浅谈综合物探方法的选择和应用

浅谈综合物探方法的选择和应用摘要：在地质找矿程度越来越高的今天，隐伏矿床寻找的难度越来越大，综合物探方法的应用更显出其迫切性。常规物探方法很多，比如：电阻率中间梯度法，自然电位法，激发极化法，重力法，磁法及瞬变电磁法等等，有效综合应用，获得物探综合异常，通过分析异常地质成因，总结出致矿异常标志，从而提出成矿预测靶区，为深部地质找矿服务。关键词：物探找矿；方法应用；成矿分析1应用物探方法前堤条件物探方法找矿就是通过测量地下岩(矿)石物性差异，推断岩(矿)石在地下的赋存位置、范围大小以及产状,从而达到间接找矿的目的。表现围岩、矿体的物性参数有电阻率、极化率、磁化强度、密度等。它们的数值大小可以通过对岩(矿)石标本(露头)测量或钻孔井壁测井取得。围岩与矿体之间物性差异越大，应用物探找矿越有效。表1中，统计出某物探测区部分岩(矿)石物性特征，显示出岩(矿)石各项物性参数的差异：表1某矿区物性参数统计表1．1电阻率参数差异围岩比如角砾岩、白云质灰岩及黑云母花岗岩等，电阻率为1000～10000Ω·m，页岩、泥灰岩电阻率为100～1000Ω·m，而铁闪锌矿石电阻率仅为100Ω·m左右，与围岩电阻率差异明显。1．2极化率参数差异泥灰岩、黑云母花岗岩等，极化率均小于3．5％，矿石极化率依其导电物质含量变化、结构不同差异较大，但一般只要是致密状矿石，极化率都较高，与围岩的极化率差异也比较明显。1．3磁性差异黑云母花岗岩、泥灰岩和页岩的磁化强度都较弱，与矿石有十倍以上差异，是区分围岩与矿体的重要指标。1．4密度差异矿石密度值较高，与黑云花岗岩等围岩存在0.77g/cm3的密度差，是有效区分围岩与矿体的重要指标；花岗岩密度很低，形成低密度异常，又为区分花岗岩与岩层接触带位置，寻找赋矿部位提供依据。2物探方法应用2.1某1锌矿综合物探找矿应用该区地层为上三叠系的砂页岩、白云岩、灰岩及凝灰岩，岩体附近的砂页岩已变质为角砾岩。岩浆岩类型为黑云母花岗岩、花岗斑岩等。本区岩石露头较少，浮土覆盖范围较广，厚度约5～lOm不等，地形起伏不大。附近民窿揭露出岩体两侧接触带，局部形成致密块状锌矿体(脉)。为了寻找岩体赋矿接触带，了解测区浅部地质分布特征，先投入视电阻率中间梯度法、自然电位法和激发极化法，圈定出平面上物探异常分布规律。然后，选取综合异常清晰、异常幅度大的剖面线作为精测剖面，应用TEM法，圈出测区中深部范围物性特征，并半定量解析地质体产状、埋藏深度及顶部宽度等。图1是测区中梯视电阻率异常平面图。供电极距AB=3600m，测量极距MN=20m，测量范围区约为供电距AB中部1/3范围。图1可见视电阻率平面剖面图中出现两个低阻带M1和M2，M1低阻带近南北向分布，10～50号线剖面中MI的视电阻率最小数值在300～500Ω·m，异常1／2宽度约为15m左右，反映浅部地质体呈低视电阻率现象，近南北向带状分布；M2异常带沿北西向分布，视电阻率最小数值在350～500Ω·m，反映浅部地质体呈低视电阻率现象，成北西向带状分布。具体地质体分布情况如图4所示。图1中间梯度视电阻率平面剖面图图2是自然电位法平面剖面图。自然电位U异常分布特征与视电阻率中梯法的视电阻率形态特征大致相似，出现两个低峰值负电位异常带，电位幅值在-220～-280mV之间，低电位异常反映浅部地质体具良导电性，且成带状分布。