摘要:西藏甲瑪?shù)V區(qū)作為岡底斯東段斑巖型銅礦帶內(nèi)最重要的大型礦床之一，巖石種類(lèi)眾多，不同地層及侵入巖的物性特征復(fù)雜多樣。以往巖石物性工作由于缺乏足夠的重視，巖石測(cè)定的種類(lèi)不夠全面，對(duì)甲瑪?shù)V區(qū)的巖石物性特征缺乏系統(tǒng)性和完整性的認(rèn)識(shí)。本次在以往巖石物性資料分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)甲瑪?shù)V區(qū)較為典型的6口鉆孔巖心標(biāo)本進(jìn)行物性測(cè)定和統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)出礦區(qū)的巖石密度、磁性、電阻率和極化率特征，建立了礦區(qū)巖石—地質(zhì)地球物理模型，為礦區(qū)后續(xù)開(kāi)展地球物理工作提供可靠的依據(jù)。同時(shí)，利用本次巖石電性參數(shù)對(duì)礦區(qū)開(kāi)展的大地電磁測(cè)深剖面上引起靜態(tài)效應(yīng)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了校正，為大地電磁測(cè)深剖面解釋提供依據(jù)，并與鉆孔資料進(jìn)行了對(duì)比，取得了較好的勘探效果。

　　關(guān)鍵詞:甲瑪?shù)V區(qū);巖石物性測(cè)定與統(tǒng)計(jì);巖石—地質(zhì)地球物理模型;大地電磁

　　0引言

　　巖石物性是開(kāi)展地球物理工作的前提條件，準(zhǔn)確地了解巖石物性不僅利于對(duì)物探方法觀測(cè)到的地球物理異常特征開(kāi)展客觀實(shí)際的地質(zhì)解釋?zhuān)�而且更有利于在已有的物性基礎(chǔ)上探討新的物性參數(shù)進(jìn)而開(kāi)發(fā)新的地球物理探測(cè)技術(shù)[1]，但在物探工作中，因?yàn)楦鞣N原因，巖石物性工作常被放到次要位置，忽視了巖石物性在找礦中的作用和效果。本文以位于岡底斯構(gòu)造成礦帶典型礦集區(qū)———甲瑪?shù)V區(qū)為例，在收集已有巖石物性資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用不同物性(電阻率、極化率、密度和磁化率)測(cè)定方法對(duì)甲瑪?shù)V區(qū)巖心庫(kù)標(biāo)本進(jìn)行測(cè)定和分析，系統(tǒng)總結(jié)了甲瑪?shù)V區(qū)巖石物性特征，進(jìn)而討論巖石物性數(shù)據(jù)對(duì)資料處理與解釋的應(yīng)用效果，為礦區(qū)深部地球物理探測(cè)提供借鑒。

　　1礦區(qū)地質(zhì)概況

　　甲瑪多金屬礦區(qū)位于西藏自治區(qū)拉薩市墨竹工卡縣甲瑪鄉(xiāng)，是岡底斯斑巖銅礦帶內(nèi)最重要的大型礦床之一，前人在此開(kāi)展了大量的研究工作，其中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的斑巖型、矽卡巖型、角巖型礦體構(gòu)成了一套典型的斑巖成礦系統(tǒng)[2]。

　　甲瑪?shù)V區(qū)位于NWW向延伸的甲瑪—卡軍果推覆構(gòu)造系前部帶，地層以被動(dòng)陸緣碎屑—碳酸鹽巖系為主，出露地層為下白堊統(tǒng)林布宗組(K1l)與上侏羅統(tǒng)多底溝組(J3d)。上侏羅統(tǒng)多底溝組(J3d)為灰白色大理巖、結(jié)晶灰?guī)r，夾泥灰?guī)r、灰黑色礫屑灰?guī)r、礫屑泥晶灰?guī)r;下白堊統(tǒng)林布宗組(K1l)上部為巖屑砂巖、石英砂巖、巖屑石英粉砂巖與炭質(zhì)板巖互層，下部為炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)頁(yè)巖夾粉細(xì)砂巖，砂板巖經(jīng)熱接觸蝕變?yōu)榻菐r，形成與鉬礦化相關(guān)的角巖型礦化。

