双频激电法在广西贵港～平南铅锌铜成矿带铅锌铜矿普查中的应用

　　[摘要]：本文介绍了双频激电法在广西贵港～平南铅锌铜成矿带铅锌铜矿普查中的应用并发现新矿体的过程。研究认为，该区内形态规整、峰值明显、连续性好、呈带状展布的激电异常多为铅锌铜等硫化物矿体所引起，并以三个实例来说明，利用双频激电法寻找深部的隐伏金属矿体是具有良好效果的，对今后在该区和其它可类比的地区的深部找矿工作具有启示和借鉴意义。
　　
　　[关键词]：双频激电法；应用实例；隐伏矿体；铅锌铜矿体；广西贵港～平南铅锌铜成矿带
　　
　　1前言
　　双频激电法即双频道激发极化法，是一种频率域激发极化法，与时间域等激发极化法在发现异常（极化体）的能力是等效的，区别在于观测的方法不同。双频激电法具有观测速度快且测量精度高、受电流变化影响小、抗干扰能力强、装置轻便等许多优点，在全国各地矿产勘查中得到广泛应用并取得了良好的找矿效果。2006年以来，广西第六地质队在广西贵港～平南铅锌铜成矿区（带）的福禄、旺坡、石排、架电、官成、四德等矿区铅锌铜矿普查找矿工作中，通过对部分双频激电异常的验证，新发现了数条铅锌铜隐伏矿体，证明利用双频激电法寻找隐伏金属矿体的有效性。
　　2双频激电法
　　双频激电法是由中国工程院院士，中南大学（原中南工业大学）何继善教授率先研究实现的新的频率域激法极化法，其方法实质是将两种频率不同的高频和低频电流合成为双频电流波形向大地供电，作为极化场的激励场源。这两种电流的频率是相干的，并可以根据需要加以变换，通常高频频率为4Hz，低频频率为4/13Hz。接收机同时接收经过大地传导后的两种频率电流的响应即高频电位差（△VG）和低频电位差（△VD），并计算显示视幅频率Fs,即FS=（△VD-△VG）/（△VG）×％，同时根据高频电位差（△VG）、供电电流I和装置系数K，计算显示视电阻率ρs值。
　　理论研究表明，当双频电流中的高频电流IG的频率与低频电流ID的频率的频比S=13，并且IG与ID基波相位关系固定时，IG与ID两者的幅值比为ID/IG=13/12，两者相差不大。这就说明了双频激电法中，高频电位差（△VG）和低频电位差（△VD）是在同等精度下测量的。而克服了传统的变频法激电在同一个测点观测时发送机需分别发送两种频率电流，而接收机需要两次分别观测△VG和△VD,而造成单点观测速度缓慢，工作效率低。双频激电法与奇次谐波激电法相比，前者克服了后者因基波频率与高次谐波频率的频比小时，激电异常不明显，而频比大时,低频电流和高频电流幅值相差不大，电位差测量精度难以保证等缺点。因此,双频激电法具有：观测速度快、测量精度高、受电流变化影响小、抗干扰能力强、装备轻便等优点，是金属矿产普查找矿中的一种十分有效的方法。
　　3区域地质背景及成矿条件分析
　　3.1区域地质背景
　　广西贵港～平南铅锌铜成矿区（带）位于广西大瑶山凸起南缘西侧（图3.1）。出露地层以上古生界泥盆系碎屑岩、碳酸盐岩和硅质岩建造为主，周边分布有少量下古生界寒武系砂泥质复理石建造和中生界白垩系红色复陆屑类磨拉石建造。其中泥盆系中统四排～应堂组（D2s～D2i）、东岗岭组（D2d）为主要的赋矿层位，岩性为白云岩、白云质灰岩、灰岩夹泥炭质页岩、重晶石岩及硅质岩条带等。
　　
　　            
　　
　　本区可分为基底和盖层两个构造层，基底构造为一系列紧密状复式背斜，轴向近东西，核部由寒武系浅变质碎屑岩构成，于奥陶～志留纪长期处于隆起风化剥蚀状态；盖层褶皱平缓宽阔，断裂发育，总体走向以北东向为主，并伴有北西或近南北向次级断裂。本区南北两侧的凭祥～大黎深断裂和灵山～藤县深断裂具有切割深度大，活动时期长，多次活动，同生活动强烈及控岩控相显著等特点。区域性断裂控制了大瑶山南缘泥盆纪以来沉积盆地的展布和盆地内热水沉积成矿作用。
　　本区内岩浆岩不发育，分布少量燕山期中酸性侵入岩及火山～次火山岩，多呈岩株产出，有桂平西山岩体、贵港平天山岩体、龙头山火山～次火山岩体等。岩性为花岗闪长岩、石英二长岩及角砾熔岩、流纹斑岩、流纹岩、花岗斑岩、英安斑岩等。均属深源同溶型花岗岩。
　　区域内已发现各类铅锌铜银金矿床、矿点三十多处，其中大型矿床有锡基坑铅锌矿床、木圭锰矿床，中型有凤凰岭铅锌矿床、庆丰铅锌矿床、龙头山金银矿床等，主要矿床类型为海底喷流沉积型、爆破角砾岩型和矽卡岩型。
　　3.2区域成矿条件分析
