馬曉東
山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第一作者：馬曉東，1993年畢業(yè)于成都理工學(xué)院，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及研究工作。眾所周知，尋找陡傾型隱伏金屬礦體應(yīng)用物探方法效果好。然而，在實(shí)際勘查中常因陡傾礦體產(chǎn)狀的變化以及淺部氧化礦深部原生礦不均勻等因素影響，會(huì)出現(xiàn)鉆探見礦率較低的問題。作者在山東某陡傾型隱伏金屬礦勘查過程中，采用物探激電測(cè)量方法效果較好，關(guān)鍵步驟是分析了出現(xiàn)無礦鉆孔的原因，及時(shí)完善物探異常推斷解釋和優(yōu)化鉆孔設(shè)計(jì)位置。本區(qū)共施工了16個(gè)驗(yàn)證鉆孔，僅3個(gè)鉆孔沒有見礦。物探推斷的深部隱伏礦體特征與鉆探結(jié)果吻合較好，取得了很好的勘查效果。本文是一篇來自于找礦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的論文，不僅分析介紹了物探異常特征和鉆探驗(yàn)證見礦情況，還分析討論了3個(gè)鉆孔沒有見礦的原因，這種找礦勘查成功案例論文，更具參考價(jià)值。基于此例和以往勘查經(jīng)驗(yàn)，作者認(rèn)為查找出現(xiàn)無礦鉆孔的原因，提高鉆孔見礦率是陡傾型隱伏金屬礦勘查的關(guān)鍵，并提出了陡傾型隱伏金屬礦體勘查方法和關(guān)鍵流程建議。由于成礦條件復(fù)雜性，以往礦體傾向呈陡(急)傾型的銅礦、金礦、鐵礦等金屬礦的勘查鉆孔見礦率較低，有的因此貽誤了下一步找礦，因而查找無礦鉆孔出現(xiàn)的原因及盡量減少無礦鉆孔成為陡傾型隱伏金屬礦勘查的關(guān)鍵。為降低勘查成本及提高找礦效率，本次以深部隱伏陡傾型銅礦勘查工作獲得的認(rèn)識(shí)，對(duì)陡傾型深部隱伏金屬礦的勘查工作及無礦鉆孔出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析并提出建議，以期有助于以后金屬礦床的高效勘查。礦區(qū)地層主要為第四系(圖1)，巖漿巖主要為二長(zhǎng)花崗巖及少量的基性巖脈。因含水層較淺，早期普查工作僅在地表施工少量的探槽工程；探槽揭露的礦體1和礦體2分別長(zhǎng)約104m、38m，厚度約1.7m，最厚為4.5m，品位0.37%～0.61%。礦石主要為脈狀含黃銅礦石英脈型礦石，礦脈充填于基性巖脈與二長(zhǎng)花崗巖之間斷裂F1中，地面出露礦體傾向SW，傾角85°～87°，延深不詳；礦石金屬礦物成分以黃銅礦為主，其次為少量的斑銅礦、藍(lán)銅礦、孔雀石、鏡鐵礦等；脈石礦物以石英為主，次為方解石等。圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖
1－第四系；2－花崗巖；3－斷裂；4－探槽圈定礦體；5－極化率等值線(%)；6－極化率異常區(qū)；7－見礦探槽；8－未見礦探槽；9－未見礦鉆孔；10－見礦鉆孔；11－礦化鉆孔
