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点击上方“覆盖区找矿”，关注更精彩！ 陡倾型隐伏金属矿勘查关键 马晓东 山东省地质科学研究院，山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室第一作者：马晓东，1993年毕业于成都理工学院，高级工程师，主要从事地质矿产勘查及研究工作。众所周知，寻找陡倾型隐伏金属矿体应用物探方法效果好。然而，在实际勘查中常因陡倾矿体产状的变化以及浅部氧化矿深部原生矿不均匀等因素影响，会出现钻探见矿率较低的问题。作者在山东某陡倾型隐伏金属矿勘查过程中，采用物探激电测量方法效果较好，关键步骤是分析了出现无矿钻孔的原因，及时完善物探异常推断解释和优化钻孔设计位置。本区共施工了16个验证钻孔，仅3个钻孔没有见矿。物探推断的深部隐伏矿体特征与钻探结果吻合较好，取得了很好的勘查效果。本文是一篇来自于找矿实践经验总结的论文，不仅分析介绍了物探异常特征和钻探验证见矿情况，还分析讨论了3个钻孔没有见矿的原因，这种找矿勘查成功案例论文，更具参考价值。基于此例和以往勘查经验，作者认为查找出现无矿钻孔的原因，提高钻孔见矿率是陡倾型隐伏金属矿勘查的关键，并提出了陡倾型隐伏金属矿体勘查方法和关键流程建议。由于成矿条件复杂性，以往矿体倾向呈陡(急)倾型的铜矿、金矿、铁矿等金属矿的勘查钻孔见矿率较低，有的因此贻误了下一步找矿，因而查找无矿钻孔出现的原因及尽量减少无矿钻孔成为陡倾型隐伏金属矿勘查的关键。为降低勘查成本及提高找矿效率，本次以深部隐伏陡倾型铜矿勘查工作获得的认识，对陡倾型深部隐伏金属矿的勘查工作及无矿钻孔出现的原因进行分析并提出建议，以期有助于以后金属矿床的高效勘查。矿区地层主要为第四系(图1)，岩浆岩主要为二长花岗岩及少量的基性岩脉。因含水层较浅，早期普查工作仅在地表施工少量的探槽工程；探槽揭露的矿体1和矿体2分别长约104m、38m，厚度约1.7m，最厚为4.5m，品位0.37%～0.61%。矿石主要为脉状含黄铜矿石英脉型矿石，矿脉充填于基性岩脉与二长花岗岩之间断裂F1中，地面出露矿体倾向SW，倾角85°～87°，延深不详；矿石金属矿物成分以黄铜矿为主，其次为少量的斑铜矿、蓝铜矿、孔雀石、镜铁矿等；脉石矿物以石英为主，次为方解石等。图1 矿区地质简图 1－第四系；2－花岗岩；3－断裂；4－探槽圈定矿体；5－极化率等值线(%)；6－极化率异常区；7－见矿探槽；8－未见矿探槽；9－未见矿钻孔；10－见矿钻孔；11－矿化钻孔 岩石与矿石间显著的物性差异是地球物理勘探方法有效性的物理学基础。首先在地表采集各类较新鲜的岩矿石标本对其极化率及电阻率进行测试，采用仪器为DMF－2微功率检测发射仪和DJS－8接收机。花岗岩是本区广泛分布的围岩，铜矿化带产于花岗岩内的蚀变带内。花岗岩的平均极化率为0.96%(表1)，电阻率平均值为471Ω·m，两者在本区都是中等的，说明本区的视极化率和视电阻率背景值都是中等强度的。基性岩以岩脉的形式产于花岗岩内，平均极化率为0.38%，电阻率平均值为359Ω·m，其极化率及电阻率与花岗岩相当，一般不引起异常。铜矿石产于花岗岩与基性脉岩的接触蚀变带内，硅化明显，黄铜矿物的分布不连续，由于地表铜矿样品含孔雀石较多，其电阻率变化范围为575～1653Ω·m，平均935Ω·m，远高于花岗岩和基性脉岩；极化率变化范围是0.13%～1.19%，平均0.51%，低于花岗岩，但没有较大差别。铜矿石极化率低的原因是由于地表样品含孔雀石较多和氧化程度较高及金属矿物分布不连续，推测当深部黄铜矿等金属矿物含量增高和氧化程度降低时，将会引起高极化率异常，结合以往的类似区成果资料，推断深部铜矿化带具有高阻高极化率特征。因此本区矿体与围岩具有明显的电性差异，具备电法测量的地球物理前提。激电法在铜、金等金属硫化物矿床勘查方面，特别是深部隐伏金属硫化物矿床勘查方面发挥了很好的找矿作用。故本次依据岩矿石物性特征选择了激电中梯及激电测深综合物探方法进行前期勘查。表1岩矿石电性参数测定统计表 
