CSAMT在老矿山深部隐伏矿体预测中的应用

CSAMT在老矿山深部隐伏矿体预测中的应用
张文博;李春成;田昊;安玉伟
【摘要】In recent years Jiapigou gold deposit is facing problems including depleted resource,exhausted ore-bodies at shallow part and relatively less geological information about deep part.In 2013 China established a deep ore prospecting plan for this deposit and aimed at finding more prospecting information about deep ore prospecting works below
500m.Conventional geophysical prospecting method couldn’t reach parts of the mine at such depth,and the mining area was under the influence of severe electrical interference by stray cur-rent in the mine.Through the works of the authors,CSAMT found several profile anomalies with reliable data,and Au-Ag orebodies of various grades were seen at deep part through drilling verification of two bore-holes which matched well with geophysical interpretation.This paper provided basis for resource potential assessment of deep part of the mining area and laid foundation for developing deep ore prospecting methods in other sections of the mining area.%夹皮沟金矿近几年资源已近枯竭，浅部矿基本开采殆尽，深部地质信息相对较少。

2013年国家在该矿山实施了老矿山深部找矿，如何探查500m以下深部找矿信息，常规的物探方法已达不到这样的勘探深度，况且矿区的游散的电干扰也较严重。

本次工作通过可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)取得了数据质量可靠的剖面异常，通过两个钻孔的验证，在深部不同程度地见到了金银矿体，与物探解释部位吻合较好，为该矿区深部资源潜力评价提供了依据，同时也为矿区其他区段开展深部找矿方法奠定了基础。

【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2016(030)004
【总页数】5页(P652-656)
【关键词】老矿山;深部找矿;隐伏矿体;CSAMT;验证效果
【作者】张文博;李春成;田昊;安玉伟
【作者单位】吉林省有色金属地质勘查局，吉林长春 130021;吉林省有色金属地质勘查局研究所，吉林长春 130021;吉林省有色金属地质勘查局研究所，吉林长春 130021;吉林省有色金属地质勘查局研究所，吉林长春 130021
【正文语种】中文
【中图分类】P631.3
位于吉林省桦甸市境内的夹皮沟金矿是一座历史悠久的老矿山，500m以浅勘查程度很高，矿山原有的资源消耗殆尽，出现危机。

为寻找接续资源，国家实施了老矿山深部找矿战略。

然而，深部找矿面临的问题是，矿体埋藏深度大，地质信息相对少，勘查难度和投资风险很高。

这就迫使勘查技术人员依靠科技进步来提升找矿能力，以地质成矿理论为指导，应用新的技术方法进行预测。

就夹皮沟本区而言，传统的物探方法对寻找隐矿体收效不明显。

老矿山项目实施过程中，采用可控源音频大地电磁测深方法进行深部预测，经钻探验证效果比较理想。

测区范围内出露地层、岩性比较简单，主要为太古界鞍山群上部三道沟组和中部杨家店组片麻岩类，前者主要以斜长角闪岩、石榴斜长角闪岩为主，后者以斜长角闪岩、绿泥片岩及变质斜长角闪岩、夹磁铁石英岩。

测区岩浆活动比较强烈。

主要由五台期哑铃状钾质花岗岩和加里东晚期黑云母花岗
岩。

此外，区内广泛分布华力西―燕山期的基―中酸性脉岩，主要有石英正长斑岩、花岗闪长岩、闪长岩、闪长玢岩、辉绿岩、煌斑岩。

测区内断裂构造发育。

不同期次的剪切带由早至晚呈EW向、NW向、SN向和NE向有规律展布，控制了区内矿化带(体)及岩浆岩和脉岩的空间展布[1]。

1.2 矿化带地质特征
测区内以往工作程度很高，对发现的Ⅱ号、Ⅲ号、Ⅳ号矿化带进行了地表槽探揭露浅部钻探(300m)控制，发现的都是矿化体，没有发现好的工业矿体。