巖石與礦石間顯著的物性差異是地球物理勘探方法有效性的物理學(xué)基礎(chǔ)。首先在地表采集各類較新鮮的巖礦石標(biāo)本對(duì)其極化率及電阻率進(jìn)行測(cè)試，采用儀器為DMF－2微功率檢測(cè)發(fā)射儀和DJS－8接收機(jī)。花崗巖是本區(qū)廣泛分布的圍巖，銅礦化帶產(chǎn)于花崗巖內(nèi)的蝕變帶內(nèi)。花崗巖的平均極化率為0.96%(表1)，電阻率平均值為471Ω·m，兩者在本區(qū)都是中等的，說明本區(qū)的視極化率和視電阻率背景值都是中等強(qiáng)度的。基性巖以巖脈的形式產(chǎn)于花崗巖內(nèi)，平均極化率為0.38%，電阻率平均值為359Ω·m，其極化率及電阻率與花崗巖相當(dāng)，一般不引起異常。銅礦石產(chǎn)于花崗巖與基性脈巖的接觸蝕變帶內(nèi)，硅化明顯，黃銅礦物的分布不連續(xù)，由于地表銅礦樣品含孔雀石較多，其電阻率變化范圍為575～1653Ω·m，平均935Ω·m，遠(yuǎn)高于花崗巖和基性脈巖；極化率變化范圍是0.13%～1.19%，平均0.51%，低于花崗巖，但沒有較大差別。銅礦石極化率低的原因是由于地表樣品含孔雀石較多和氧化程度較高及金屬礦物分布不連續(xù)，推測(cè)當(dāng)深部黃銅礦等金屬礦物含量增高和氧化程度降低時(shí)，將會(huì)引起高極化率異常，結(jié)合以往的類似區(qū)成果資料，推斷深部銅礦化帶具有高阻高極化率特征。因此本區(qū)礦體與圍巖具有明顯的電性差異，具備電法測(cè)量的地球物理前提。激電法在銅、金等金屬硫化物礦床勘查方面，特別是深部隱伏金屬硫化物礦床勘查方面發(fā)揮了很好的找礦作用。故本次依據(jù)巖礦石物性特征選擇了激電中梯及激電測(cè)深綜合物探方法進(jìn)行前期勘查。表1巖礦石電性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)表
圖2 激電測(cè)深3線、2線和4線的綜合斷面簡(jiǎn)圖
1－花崗巖；2－推測(cè)銅礦體；3－激電測(cè)深等值線(%)；4－鉆孔編號(hào)及終孔深度
區(qū)內(nèi)銅礦體在其走向及傾向上延伸趨勢(shì)較好，并嚴(yán)格受斷裂F1的控制，含銅熱液沿?cái)嗔焉畈繕?gòu)造裂隙向上運(yùn)移并在適當(dāng)位置定位成礦，故斷裂為銅礦提供了很好的導(dǎo)礦成礦構(gòu)造地質(zhì)條件。在地面可見斷裂及礦體的走向線呈扭曲狀，暗示深部斷裂及礦體的傾向產(chǎn)狀也可能發(fā)生扭曲變化。另外斷裂和礦體多分布于基性脈巖的西側(cè)或內(nèi)部，因此基性脈巖也為斷裂及礦體的形成提供了很好的地質(zhì)前提環(huán)境。該區(qū)地表礦石（氧化礦）樣品表現(xiàn)為高阻低極化率的物性特征，礦區(qū)激電中梯的極化率值也表現(xiàn)較低，結(jié)合以往的有關(guān)資料認(rèn)為極化率低的原因主要是由于地表礦石的含孔雀石較多及氧化程度較高造成的，推斷當(dāng)深部黃銅礦（原生礦）等金屬礦物含量增高和氧化程度降低時(shí)，將會(huì)引起高極化率異常。本次利用深部銅礦體高阻高極化率的物性特征作為隱伏區(qū)的激電測(cè)深剖面資料解釋的約束條件進(jìn)行地質(zhì)綜合推斷，推斷的深部隱伏礦體特征與鉆探結(jié)果吻合較好，表明本次實(shí)施的激電測(cè)深工作及其物探解譯方法比較合理正確。因此在進(jìn)行深部金屬礦勘查時(shí)，在分析確定好作為物探資料解譯約束條件的深部金屬礦體物性特征的前提下，再選擇適宜的物探方法進(jìn)行勘查，能夠取得很好的找礦效果。本區(qū)共施工了16個(gè)驗(yàn)證鉆孔，鉆孔傾向全為85°；只有2線最深鉆孔傾角為80°，其余的全為75°。