激电中梯测网为50m×10m，测线间距50m，每1m一个号，编号南小北大，测点间距10m，每1m一个号，编号西小东大。使用仪器为WDFZ－5A大功率激电发射机和WDJS－2直流激电接收机及配套设备。供电电源采用雅马哈EF6600－5.5kW汽油发电机，配备重庆万马物探仪器有限公司生产的整流器，最大供电电压950V，电流3200mA。供电导线和测量导线使用铜芯粗导线，供电电极A、B各使用20根铁电极；测量电极使用重庆万马物探仪器有限公司生产的专用不极化电极。采用短导线法，AB=1000m，MN=20m，点距=10m；采用旁侧0m、50m、100m，在AB距的中段即600m处进行观测。对供电导线和测量导线采用过水法进行漏电检查。施工中，对每次所布置的A、B极距，在观测前、后均进行漏电检查，保证供电导线的绝缘电阻大于2MΩ，观测导线的绝缘电阻大于8MΩ。供放电时间4s×4s，延时100ms，观测3个周期。对畸变点、可疑点等进行多次重复观测，保证观测数据可靠性及准确性。野外施工中，随时点绘激电中梯ηs值线平面图，指导野外工作的顺利开展。对所圈定的激电异常进行地表地质检查和必要的工程地质揭露。质量检查点占总工作量3.44%。检查点段均匀分布于全区，均方相对误差≦1.00%。激电测深使用仪器为WDFZ－2型激电发射机及配套设备，选用10kW发电机并配备整流器作供电电源。采用对称四极垂向等比激电测深法，最大AB/2=5×MN/2，最大AB/2=500m。出工前对供电导线和测量导线采用过水法进行漏电检查；施工中每一点开始和换极距时，均进行漏电检查。野外仪器供电采用双向短脉冲供电方式，供放电时间4s×4s，工作中采用积分与延时均为100ms，观测3个周期。对畸变点、可疑点等均进行多次重复观测，质量检查点位占测深工作量的5.95%，检查点均匀分布于测深点，计算视极化率总均方误差为±0.12%，视电阻率总均方相对误差为±3%。激电中梯ηs等值线平面图显示区内极化率比较杂乱，ηs值一般在1.0%～1.8%，局部大于2.0%，最大值为3.0%。经地表地质观察，工作区主要为花岗岩，局部有基性岩脉分布；区内岩体受构造控制明显，岩石由于构造活动，裂隙发育，错动大，加之矿物分布不均等因素影响，在视极化率场上反映为低而比较杂乱的电场特征，在矿体区显示为低极化率。以ηs值为1.0%以上圈定的具一定规模的激电异常共3处，编号分别为DJ－1、DJ－2和DJ－3(图1)，经野外地表查证DJ－1、DJ－3附近有电线杆，DJ－2附近没有电线杆等其他影响异物，推测DJ－2为矿致异常区。本次在沿矿体走向两侧的被第四系覆盖的隐伏区共实施了3条激电测深剖面，编号分别为3线、2线、4线与勘探线位置及编号重合，测点点距10～20m。从图2的3线断面图可以看出，在170点附近有较高的视极化率反映，以ηs=1.8%圈定的异常带宽度约20m，反映在AB/2=9～340m(换算深度6～220m)之间，呈长条状，规模较大。异常极大值在170点的AB/2=34m(换算深度20m左右)处，ηs=2.09%，且160点AB/2=70m(换算深度50m)处和170点在AB/2=22～70m(换算深度15～50m)范围内视极化率大于2%，为本次工作的异常最高地段，对应视电阻率剖面图中此处区域为相对高阻，ρs值一般大于1000Ω·m，可见该异常总体表现为高阻高极化特征，推断为铜硫化矿物富集体引起，其产状略微西倾。后期钻探施工两个验证孔，浅部钻孔仅见到基性脉岩，未见到矿体；深部钻孔垂深152m处见矿，矿厚5.13m，平均品位1.38%；表明其矿化不均一。