Ⅱ号矿化带：地表控制延长1050m，宽1.80～5.50m，NE倾，倾角48°～63°。

主要产于花岗质片麻岩、二长花岗岩，少量产于角闪斜长片麻岩和钾质花岗岩内。

由大量的围岩角砾和断层泥所构成的碎裂岩组成，片糜棱岩化发育，各类蚀变较强，可见有硅化、碳酸盐化、绿泥石化，普遍见有浸染状、星点状、小团块状细粒它形黄铁矿。

Ⅲ号矿化带：地表控制长970m，宽2.50～10.80m，NE倾，倾角57°～70°。

主要产于钾质花岗岩内，少部分产于二长片麻岩，构造破碎，蚀变和矿化特征与Ⅱ号带相同。

Ⅳ号矿化带：地表控制延长约2680m，宽度2.50～21.00 m变化较大，NE倾，
倾角56°～67°。

全部产于钾质花岗岩中，伴有5000余米厚大稳定的闪长岩脉，
变形作用强于Ⅱ、Ⅲ号带，金矿化活动是三条带中最活跃的。

测区内以Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号矿化带为代表的破碎蚀变矿化带群数量多、规模大、脉带集中、产状相近、脉岩发育、矿化蚀变较强，多处金矿化可达边界甚至工业品位钻孔控制较浅[2](图1)。

与之相邻的成矿条件一样的二道沟—庙岭金矿床目前采矿深度已超过千米，依据矿体横向对应的赋存规律，该区深部的找矿空间应该很大，为深部预测提供了地质前提。

夹皮沟矿区的控矿因素是：有利的矿源层—夹皮沟地块岩石(原夹皮沟群老牛沟组
地层)赋矿空间为断裂破碎带以及在时间上、空间上与金矿体相关的脉岩，就是
“暗色岩―NW向主剪带(含低序次构造)―脉岩”三位一体模式。

由矿引起的组合异常为“负磁背景中条带状正磁异常一侧，低电阻率正交点带，激电异常高”。

条带状分布的吕梁期花岗岩无磁性，显负异常，大面积分布的花岗质片麻岩(原称混合
片麻岩)亦呈平衡的低磁场，一块一块分布的角闪斜长片麻岩(原称注入片麻岩)在
平稳的磁场中呈现局部高，而零星弧岛状分布的斜长角闪岩出现正异常，中大型石英脉型金矿就产在其中[3-4]。

太古宙岩石为强磁性，由于遭受到无磁性花岗岩的
侵入，在高温高压下退磁。

矿脉产在角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、花岗质片麻岩内的破碎带中，尽管金矿类型为石英脉型，但多次的构造运动使之破碎含水，仍以高阻一侧的低阻正交点出现。

高阻为强硅化或强蚀变，低阻为含矿破碎带并叠加硫化物局部富集而起[5]。

表1 给出了测区常见岩、矿石的电性参数统计结果。

蚀变二长花岗岩极化率最高，其它岩性极化率均较弱；斜长角闪岩、正长岩电阻率最高，其次为蚀变二长花岗岩及闪长岩，其它岩性电阻率较低，因此，中阻高极化体与矿化蚀变有关，岩(矿)石电性差异较大，为在测区内开展电法勘查提供了物性前提。

可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)具有勘测深度大、穿透高阻层能力强、经济
快速等优点，可以勘查深部的地质构造，预测2000m深以内的隐伏矿体[6-7]。

使用仪器为加拿大产V8电法工作站，测区CSAMT野外施工主要参数：收发距R 13.459～15.659km，供电极距AB=1106m，接收极距MN=20m，测线长
720m，发射频率9.6～9600 Hz，共40个频点，每个频点采集时间为1min，发射电流5.4～3.6A，计算有效探测深度为1200m。

相对均方误差3.61%，符合规
范要求。

每天野外施工结束，立即将仪器自动采集并存储在可移动闪存卡(CF卡)中的数据
回放到计算机，进行室内后期处理。

室内数据处理使用V8系统CSAMT法专用处理软件进行。

数据处理以测线为单位进行。

数据处理过程见图2。

包括电极点位坐
标偏差校正、曲线自动圆滑、跳变频点处理、两端坏频段截断处理、坏测点曲线废弃删除或插值利用处理、近场校正、静态位移校正处理、测线断面反演处理、多测线数据高程切片以及成果图绘制。

数据处理按需进行，以确保客观、合理为原则。

为方便与已有地质剖面做比对研究，对本区12条测线的所有原测点号全部-1000后再乘-1，使点号值的最小从原来的南端变成了北端，最大值位于南端且变成0值。

由此形成的CSAMT成果剖面图
的方向与已有的地质剖面方向一致。

反演处理经多种方法尝试比对后选中CSAMT 模型的拟二维反演。

区内NW向断裂构造数量较多，具有多期次构造叠加的特征，一般都有规模不等
的金矿体产出，具有压扭性构造特征。

区内太古界经历了多期区域变质作用，相应地也经历了多期的变形作用，元古界以后区内构造活动以断裂活动为主，石英闪长岩侵入前二长花岗岩经过强烈的挤压力产生了褶皱和断裂，而后石英闪长岩沿裂隙侵入，形成复脉状构造F1走向NW，倾向NE，贯穿工区。

