构造分区意义的断裂带；12.成矿区带划分边界；13.锑金矿点及编号；14.地球化学异常组合编号

1.2 矿区地质

夺尔贡玛矿区位于玛多县北夺尔贡玛一带，处于玛多县幅AS_乙⁴¹Sb（Au）综合异常中，矿区地层主要为早三叠世昌马河组上段和石炭纪—中二叠世布青山群（图1）。矿化类型为构造蚀变岩型和石英脉型。区内石英脉发育，沿构造破碎带产出且具有不同矿化特征的石英脉局部金（锑）成矿元素含量高于背景值数十倍至百倍，区内已有的成矿事实也表明灰褐、浅灰色石英脉发育的构造破碎带往往是区内主要成矿区段，也是研究区至巴颜喀拉浊积岩盆地区域找矿最明显的找矿标志。“青海省北巴颜喀拉山金成矿环境及预测研究”项目组验证所圈定找矿靶区的过程中，在昆仑山口—甘德深断裂带早三叠世昌马河组上段砂岩夹板岩地层石英脉发育地段及不同构造线断裂交会部位发现了夺尔贡玛锑金矿点。矿点矿化体地表露头长度大于300m，宽度大于40m。含矿地层为昌马河组上段砂岩与板岩互层，地质特征与大场金矿相似。

2 高密度电法工作部署与成果解释

夺尔贡玛锑金矿点位于高原草甸区，地形起伏较大，地表有一定厚度（2~3m）的土壤覆盖，地表水丰富，覆盖层湿润且植被腐殖质少，接地电阻率低，人为干扰小，满足开展直流电法工作的前提条件。结合地质资料及测区踏勘，共布设高密度电法测量剖面10条，点距为5m，线距为100m，单条测线长度为595m。测线垂直锑（金）矿化带并覆盖化探异常西半部，测线部署如图2所示。

图2 夺尔贡玛测区地质概况及高密度电法工作部署图

1.石炭纪—中二叠世布青山群；2.早三叠世昌马河组上段；3.早三叠世昌马河组中段；4.花岗岩岩体；5.锑矿化脉；6.锑金元素化探异常；7.具有分界意义的断裂；8.锑金矿化点；9.高密度电法测线

测量设备选用北京地质仪器厂生产的DCX-IA多功能高密度电法仪，测量数据采用瑞典Res2Dinv3.X二维反演软件进行处理解释。由于DCX-IA电法仪没有接地电阻检测功能，所以部分测量数据具有干扰误差，但通过数据处理解释发现，各测量剖面电阻率和充电率异常结果与地质体走向较为一致，能够真实地反映该区的实际电性情况。

2.1 单条测线剖面异常解释

利用软件Res2Dinv3.X对单条测线剖面数据进行了飞点删除、偏差点平滑等处理，并进行二维反演解释。图3所示为15线至24线的电阻率充电率联合反演断面图。其中，15线电阻率断面图异常表现为三层，地表为电阻率极不均匀的高阻层，厚度约20m，中间为低阻层，厚度约30m，深部是电阻率相对均一的高阻层。浅部电阻率极不均匀，反映出岩石破碎，发育较多的次级断裂；地层接触面在电阻率断面上表现为低阻带，位于剖面横向220~235m，产状北倾，浅部平缓、深部变陡。浅部破碎岩石孔隙度大，使得中间层位含水丰富，电阻率表现出极低阻层；断裂裂隙含水并经风化氧化侵蚀等作用表现为低阻区带。15线充电率断面图仅在与深部高阻对应的部分有充电率弱异常，异常组合特点为高阻高充电率。16线电阻率异常断面显示浅部为极不均匀的高阻层，厚度约为30m，中部为低阻层，厚度约为40m，深部为高阻层；地层接触面在电阻率断面有明显的低阻反映，位于剖面横向220~235m，浅部平缓、深部较陡；在电阻率断面横向305~330m深部有垂直的低阻带，推断为区域断裂所引起的，断裂处在地层接触面北；断面横向445m深部显示为另一低阻带，推断为另一低阻断裂，产状近直立。16线充电率断面图上与电阻率异常梯度带对应有充电率弱异常，异常组合特征也为高阻高充电率。