2测线视极化率绝对值不高，ηs仅在局部地段超过1.5%，但由于本测线视极化率背景值较低仅为0.8%，相对异常在0.7%以上，又表现为次高阻特征，所以研究相对高视极化率异常同样对于找矿工作有一定的指导意义，ηs=1.4%等值线与ρs＞700Ω·m等值线有较好的对应关系，大体呈西倾态势，对比3线及0线矿体的倾角及倾向，矿化体在自北向南延伸过程中产状由近直立状逐渐变为趋于向西的陡倾状，这可能因控矿构造产状不规则造成的。该线钻探施工了3个验证孔，其中浅部2个钻孔见矿，深部钻孔没有见矿；较浅部钻孔垂深61m处见矿，矿厚3.39m，平均品位0.38%；较深部钻孔垂深166.9m处见矿，矿厚3.36m，平均品位0.21%。4测线在200点附近地表处有相对高视极化率表现，但该处视电阻率没有相对高阻反映，可能为地表第四系覆盖引起的局部干扰异常。图中视极化率以ηs=1.5%圈定的相对高极化体向下延伸良好，在AB/2＞50m(换算深度35m)下ηs＞1.8%，相对异常0.8%，说明矿化程度较高，对比视电阻率图可见高极化体基本位于ρs＞1000Ω·m的相对高阻区域内，综合表现为高阻高极化特征，推断为含铜硫化矿物富集体引起，其倾向西，倾角大。在AB/2=3～340m(换算深度3～220m)的空间范围内，上窄下宽，且随着深度的增加硫化物富集程度也有所增加。钻探施工2个验证孔，浅部钻孔垂深20.8m处见矿，矿厚6.66m，平均品位0.61%；深部钻孔垂深242.5m处见矿，矿厚2.88m，平均品位0.34%，见矿效果较好。图2 激电测深3线、2线和4线的综合断面简图 1－花岗岩；2－推测铜矿体；3－激电测深等值线(%)；4－钻孔编号及终孔深度 区内铜矿体在其走向及倾向上延伸趋势较好，并严格受断裂F1的控制，含铜热液沿断裂深部构造裂隙向上运移并在适当位置定位成矿，故断裂为铜矿提供了很好的导矿成矿构造地质条件。在地面可见断裂及矿体的走向线呈扭曲状，暗示深部断裂及矿体的倾向产状也可能发生扭曲变化。另外断裂和矿体多分布于基性脉岩的西侧或内部，因此基性脉岩也为断裂及矿体的形成提供了很好的地质前提环境。该区地表矿石（氧化矿）样品表现为高阻低极化率的物性特征，矿区激电中梯的极化率值也表现较低，结合以往的有关资料认为极化率低的原因主要是由于地表矿石的含孔雀石较多及氧化程度较高造成的，推断当深部黄铜矿（原生矿）等金属矿物含量增高和氧化程度降低时，将会引起高极化率异常。本次利用深部铜矿体高阻高极化率的物性特征作为隐伏区的激电测深剖面资料解释的约束条件进行地质综合推断，推断的深部隐伏矿体特征与钻探结果吻合较好，表明本次实施的激电测深工作及其物探解译方法比较合理正确。因此在进行深部金属矿勘查时，在分析确定好作为物探资料解译约束条件的深部金属矿体物性特征的前提下，再选择适宜的物探方法进行勘查，能够取得很好的找矿效果。本区共施工了16个验证钻孔，钻孔倾向全为85°；只有2线最深钻孔倾角为80°，其余的全为75°。勘查3线浅部钻孔、2线最深钻孔、8线较深钻孔共3个钻孔没有见矿，离3线浅部无矿钻孔较近的1线浅部钻孔只见到矿化。0线、1线、3线、5线的最浅部钻孔见矿情况分别为矿体、矿化体、未矿化体、矿体，矿床矿化从有矿到矿化至无矿具有连续渐变过渡性特征，表明该矿床存在矿化不均一性和间隔性，并且3线浅部无矿钻孔附近也没有激电中梯矿致物探异常，也表明3线浅部钻孔没有见矿的原因主要是由于矿体矿化不均一发生矿化间隔造成的。经计算投影分析，未见到基性脉岩及矿化体的2线深部无矿钻孔的终孔位置水平投影点，位于该线浅部两个见矿钻孔钻遇矿体时位置的水平投影点之间；2线北部附近0线最深钻孔钻遇矿体时位置的水平投影点，位于0线较浅的两个钻孔钻遇矿体时位置的水平投影点之间，表明矿体倾向已在0线位置发生反转；并且2线南部4线深部钻孔钻遇矿体时位置的水平投影点，位于4线浅部钻孔钻遇矿体时位置的水平投影点东部，表明矿体倾向也在4线较浅部位置也发生了反转；8线附近的激电中梯矿致异常DJ－2位于浅部矿体倾向的相反方向，表明矿体产状偏转中心位于该处附近，因此2线及8线的两个深部钻孔未见矿的原因是由矿体倾向发生反转造成的。