　　该区经多年的地质勘查发现各类铅锌铜银金矿床、矿点多处，提出了该区的铅锌铜矿体为泥盆纪海底喷流沉积成矿的新观点，为本区铅、锌、铜地质找矿提出新思路，并取得新突破。区内的铅、锌、铜矿体的赋矿层位为中泥盆统东岗岭组（D2d）下部，即上含矿层和四排～应堂组（D2s～D2i）中部，即下含矿层。矿体均呈层状、似层状产出，并多具多层性，倾角较缓，含矿岩性主要为粗中粒重晶石化白云岩。区内中泥盆统东岗岭组（D2d）和四排～应堂组（D2s～D2i）分布广泛，褶皱、断裂发育，成矿地质条件有利，找矿信息丰富，是铅锌铜矿床富集区之一，找矿潜力巨大。
　　4区域地球化学特征
　　据1/20万区域化探扫面成果，该区从东至西大致可分为四个异常区：四德～官成PbZnAgCu异常区、桂平西山PbZnCuSn异常区、平垌～锡基坑PbZn异常区和吉塘～龙头山AuAgCuPbZn异常区，其分布范围与已知的四个矿化集中区基本吻合，经部分1/5万土壤地球化学测量，于上述四处均发现PbZnCuAg综合异常带，异常带内除已发现的大中型铅锌金银矿床外，还新发现了庆丰、四德、官成、福禄、石排、旺坡等一批海底喷流沉积型铅锌铜矿床（点）。
　　5地球物理条件和方法技术选择
　　5.1地球物理条件
　　成矿带内各类岩矿石的电性参数见表1，这些参数说明了铅锌铜矿石与白云
　　岩、灰岩、重晶石等围岩的幅频率和电阻率均存在较大的差异，这种电性差异是电法勘探的基础。因此，铅锌铜矿体能够引起一定强度和规模的高幅频率—低电
　　
　　
　　表1岩矿石的电性参数
　　                       　　
　　阻率异常。但一定规模的黄铁矿化白云岩和泥炭质均能引起一定强度和规模的高幅频率—低电阻率异常，要借助矿区地层、构造及矿床地质特征及地球化学特征进行综合解释区分。但本成矿带内已发现的多个铅锌铜矿体中都伴随有黄铁矿（化），因此，黄铁矿（化）引起异常可视为矿致异常，工区内的炭质含量一般不多，极少能反映出较强的干扰异常。
　　5.2物探方法技术选择
　　该区主要为山前岩溶平原地貌区，多为水田、坡地覆盖，残坡积厚度一般2～4m，局部达十多米，地表分布有较多的沟渠、水塘，地表水和地下水充沛。结合上述地球物理条件，双频激电法在本区开展普查找矿中能发挥极大的作用。本次工作采用的仪器为SQ—3C型双频激电仪。为快速有效地捕捉矿化（体）信息，工作中主要采用中梯装置，以100×20m网度重点在已知的化探异常浓集中心和结合地层、构造分析认为成矿的有利地段开展激电扫面。经试验，供电和测量极距确定为AB=1000～1200m、MN=20m，工作频率选择4Hz、4/13Hz频率组，为提高信噪比，供电电压一般为180～270v，输出电流约300mA，在发现有望异常部位布置了一些激电联合剖面测量和激电测深工作，以了解异常特征细节和极化体的埋深、产状等，为验证揭露矿体提供依据。在野外观测的过程中每一个测点均取二次以上读数的平均值作为该点的Fs、ρs值，以减少偶然误差。背景值、矿化背景值段每隔5～10个测点取一个测点重复读数，遇突变点、畸变点亦重复读数，提高观测精度，保证工作质量。
　　6激电异常特征及工程验证结果
　　6.1福禄铅锌矿区
　　福禄铅锌矿区位于锡基坑大型铅锌矿区的北部，赋矿层位为中泥盆统东岗岭组（D2d）下段的白云岩、重晶石化白云岩。矿区为岩溶平原区，平坦开阔，大多为第四系覆盖，十分有利于双频激电法工作的开展。通过对中梯扫面观测数据统计，矿区视幅频率场值较稳定，在1.20～1.50﹪左右波动,表现为区内的背景场,对应的视电阻率呈高阻特征,场值在1876～2564Ω.m之间，反映了白云岩、重晶石化白云岩的电性特征。通过工作，在矿区南部圈定了一个激电异常区，异常位于27～33线的7～18测点，长大于300m，宽70～100m，走向近南北向，视幅频率异常值Fs=2.50～5.0%，峰值Fsmax=8.0%，视电阻率异常值ρs=300～500Ω.m，最小值ρsmin=171Ω.m，为“低阻高极化”异常。双频激电中梯Fs曲线规整，峰值明显，异常连续性好，呈带状展布。根据异常的形态特征，结合地层、构造特征推断该异常为隐伏铅锌矿体引起的激电异常。在29、31线布置了不同极距的激电联合剖面，Fs曲线在8/29、16/29、10/31出现反交点（图6.1），根据反交点两侧曲线形态推断该隐伏矿体缓倾向东。经钻探揭露验证，验证结果与解释吻合，发现了一个隐伏铅锌矿体，矿体厚0.8～3.2m，平均厚近两米，最大厚度达10m，埋深10～50多米。Pb品位1.0～4.5%，最高10.0%，平均3.0%左右，Zn品位0.5～2.0%，最高5.6%，平均2.0%左右。矿石为浸染状、致密块状和稠密细脉状，矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、硫锑铅矿、磁黄铁矿、黄铁矿、白铁矿等，脉石矿物主要为白云石、方解石、重晶石等。