49线地质情况较为复杂，通过反演剖面可见(图3)，于1000～1600点之间存在一低阻带，向下延伸约600m，出现面积性低阻异常，说明晚期岩浆活动强烈，引起围岩破碎、矿化蚀变，普遍呈现低阻反应。

F1低阻响应湮没于面积性低阻中。

通过对比分析认为带内及
上下盘极有可能赋存有矿化集中地段。

在此设计一验证钻孔，孔深1000m左右，开孔角85°。

通过ZK491孔验证，从13～713 m见二长片麻岩和斜长角闪片麻岩，主要蚀变
为高岭土化、碳酸盐化，经动力挤压破碎，金属矿化较弱，不同深度夹多层较薄的脉岩和破碎蚀变带，厚度0.n～3m不等。

与大范围的低阻带相吻合。

控制斜深距
地表770m，见到三号蚀变矿化破碎带，进尺40.35m，由原岩角闪斜长片麻岩经挤压、蚀变退色而成，主要是变为硅化、绿泥石化、碳酸盐化，岩石退色明显，带内可见星点状、小团块它形细粒黄铁矿，局部可见粒状方铅矿，少量黄铜矿零星分
布，矿化分布不均匀，上部712.75～741.00 m矿化不强，下部742.00～754.90 m硅化较强，见有石英细脉呈网脉状、细脉状及不规则状分布，且矿化较强。

在
蚀变带下部发现3-1号金矿体，穿矿厚度12.90m，控制标高-180m，金品位
0.56×10-6～6.02×10-6，平均2.21×10-6，水平厚度5.55m，真厚度5.25m。

三号带及带内矿体与低阻带下盘由低阻向高阻过渡的接触带(3000～4000Ω·m)对
应较好，基本位于物探解译的见矿部位。

59线CSAMT勘查剖面电阻率的地质解释[8-9]。

59线剖面物探解译与49线基本类似，通过设计的钻孔ZKE571孔验证(根据实际地质情况由59线向南东平移
40m)，自地表控制斜深565m。

控制标高-40m见到四号蚀变矿化破碎带，进尺13.75m，原岩为花岗质片麻岩，与蚀变花岗质片麻岩界限不明显，主要蚀变可见
有硅化、碳酸盐化、绿帘石化。

在601.90～605.90 m处石英角砾中可见有自形―
半自细粒黄铁矿呈星点状分布。

可见暗铅灰色块状辉银矿。

在蚀变带内发现银盲矿体(编号4-1银矿体)，穿矿厚度是4.00m，矿体水平厚度1.42m，真厚度1.37m，银品位19.88×10-6～420.60×10-6，平均银品位213.92×10-6。

金品位在
0.12×10-6～0.56×10-6之间。

见矿部位位于低阻带下部、F1断裂的下盘，吻合
较好(图4)。

(1)通过本次工作，认为CSAMT勘查方法提供的电阻率参数能够为老矿山深部隐
伏矿体预测提供依据，解决了其他方法达不到目标深度的问题。

(2)对照岩(矿)石参数特征并结合地质背景成矿规律及特征对反演结果的分析，是验证钻孔在深部见矿的基本前提。

(3)在该矿区CSAMT剖面深部反演结果特征“在低阻向高阻过渡的接触带带内及
上下盘极有可能赋存有矿化集中地段”的预测结果正确。

在矿区其它地段可以将地球物理模型作为标志来布设验证钻孔。

49线反演剖面通过对比分析认为，在低阻向高阻过渡的接触带带内及上下盘极有
可能赋存有矿化集中地段。

通过钻孔施工，证实了该三号带的存在，并于-180m 标高处见到了工业矿体。

说明运用可控源音频大地电磁测量工作进行深部找矿在该区是可行的。

(4)ZKE571钻孔于-40m标高探获银工业矿体在本矿区的历史上为首次见到，仅单孔控制，无法排除其延长部或深部有矿体赋存在，在今后老矿山地质找矿工作中应引起注意。