　　礦床類(lèi)型為矽卡巖—斑巖型銅多金屬礦床，控礦構(gòu)造為甲瑪—卡軍果推覆構(gòu)造系及其伴生的滑覆構(gòu)造系，區(qū)內(nèi)發(fā)育中酸性、酸性侵入巖，屬鈣堿性系列，以花崗閃長(zhǎng)斑巖為主。巖漿侵入有兩期:喜山早期(50～65Ma)形成花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖，晚期侵入發(fā)生于新特提斯期(13～20Ma)，形成以巖脈、巖株形式產(chǎn)出的脈巖巖石，多分布于甲瑪銅多金屬礦區(qū)。

　　2已有巖石物性資料特征

　　甲瑪?shù)V區(qū)至今尚未開(kāi)展過(guò)巖石密度測(cè)定工作，收集整理了礦區(qū)以往巖石磁性與電性資料[45]，其中巖石磁性是采用質(zhì)子磁力儀在高斯第二位置測(cè)定野外露頭采集的標(biāo)本。巖石磁性資料統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:甲瑪?shù)V區(qū)板巖、大理巖、灰?guī)r、角巖等磁性偏低，斑巖和矽卡巖由于含少量磁黃鐵礦等磁性相對(duì)較高，但整體磁性差異較小。巖石電阻率采用露頭小四極法和標(biāo)本泥團(tuán)法兩種方法，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:大理巖電阻率最高，斑巖、銅礦體及矽卡巖電阻率次之，板巖、灰?guī)r、角巖電阻率偏低。以往巖石物性測(cè)定的巖性種類(lèi)不全，地表露頭巖石分布較少且處于嚴(yán)重風(fēng)化或蝕變的不利狀態(tài)，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的巖石電性數(shù)據(jù)離散度較大，只能粗略反映礦區(qū)的電性特征。

　　3巖石物性測(cè)定方法

　　根據(jù)以往巖石物性測(cè)量工作存在的問(wèn)題，本次在甲瑪主礦區(qū)針對(duì)性地采集并測(cè)定了ZK028、ZK036、ZK2416、ZK4707、ZK4307共5口鉆孔巖心標(biāo)本，測(cè)定電性標(biāo)本531件，磁性標(biāo)本531件，密度標(biāo)本554件，測(cè)定參數(shù)包括電阻率、極化率、磁性和密度，巖性包含灰?guī)r、炭質(zhì)板巖、角巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、矽卡巖、二長(zhǎng)花崗斑巖及角巖型礦體和矽卡巖型礦體。

　　本次測(cè)量的ZK028井深1155m，巖性自上向下依次為角巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、角巖、矽卡巖、二長(zhǎng)花崗斑巖，穿過(guò)角巖型礦體和矽卡巖型礦體，是礦區(qū)巖性較全、礦體類(lèi)型較全的典型鉆孔。其余4口鉆孔在平面位置上分布均勻，與ZK028的巖石物性測(cè)量結(jié)果相結(jié)合，能夠準(zhǔn)確反映甲瑪?shù)V區(qū)的巖石物性特征。本次巖石標(biāo)本物性參數(shù)大致按照深度10m間隔對(duì)5口鉆孔分別進(jìn)行采樣測(cè)定，采集的物性參數(shù)更能夠準(zhǔn)確反映礦區(qū)巖石物性垂向變化特征。

　　3.1電性測(cè)定

　　電性標(biāo)本測(cè)定使用加拿大GDD公司SCIP檢測(cè)器，采用微電流模式，供電電流5μA，供電時(shí)間8～16s(低極化率的巖礦石為8s，高極化率的炭質(zhì)礦石或巖礦石為16s)，斷電延時(shí)時(shí)間160ms。首先，使用切割機(jī)將巖心切成長(zhǎng)度20～150mm規(guī)則形狀，制成規(guī)則巖心標(biāo)本;將巖石標(biāo)本置于水中浸泡24h以上;測(cè)定時(shí)對(duì)標(biāo)本進(jìn)行挑選，避免選擇裂隙發(fā)育或巖脈發(fā)育的標(biāo)本，保證測(cè)量的標(biāo)本具有代表性，測(cè)量并記錄電性標(biāo)本的截面積和長(zhǎng)度。其次，將蘸有飽和硫酸銅溶液的海綿墊墊在標(biāo)本與標(biāo)本架之間，使用標(biāo)本架固定好巖心標(biāo)本，保持標(biāo)本穩(wěn)固、接觸良好，然后通過(guò)SCIP檢測(cè)器測(cè)量巖石標(biāo)本的電位，計(jì)算獲得電阻率和極化率參數(shù)[6]。