勘查3線淺部鉆孔、2線最深鉆孔、8線較深鉆孔共3個(gè)鉆孔沒有見礦，離3線淺部無礦鉆孔較近的1線淺部鉆孔只見到礦化。0線、1線、3線、5線的最淺部鉆孔見礦情況分別為礦體、礦化體、未礦化體、礦體，礦床礦化從有礦到礦化至無礦具有連續(xù)漸變過渡性特征，表明該礦床存在礦化不均一性和間隔性，并且3線淺部無礦鉆孔附近也沒有激電中梯礦致物探異常，也表明3線淺部鉆孔沒有見礦的原因主要是由于礦體礦化不均一發(fā)生礦化間隔造成的。經(jīng)計(jì)算投影分析，未見到基性脈巖及礦化體的2線深部無礦鉆孔的終孔位置水平投影點(diǎn)，位于該線淺部?jī)蓚€(gè)見礦鉆孔鉆遇礦體時(shí)位置的水平投影點(diǎn)之間；2線北部附近0線最深鉆孔鉆遇礦體時(shí)位置的水平投影點(diǎn)，位于0線較淺的兩個(gè)鉆孔鉆遇礦體時(shí)位置的水平投影點(diǎn)之間，表明礦體傾向已在0線位置發(fā)生反轉(zhuǎn)；并且2線南部4線深部鉆孔鉆遇礦體時(shí)位置的水平投影點(diǎn)，位于4線淺部鉆孔鉆遇礦體時(shí)位置的水平投影點(diǎn)東部，表明礦體傾向也在4線較淺部位置也發(fā)生了反轉(zhuǎn)；8線附近的激電中梯礦致異常DJ－2位于淺部礦體傾向的相反方向，表明礦體產(chǎn)狀偏轉(zhuǎn)中心位于該處附近，因此2線及8線的兩個(gè)深部鉆孔未見礦的原因是由礦體傾向發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的。因此對(duì)于陡傾型金屬礦勘查時(shí)出現(xiàn)未見礦鉆孔的主要原因有兩個(gè)：一個(gè)是礦體礦化不均一造成的；另一個(gè)是礦體傾向發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的。由于后期鉆探工作量超量及經(jīng)費(fèi)不足，本次沒有對(duì)激電異常DJ－2進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，但通過地面查證及已施工的鉆孔鉆遇礦體的情況分析，本區(qū)激電異常DJ－2是礦體傾向在深部發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的礦致異常，故可以利用激電中梯異常來判斷陡傾型銅礦體的傾向。本次從施工的鉆孔巖礦心中發(fā)現(xiàn)深部銅礦石有的發(fā)生了氧化，為了進(jìn)一步了解本區(qū)銅礦石的電性特征，后期從鉆孔巖礦心中挑選了本區(qū)深部未氧化的原生銅礦石標(biāo)本，進(jìn)行了電性測(cè)量(表1)；經(jīng)測(cè)量得知其電阻率變化范圍是1833～7991Ω·m，平均為3755Ω·m；極化率變化范圍是2.73%～6.65%，平均為5.02%；其電阻率和極化率都遠(yuǎn)高于花崗巖和基性脈巖。因此相對(duì)于圍巖，金屬礦石在電學(xué)、密度和磁化率等物理性質(zhì)方面有顯著差異性，能夠產(chǎn)生高重力、高磁力、高極化等地球物理異常，物探方法能夠有效地獲取深部隱伏礦存在各種信息，成為尋找深部隱伏礦的主要手段，因此可以通過電法、磁法、井中物探等方法測(cè)量的地球物理礦至異常推測(cè)陡傾型鐵、銅、金、鉛鋅等隱伏金屬礦體深部特征。