因此对于陡倾型金属矿勘查时出现未见矿钻孔的主要原因有两个：一个是矿体矿化不均一造成的；另一个是矿体倾向发生反转造成的。由于后期钻探工作量超量及经费不足，本次没有对激电异常DJ－2进行钻探验证，但通过地面查证及已施工的钻孔钻遇矿体的情况分析，本区激电异常DJ－2是矿体倾向在深部发生反转造成的矿致异常，故可以利用激电中梯异常来判断陡倾型铜矿体的倾向。本次从施工的钻孔岩矿心中发现深部铜矿石有的发生了氧化，为了进一步了解本区铜矿石的电性特征，后期从钻孔岩矿心中挑选了本区深部未氧化的原生铜矿石标本，进行了电性测量(表1)；经测量得知其电阻率变化范围是1833～7991Ω·m，平均为3755Ω·m；极化率变化范围是2.73%～6.65%，平均为5.02%；其电阻率和极化率都远高于花岗岩和基性脉岩。因此相对于围岩，金属矿石在电学、密度和磁化率等物理性质方面有显著差异性，能够产生高重力、高磁力、高极化等地球物理异常，物探方法能够有效地获取深部隐伏矿存在各种信息，成为寻找深部隐伏矿的主要手段，因此可以通过电法、磁法、井中物探等方法测量的地球物理矿至异常推测陡倾型铁、铜、金、铅锌等隐伏金属矿体深部特征。由于陡倾金属矿体倾向发生反转时角度变化较小，有时在地球物理测深曲线上反映不明显，但在地球物理扫面曲线上反映较明显，若矿致扫面物探异常出现在浅部金属矿体倾向的相反方向，表明金属矿体在该处或附近发生了倾向反转；附近钻孔出现只见矿化不见矿体现象，或者地球物理测深矿致异常出现间断不连续特征，表明该矿体矿化具不均一性。故在对陡倾型金属矿进行勘查时，首先对岩矿石的地球物理性质进行详细分析的基础上，确定好作为物探资料解译约束条件的深部金属矿体物性特征的前提下，使用适宜的地球物理测深及扫面等综合物探方法进行前期勘查，及时利用物探资料成果和已施工的验证钻孔来判断陡倾金属矿体矿化是否均一及其倾向是否发生反转，可以减少无矿钻孔的出现。故为提高钻孔的见矿率，建议依据金属矿岩矿石物性特征，选择适宜的电法、磁法、重力等地球物理扫面和测深以及井中物探等综合方法进行陡倾型隐伏金属矿前期勘查，主要利用附近钻孔有无矿化或利用物探测深的矿致异常有无间断来判断矿化是否均一，利用物探扫面的矿致异常的位置或附近钻孔钻遇的矿体倾向特征及井中物探来判断矿体倾向是否发生反转。由于钻探条件及经费等限制，本次施工的钻孔倾角为75°～80°，针对倾角较陡的隐伏陡倾斜型金属矿体，为了提高钻孔见矿的可能性，建议以后多施工一些倾角较小(45°～60°)的斜孔。(1)本次利用深部铜矿化带高阻高极化率的物性特征作为隐伏区的激电测深剖面资料解释的约束条件进行地质综合推断，推断的深部隐伏矿体特征与钻探结果吻合较好。故在进行深部金属矿勘查时，在分析确定好作为物探资料解译约束条件的深部金属矿体的物性特征前提下，再选择适宜的物探方法进行前期勘查，能够取得很好的找矿效果。(2)通过陡倾型隐伏铜矿勘查实践发现，陡倾型隐伏金属矿勘查时出现未见矿钻孔的主要原因有两个：一个是矿体矿化不均一造成的；另一个是矿体倾向发生反转造成的。(3)为提高钻孔的见矿率，建议在分析确定好作为物探资料解译约束条件的深部金属矿体物性特征的前提下，选择适宜的电法、磁法、重力等地球物理扫面和测深以及井中物探等综合方法进行陡倾型隐伏金属矿前期勘查，主要利用附近钻孔有无矿化或利用物探测深的矿致异常有无间断来判断矿体矿化是否均一，利用物探扫面的矿致异常的位置或附近钻孔钻遇的矿体倾向特征及井中物探来判断矿体倾向是否发生反转。另外，为了提高隐伏陡倾斜金属矿体钻孔见矿的可能性，建议多施工一些斜孔。原文来源：《地质与勘探》2021年第1期P30-38页
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