图3 15线至24线高密度电法测量反演解释断面图

17线电阻率断面显示浅部为不均匀的高阻层，厚度约为20m，中部为低阻层，深部有部分高阻层；地层接触面在断面横向220~235m也有低阻带显示，产状与16线相似；235~275m处为16线低阻构造带向东的延伸；断面横向445m深部显示16线另一低阻构造带延伸，但产状不明显；地层接触面及低阻断裂含水丰富，是引起低阻异常的主要原因。17线充电率断面显示在断面横向385m深部有高充电率异常，该异常与电阻率断面的深部高阻对应，异常组合特征为高阻高充电率。18线、19线、20线、21线和23线电阻率断面异常均与前3条剖面线异常类似，反映出该区地层的三元结构，地层接触面和低阻断裂沿NW向延伸稳定，充电率主要分布在深部，不连续，异常组合特征为高阻高充电率。

2.2 综合剖面异常解释

（1）电阻率综合异常解释。为进一步研究电阻率异常特征的实质及电阻率低阻带的形成因素，绘制了所有测线的平面剖面图（图4）。由图4可知，断面的低阻带为NW和NEE向；结合测区的地质构造特点，推断低阻带反映的是NW和NEE向断裂，低阻带变宽处为构造交会部位；区域构造所引起的NW向低阻带在断面深部没有封闭，说明区域构造延深较大；浅部构造裂隙错综复杂，反映出电阻率低阻异常带在单个剖面上宽窄不一及剖面之间位置变化等特点；断裂裂隙导致地下浅部含水较多，直接促成中间低阻层的出现。主要断裂的主体走向为NW向，然而NEE向断裂也有明显的反映。

图4 电阻率平面剖面解释图

（2）充电率综合异常圈定与解释。通过剖面充电率异常解释可知，充电率异常与电阻率异常组合关系主要表现为高阻高充电率，且异常主要与深部高阻体关系密切，浅部异常仅在20线（横向500m）有显示，异常值在70~120ms之间，20线正是该测区已发现锑金矿化脉的位置，说明矿化与充电率异常具有一定的对应关系，也反映出锑金矿化脉在矿化带平面延伸方向及垂向上有分支复合、尖灭再现的空间分布特征。通过详细研究该异常特征，发现20线以外其他深部异常与该异常具有相同的性质，为此在断面充电率异常分析基础上，对测区的充电率异常在平面剖面图上进行了地面投影异常圈定，如图5所示。由图5可知，测区异常相对比较集中，主要分布在17线、18线和19线。根据电阻率异常分析，认为地表构造发育。由于地表水丰富，且浅部充电率异常幅值较低，所以浅部充电率异常即使不全是矿化（体），也能反映测区矿化信息或矿化因子（金属离子溶解在地表水中）的存在。因此，从整个测区对充电率异常展布特点及各分支异常之间的联系进行分析，其中17线~20线的充电率异常套合性好，具有一定的连续性，异常强度大，且向深部没有封闭，推断这些充电率异常为矿化（体）引起的可能性大，确定为下一步工作的重点靶区。

图5 充电率平面剖面异常投影图

3 高密度电法异常地质解释

为了深入分析低阻异常反映的低阻构造并研究其与矿化（体）之间的关系，对电阻率异常趋势进行分析，具体方法是提取深部约20m深度的各反演电阻率断面的电阻率值，绘制平面等值线图，以反映测区电阻率的变化趋势，如图6所示。电阻率趋势图反映出电阻率整体上存在一低阻带，如图中深蓝色区域所示，延伸方向为NEE向；低阻带的展布方向与区域NW向构造及地层接触面斜交，与化探异常的长轴延伸方向近一致，由此推断该区可能存在NE向构造，其改造了区域NW向早期构造。从地表化探异常的展布形态位置分析，化探异常与NE向构造关系密切，也反映出石炭纪—中二叠世布青山群砂岩和板岩相对南边早三叠世昌马河组粉砂质板岩和石英砂岩表现为低阻。进一步分析形成该异常的地质原因是，区域性NW向断裂被后期NE向断裂带错断，如图7所示。矿床（点）产出位置实际上是2组构造的交会部位，断裂叠加改造反映了成矿事件的发生，也为成矿物质的富集和运移提供了空间，在电法测量结果中表现为低阻高极化率，在地球化学测量中表现为元素富集以及锑金矿化蚀变带的出现；早三叠纪昌马河组较石炭纪—中二叠世布青山群电阻率高，这与前人研究获得的地球物理特征一致（韩英善，2009），可能是因为早三叠世昌马河组砂板岩电阻率比石炭纪—中二叠世布青山群砂岩电阻率高，电阻率异常反映了实际地质情况。