由于陡傾金屬礦體傾向發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)角度變化較小，有時(shí)在地球物理測(cè)深曲線上反映不明顯，但在地球物理掃面曲線上反映較明顯，若礦致掃面物探異常出現(xiàn)在淺部金屬礦體傾向的相反方向，表明金屬礦體在該處或附近發(fā)生了傾向反轉(zhuǎn)；附近鉆孔出現(xiàn)只見礦化不見礦體現(xiàn)象，或者地球物理測(cè)深礦致異常出現(xiàn)間斷不連續(xù)特征，表明該礦體礦化具不均一性。故在對(duì)陡傾型金屬礦進(jìn)行勘查時(shí)，首先對(duì)巖礦石的地球物理性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，確定好作為物探資料解譯約束條件的深部金屬礦體物性特征的前提下，使用適宜的地球物理測(cè)深及掃面等綜合物探方法進(jìn)行前期勘查，及時(shí)利用物探資料成果和已施工的驗(yàn)證鉆孔來判斷陡傾金屬礦體礦化是否均一及其傾向是否發(fā)生反轉(zhuǎn)，可以減少無礦鉆孔的出現(xiàn)。故為提高鉆孔的見礦率，建議依據(jù)金屬礦巖礦石物性特征，選擇適宜的電法、磁法、重力等地球物理掃面和測(cè)深以及井中物探等綜合方法進(jìn)行陡傾型隱伏金屬礦前期勘查，主要利用附近鉆孔有無礦化或利用物探測(cè)深的礦致異常有無間斷來判斷礦化是否均一，利用物探掃面的礦致異常的位置或附近鉆孔鉆遇的礦體傾向特征及井中物探來判斷礦體傾向是否發(fā)生反轉(zhuǎn)。由于鉆探條件及經(jīng)費(fèi)等限制，本次施工的鉆孔傾角為75°～80°，針對(duì)傾角較陡的隱伏陡傾斜型金屬礦體，為了提高鉆孔見礦的可能性，建議以后多施工一些傾角較小(45°～60°)的斜孔。(1)本次利用深部銅礦化帶高阻高極化率的物性特征作為隱伏區(qū)的激電測(cè)深剖面資料解釋的約束條件進(jìn)行地質(zhì)綜合推斷，推斷的深部隱伏礦體特征與鉆探結(jié)果吻合較好。故在進(jìn)行深部金屬礦勘查時(shí)，在分析確定好作為物探資料解譯約束條件的深部金屬礦體的物性特征前提下，再選擇適宜的物探方法進(jìn)行前期勘查，能夠取得很好的找礦效果。(2)通過陡傾型隱伏銅礦勘查實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，陡傾型隱伏金屬礦勘查時(shí)出現(xiàn)未見礦鉆孔的主要原因有兩個(gè)：一個(gè)是礦體礦化不均一造成的；另一個(gè)是礦體傾向發(fā)生反轉(zhuǎn)造成的。(3)為提高鉆孔的見礦率，建議在分析確定好作為物探資料解譯約束條件的深部金屬礦體物性特征的前提下，選擇適宜的電法、磁法、重力等地球物理掃面和測(cè)深以及井中物探等綜合方法進(jìn)行陡傾型隱伏金屬礦前期勘查，主要利用附近鉆孔有無礦化或利用物探測(cè)深的礦致異常有無間斷來判斷礦體礦化是否均一，利用物探掃面的礦致異常的位置或附近鉆孔鉆遇的礦體傾向特征及井中物探來判斷礦體傾向是否發(fā)生反轉(zhuǎn)。另外，為了提高隱伏陡傾斜金屬礦體鉆孔見礦的可能性，建議多施工一些斜孔。致謝 非常感謝評(píng)審專家提出的寶貴意見和建議。原文來源：《地質(zhì)與勘探》2021年第1期P30-38頁導(dǎo)讀評(píng)論和排版整理等：《覆蓋區(qū)找礦》公眾號(hào).
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