图2自然电位平面剖面图图3为一良导电性地质体在氧化还原环境下形成的地面自然电位电场剖面分布示意图。良导体顶部在自然条件下被氧化，得到电子形成负电荷界面，负电荷电力线从顶部汇聚，向导电体内聚集；同时良导体底部物质被还原，失去电子形成正电荷界面，电荷形成的电力线从底部向四周辐射，到良导体顶端形成封闭回路。因此在地面观测自然电位时，良导地质体上方观测到负电荷富集形成的负电位异常。随着观测点渐渐远离地质体，电荷层影响作用减弱，地面上观测到的电位趋于正常值。一般说来，自然电位负异常峰值位置反映地下良导体的水平投影。以上是自然电位形成的物理机制模型，也是利用物探异常找矿的理论根据。图3自然电位形成机制模型图4综合物探精测剖面(30号线)反映出测区物探异常突出、清晰、明显，峰值较高，异常稳定，趋势性好，综合异常一致性较强。中间梯度视电阻率剖面：视电阻率ρs在300号点和在1050号点附近均呈低阻，最小值分别为：450Ω·m和350Ω·m，异常清晰明显。1-第四系浮土；2-锌矿(化)体；3-白石质灰岩；4-角砾岩：5-黑石母花岗岩图4北流××锌矿30号线综合地质剖面图自然电位剖面：在300号点和1050号点附近均呈负电位，最低值分别为：-26OmV和-250mV，异常清晰稳定。激电异常视极化率剖面；在300号点和1050号点附近均呈高极化率异常，异常峰值分别为：15．5％和14．5％，异常清晰稳定。瞬变电磁法TEM剖面：有多个断面电阻异常段，200号点和620号点为视电阻率低阻异常段，异常低值小于50Ω·m；250号点和500号点为视电阻率高阻段，异常高值大于400Ω·m。低阻异常反映地下可能存在锌矿(化)体等良导地质体，高阻异常则可能反映岩体和围岩等高阻地质体；断面异常趋势走向可以初步判断地质体的大致走向，为进一步了解中深部地质体分布特征提供重要指示。综上所述，并结合本区物性特征，推测在300号点附近和1050号点附近获得的物探综合异常(低阻、低电位，高极化率和低电阻断面)段的中深部，可能存在较好的矿化体。2．2某2锌矿区综合物探方法找矿应用2．2．1地层该区出露地层主要有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系。地表普遍覆盖泥盆系上统同车组含碳质、泥质较高的泥岩和泥灰岩，厚度100～300m不等。在成矿带内已知的锡多金属矿床均赋存于泥盆系中。泥盆系厚度大、相变大、韵律发育，并富含炭质和生物化石，显示了半封闭的海盆沉积。主要的赋矿层位为上泥盆统的硅质岩条带状灰岩、扁豆状灰岩、泥页岩及中泥盆统的生物礁灰岩。2．2．2岩浆岩岩浆岩地表露头呈岩墙、岩脉、岩枝及岩床产出，脉状岩体主要沿近SN向张扭性断裂构造充填，形成规模较大的陡立岩墙，次为规模较小的NW和NE向岩脉、岩枝，主要岩石类型有黑云母花岗岩、花岗斑岩、(石英)闪长玢岩等。黑云母花岗岩地表呈岩墙产出，受同方向张扭性断裂构造控制。岩石呈灰白色，中细粒花岗结构、似斑状结构，主要由石英、钾长石、斜长石、黑云母组成。副矿物有锆石、磷灰石、黄玉、钛铁矿、磁铁矿、电气石产出，受同方向张扭性断裂构造控制。闪长玢岩呈灰绿色，斑状结构，矿物成分以斜长石为主，其次为钾长石、角闪石、石英、黑云母等，副矿物主要为磷灰石、钛铁矿、锆石等，斑晶由长石、石英组成。