　　
　　                       
　　
　　
　　　　6.2旺坡铅锌铜矿区
　　根据对双频激电中梯扫面的观测数据统计，该区视幅频率Fs背景值为Fs=1.0%，以Fs=1.5%圈出激电异常区4个，其中3号异常区最具代表性。该异常位于3～8线的42～50测点，长300m，宽50～80m，视幅频率异常值Fs=1.5～2.0%，峰值4.3%，视电阻率异常值ρs=1000～1500Ω.m，最高1744Ω.m，为“高阻高极化”异常。Fs异常规整，连续性好，呈带状沿北东向展布。异常区地层为泥盆系中统四排～应堂组（D2s～D2i），岩性为白云岩、重晶石化白云岩，是本
　　           
　　矿区的赋矿层位，推测视幅频率高值异常为隐伏铅锌铜矿体引起，视电阻率高值反映重晶石（化）分布。视幅频率曲线显示异常幅度变化不大，峰值小而尖窄，Fs异常曲线呈北西侧缓南东侧陡的形态（图6.2—1、6.2—2），反映极化体向西倾。因此在异常区中心4、0号勘探线布置Zk402和Zk001钻孔揭露验证，验证结果与解释吻合，于Zk402七十多米处见一层厚一米多的铅锌矿体，Pb品位4.54%，Zn、Cu、Ag品位为矿化。于Zk001孔深二十多米和四十多米处各见一层铅锌矿体，总厚度四米多，Pb品位2.69～3.15%、Zn品位0.6～1.0%，Cu、Ag品位为矿化。矿石为浸染状、致密块状，矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿，脉石矿物主要有白云石、方解石、重晶石等。
　　
　　               
　　
　　
　　　　6.3石排铅锌矿区
　　该区位于福禄铅锌矿区西侧，赋矿层位同为中泥盆统东岗岭组(D2d)下段，岩性为白云岩、重晶石化白云岩。经过对中梯扫面观测数据统计，确定本区的视幅频率Fs背景场值为1.0%，在矿区南东部圈出了一个激电异常区，异常长300m，宽70～100m，走向近南北向，视幅频率异常值Fs=2.5～4.0%，峰值Fsmax=6.0%；视电阻率异常值ρs=300～500Ω.m，极小值ρs=272Ωm，属“低阻高极化”异常。激电中梯Fs曲线规整，峰值明显，异常连续性好，呈带状展布。异常区地层为中泥盆统东岗岭组白云岩、重晶石化白云岩，地表见较多的风化残留“铁帽”小碎块，经捡块分析，Pb、Zn品位均达到或超过边界品位，故推测本激电异常为隐伏铅锌矿体引起。为了解矿体的产状和埋深，在异常区中心分别作了激电联合剖面和激电测深，经过对观测数据统计结合中梯、联剖异常曲线形态分析，推测该隐伏矿体缓倾向南东，埋深35～40m。钻探揭露验证，于25线（图6.3）28m处见到该矿体，与激电异常的推测基本吻合。该矿体厚近2m，采样分析Pb3.5%、Zn1.5%。矿石为浸染状、致密块状和稠密细脉状，矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等，脉石矿物主要为白云石、方解石、重晶石等。
　　               
　　
　　7结语
　　利用双频激电法开展金属矿产普查找矿并取得成功，在我队及桂东南地区尚属首次。随着经济的飞速发展和对矿产资源需求大量增加、地表和浅部的矿产日趋枯竭，向深部找矿已成为地质勘查的发展趋势，如何开展深部勘查工作，一直是人们思索的问题。选择全新的物探技术和高精度仪器，合理地部署野外工作，在新的成矿理论指导下，对所获得的信息进行全面详细的综合分析研究，就会取得良好的找矿效果。双频激电法在广西贵港～平南铅锌铜成矿带铅锌铜矿普查中的投入使用并取得成功，对今后在该区和其它可类比的地区的深部找矿工作具有启示和借鉴意义。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　参考文献：
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　　2 何继善，鲍光淑频率域激发极化法中的双频道幅频观测[J].物探与化探，1983，（4）：182～192
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　　4 柳建新等.双频激电法及其在示范区的应用[J].中国地质，2001，28（3）：32～39
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　　6 何继善等.双频道激电法研究.长沙：湖南科学技术出版社，1989
　　7 李金铭主编.激发极化法方法技术指南.北京：地质出版社，2004