图6 电阻率异常趋势及推断断裂展布图

图7 夺尔贡玛地质构造模式示意图

1.石炭纪—中二叠世布青山群；2.早三叠世昌马河组上段；3.早三叠世昌马河组中段；4.花岗岩岩体；5.锑金矿点；6.区域构造线

充电率异常主要分布在地层接触带两侧（图8，粉红色图斑），异常延伸方向与地层走向一致，异常主要与化探锑金元素异常套合叠加，充电率异常范围小且连续性不好，为单个异常块体。但是，结合前文电阻率趋势分析发现，充电率异常分布的空间位置主要是在2组构造的交会部位，可见充电率异常与地层、构造及化探异常具有密切的空间位置耦合关系。综合分析认为，充电率异常主要为矿化异常，异常强度高且较为集中，17线、18线、19线和20线异常为主体异常，应重点进行工程验证。

图8 电阻率和充电率综合异常平面投影图

1.石炭纪—中二叠世布青山群；2.早三叠世昌马河组上段；3.早三叠世昌马河组中段；4.花岗岩岩体；5.锑矿化脉；6.锑金元素化探异常；7.具有分界意义的断裂；8.锑金矿化点；9.高密度电法测线；10.充电率（极化率）平面异常投影

4 异常验证及找矿效果讨论

以夺尔贡玛金锑矿点高密度电法异常综合研究为基础，中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心对17线、18线、19线和20线充电率异常（与化探异常以及矿化蚀变带套合较好）进行槽探工程验证。本次共施工槽探4个，剥土1个，探槽中均见金矿或锑矿化显示。其中，TC104中见有金矿体，金品位为1.12×10^{-6，厚度为0.80m；}TC205中见有金锑矿体，矿体厚度为3.84m，金最高品位为6.56×10^-6，平均品位为3.08×10^-6；锑平均品位为10.64×10^-2，最高品位为24.13×10^-2。4个槽探控制的金锑矿脉均处于1/1万土壤扫面异常浓集中心内，工程控制长度约为80m，宽度约为8m，产状10°∠70°，脉状矿体表现为砂质板岩、钙质板岩碎块和石英团块。硅化蚀变强烈，矿化主要为辉锑矿化和褐铁矿化。辉锑矿呈团块状、放射状和条带状。

本次找矿中与化探异常套合的高密度电法充电率异常很好地指示了矿化（体）赋存部位，且工程控制部分处于2组构造交会部位。从见矿探槽位置来看，主要是在早三叠世昌马河组中，可见成矿与该地层关系密切，这也进一步印证了矿体产出受构造和地层双重因素控制的事实。在下一步找矿工作中，若要实现找矿突破和扩大矿床规模，构造、化探异常和高密度电法充电率（极化率）异常三者叠加是良好的找矿标志。见矿较好的探槽均分布在早三叠世昌马河组中，该地层岩性为砂板岩互层，具有典型的浊流沉积特点，说明该矿床的成因类型可能属于浊流沉积型矿床，与同一成矿带中特大型大场金矿床的类型相似，预示着夺尔贡玛金锑矿点也具有形成大型矿床的潜力。本文的工作案例也表明，在北巴颜喀拉山地质工作程度较低的地区，充分利用前人地质资料和化探异常，结合高密度电法测量的找矿模式是有效的，高密度适合于高原草甸区隐伏矿的勘探。

5 结论

夺尔贡玛锑金矿点处于巴颜喀拉成矿带（Ⅲ）之加给陇洼—昌马河金锑成矿亚带上，具有优越的成矿前景。通过高密度电法测量，并综合地质地球化学资料分析得出，夺尔贡玛锑金矿床受断裂控制，并与三叠纪巴颜喀拉群有专属性，三叠纪巴颜喀拉群地层中的细网脉、网脉状青灰色石英脉破碎蚀变带表现为低阻高充电率（极化率）组合电性异常，是重要的找矿标志。

在高原草甸覆盖区，根据化探异常圈定异常靶区，并开展高密度电法找矿勘探，取得了一定的找矿效果。根据高密度电法电阻率NE向低阻带异常，解译出NE向断裂，为区域构造格架的建立提供了依据。根据高密度电法充电率（极化率）异常圈定了深部矿化体，发现矿化体分布受地层和构造的双重制约，且主要分布在昌马河组不同期次构造交会部位。研究结果表明，在北巴颜喀拉山地质工作程度较低的地区，利用前人地质资料和化探异常并结合高密度电法测量的找矿模式是有效的，高密度电法是一种有效的高原草甸覆盖区找矿方法。

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