岩石中含有少量黄铁矿、铁闪锌矿等金属矿物，后期热液蚀变有硅化、绿泥石化、阳起石化。2．2.3围岩蚀变区内浅部围岩蚀变主要有碳酸盐化、大理岩化、弱硅化和黄铁矿化。深部罗富组地层中普遍见矽卡岩化、角岩化、硅化、磁黄铁矿化，少量绢云母化、绿泥石化。矽卡岩化是本区的主要矿化围岩蚀变，具有分期分带的特点。早期为层状复杂矽卡岩化和简单矽卡岩化，晚期为矽卡岩脉。由下往上，矽卡岩化由强变弱。2．2．4矿体类型据矿物组合与围岩蚀变特征划分，区内矿化类型主要为矽卡岩型锌铜矿化和含银闪锌矿～方铅矿型矿化。金属矿物主要有黄铁矿、铁闪锌矿、毒砂、磁黄铁矿、脆硫锑铅矿、方铅矿。脉石矿物主要为方解石、石英。据矿化体形态和产状又可分为三类：层间破碎带和细脉网脉状矿化体、似层状矿化体、陡倾斜脉状矿化体、层状或致密块状矿体。2．2．5综合物探方法应用及异常特征图5是铅锌矿区内一条综合物探剖面。重力法在300号点～500号点为低异常段，最小幅值为-0.15mg，并且局部异常锯齿振荡起伏，可能是花岗岩岩体接触带界面的反映；磁法在450号点～600号点出现单峰异常段，幅值为395nT，很可能是岩体接触带上磁性体反映；TEM剖面法，断面上发现多个视电阻率异常带：浅部450号点～500号点和600号点～1200号点均呈30～5OΩ·m低阻带，中深部400～600Ω·m高阻带异常，推测主要反映岩体及其内部地质特征，矿化弱，含矿性差找矿意义不大；600号点～1200号点异常带，虽然呈低阻异常，但结合重力异常及磁法综合分析，推测反映低电性的泥页岩地层特征，矿化强度不高。450号点～500号点为综合异常段，呈现低阻、强磁化及高重力异常，据重力异常推测异常段范围内花岗岩向围岩地层(泥页岩)过渡，反映花岗岩接触带上的岩块变化，重力异常发生锯齿振荡，说明岩块物质密度性质增强变大，可能是赋矿地质体引起；磁异常属中等强度磁异常，推测为类似黄铁矿、磁黄铁矿等磁性体的反映，有伴生铁闪锌矿、铅锌等矿体的可能；结合TEM法低阻异常，表明地质体导电性能良好，具有中等磁性强度和较高的密度性质。因此，从物探综合异常特征来看，450号～500号点范围内深约200m左右，是赋矿有利位置。经地质验证查明，在剖面点异常深度245m附近见数层铁闪锌矿化体，与以上推断基本一致。l-第四系浮土：2-推测铅锌矿化体；3-泥岩泥灰岩互层；4-黑云母花岗岩图5重力、磁法、TEM法综合地质剖面图3结论(1)随着资源的深入开发利用找矿难度越来越大，物探基础理论和仪器技术也在快速发展，综合物探方法的应用尤显重要。综合物探方法是可以根据具地质情况合理选择和组合的，在充分收集相关地质、物化探和遥感资料的前提下，工作方法灵活多变，可更好的排除物探成果解释的多解性，达到提高工作效率和质量的目的。(2)当前社会物探方法应用的分支很多，理论和技术发展都很快，作为物探工作者应当加强学习和知识更新，在精通各种物探理论和技术的同时，还要学习相关的化探和地质知识，将之和物探方法相结合，可以给未来的找矿工作带来极大帮助。参考文献【1】中国地球电磁法新进展和发展趋势赵国泽,陈小斌,汤吉【2】《应用地球物理学原理》张胜业、潘玉玲主编，中国地质出版社，2004【3】《地球物理勘探基础》顾功叙主编，地质出版社，1990【4】磁异常图的地质找矿判读（多媒体讲稿）任沾机