　　3.2磁性測(cè)定

　　磁性標(biāo)本使用捷克產(chǎn)KT-6磁化率儀測(cè)定巖石磁化率。測(cè)量場(chǎng)地選擇在一處遠(yuǎn)離鐵磁性物質(zhì)、磁場(chǎng)穩(wěn)定、空曠的場(chǎng)所。測(cè)量前，測(cè)量人員要先全身去磁。測(cè)量時(shí)，標(biāo)本緊貼KT-6磁化率儀的探頭，每個(gè)標(biāo)本讀數(shù)4次以上，待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)記錄磁化率。

　　4巖石物性統(tǒng)計(jì)與分析

　　4.1巖石物性特征

　　本次巖石標(biāo)本參數(shù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)數(shù)量少于30件的去掉離群值后采用簡(jiǎn)單平均方法來(lái)統(tǒng)計(jì)[7]，數(shù)量大于30件則利用直方圖法來(lái)統(tǒng)計(jì)。測(cè)定結(jié)果表明角巖為中等電阻，炭質(zhì)板巖為低阻，矽卡巖為中低阻，中酸性侵入巖為中高阻，灰?guī)r為高阻。角巖、硅化角巖、矽卡巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖極化率均明顯呈“雙峰”分布，一般巖石的極化率多為9%～11%，角巖型礦(化)體極化率一般為19%～25%，矽卡巖極化率明顯高于其他巖石，一般為19.5%，矽卡巖礦化體可達(dá)42%，炭質(zhì)板巖的極化率一般為15%～70%，眾值為30%;炭質(zhì)板巖、灰?guī)r、角巖、矽卡巖一般為無(wú)磁性，局部受變質(zhì)作用呈弱磁性，中酸性巖侵入巖為弱—中等磁性。炭質(zhì)板巖、硅化角巖、二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖為低密度，角巖、石英閃長(zhǎng)玢巖為中等密度，矽卡巖、灰?guī)r為高密度。

　　從ZK028鉆孔物性垂向剖面來(lái)看，近地表的角巖表現(xiàn)為高阻、高極化、低密度、中等磁化率的特征;其下的石英閃長(zhǎng)玢巖表現(xiàn)為高阻、低極化、低密度、高磁化率特征，角巖表現(xiàn)為中等電阻、中等極化率、低密度、中等磁化率特征，矽卡巖表現(xiàn)為低阻、高極化、高密度、無(wú)磁性的特征;底部花崗閃長(zhǎng)斑巖表現(xiàn)為中阻、低極化、低密度、高磁化率特征。從礦體來(lái)看，角巖型礦體多呈高阻、高極化、高磁化率特征，矽卡巖型礦體多呈低阻、高極化、高密度特征。

　　4.2巖石—地質(zhì)地球物理模型

　　根據(jù)巖心標(biāo)本物性測(cè)定成果及以往物性資料，綜合建立甲瑪?shù)V區(qū)巖石—地質(zhì)地球物理模型，巖石—地質(zhì)地球物理模型能夠清晰反映礦區(qū)的主要巖石電阻率、極化率、密度及磁化率特征，為礦區(qū)物探數(shù)據(jù)處理與解釋提供依據(jù)[8]。 5應(yīng)用效果在甲瑪?shù)V區(qū)某大地電磁測(cè)深剖面的處理過(guò)程中，利用巖石物性參數(shù)對(duì)剖面上引起靜態(tài)效應(yīng)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行校正[910]，其方法思路是:由于礦區(qū)地形起伏、地表不均勻體等影響，大地電磁測(cè)深測(cè)點(diǎn)常引起嚴(yán)重的靜態(tài)效應(yīng)，可通過(guò)大比例尺地質(zhì)圖確定測(cè)點(diǎn)的露頭巖性，再以測(cè)點(diǎn)露頭相同巖性的巖石電阻率眾值為參考，對(duì)測(cè)點(diǎn)曲線(xiàn)進(jìn)行平移處理，達(dá)到消除靜態(tài)效應(yīng)的目的。

　　基本消除了靜態(tài)效應(yīng)引起的“掛面條”現(xiàn)象，其淺部電性特征與剖面測(cè)點(diǎn)露頭巖石分布基本一致。對(duì)大地電磁測(cè)深剖面深部地質(zhì)體解釋?zhuān)�首先是參考建立巖石地質(zhì)—地球物理模型，根據(jù)不同電性特征劃分巖性界面，其次是根據(jù)礦區(qū)的地質(zhì)及成礦模型，劃分不同成礦地質(zhì)體界面[1113]。

　　140點(diǎn)以東可劃分為低—中—低3個(gè)電性層;橫向上呈西高東低，整體東傾，100～180點(diǎn)、高程約4200～5200m之間整體呈中低阻，地表出露林布宗組角巖，根據(jù)該角巖電性測(cè)定結(jié)果和地表露頭解釋為林布宗組角巖;180～210點(diǎn)、高程約4100～4600m之間呈中高阻異常，地表露頭為林布宗組炭質(zhì)板巖，該處反映的中高阻與炭質(zhì)板巖的電性特征不符，而其電阻率更接近二長(zhǎng)花崗巖斑巖或花崗閃長(zhǎng)斑巖;結(jié)合地質(zhì)資料推測(cè)該異常為剖面東南部莫古朗巖體向NE延伸出的巖枝或巖株。

　　因此推斷其為隱伏的中酸性侵入巖。100～150點(diǎn)、高程約4200～2500m之間呈高阻異常，推斷解釋為中酸性侵入巖;110～220點(diǎn)、高程約3500m以下整體呈中高阻，推斷解釋為多底溝組灰?guī)r;根據(jù)巖石物性特征及成礦地質(zhì)模型分析，依據(jù)甲瑪?shù)V區(qū)巖石物性與地質(zhì)特征，將淺部低阻層與深部高阻層的梯度變化部位推斷解釋為矽卡巖，該層發(fā)育有厚度超過(guò)200m的矽卡巖，二者接觸帶是矽卡巖型礦體主要賦礦層位，中酸性侵入巖體為矽卡巖型礦體提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源。

　　地質(zhì)論文投稿刊物：《礦床地質(zhì)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1982年，由中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)礦床地質(zhì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所主辦，是中國(guó)報(bào)道礦產(chǎn)資源最新研究成果的代表性刊物，也是國(guó)內(nèi)礦床學(xué)家及地質(zhì)學(xué)家比較偏愛(ài)的學(xué)術(shù)期刊。

　　6結(jié)論

　　甲瑪?shù)V區(qū)主要巖石物性進(jìn)行測(cè)定和分析結(jié)果表明:角巖表現(xiàn)為中高電阻、高極化、低密度、中等磁化率的特征，其電阻率和極化率隨深度增加而降低;石英閃長(zhǎng)玢巖表現(xiàn)為高阻、低極化、低密度、高磁化率特征;矽卡巖表現(xiàn)為低阻、高極化、高密度、無(wú)磁性的特征;二長(zhǎng)花崗斑巖表現(xiàn)為中等電阻、低極化、低密度、高磁化率特征。從礦體來(lái)看，角巖型礦體多呈高阻、高極化、高磁化率特征，矽卡巖型礦體多呈低阻、高極化、高密度特征。據(jù)此總結(jié)出甲瑪?shù)V區(qū)巖石—地質(zhì)地球物理模型，為礦區(qū)利用物探方法進(jìn)行合理的解釋提供依據(jù)。以鉆孔巖心垂向電性測(cè)定結(jié)果為依據(jù)，能夠有效提高大地電磁測(cè)深剖面深部地質(zhì)體解釋精度，為地質(zhì)工作者提供可靠的地質(zhì)模型。

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　　作者：屈挺1，賀日政2，魚(yú)鵬亮1，王素芬2，陳小龍1，劉建利1