震旦三维激电系统在新疆路北铜镍矿勘查中的应用研究
doi: 10.20008/j.kckc.202505023
尹志超1 , 涂其军2 , 温辉1 , 李大海2 , 尹彦胜1 , 陈实2 , 冯彪1
1. 紫金地球物理科技(北京)有限公司,北京 100012
2. 新疆维吾尔自治区地质研究院,新疆 乌鲁木齐 830000
基金项目: 本文受新疆吐鲁番市恰特卡尔—却勒塔格铜镍矿普查项目(K24-1-XJ059)资助
Application of Zhendan 3D induced polarization system in the exploration of Lubei Cu-Ni deposit, Xinjiang
YIN Zhichao1 , TU Qijun2 , WEN Hui1 , LI Dahai2 , YIN Yansheng1 , CHEN Shi2 , FENG Biao1
1. Zijin Geophysical Technology (Beijing) Co., Ltd., Beijing 100012 , China
2. Geological Research Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region, Urumqi 830000 , Xinjiang, China
摘要
针对新疆路北铜镍矿区超基性岩赋矿体受冲积物覆盖、地表露头稀少,以及传统激电方法因凝灰岩裂隙面黄铁矿/含炭物质干扰导致深部异常分辨率不足的问题,旨在探索三维激电技术对深部含矿基性-超基性岩体的空间定位能力。本文采用震旦三维激电观测系统,构建矿区电阻率与极化率的三维空间模型,结合重、磁数据开展综合解译,系统分析覆盖区深部岩体展布特征。研究实现了矿区1000 m深度的有效探测,并建立了铜镍矿三维激电找矿标志,综合圈定 IP1、IP6两处高精度找矿靶区,为钻探提供了科学依据。震旦三维激电系统兼具大探测深度与高分辨率优势,有效突破了传统方法在深部隐伏矿体识别中的局限性,证实其为覆盖区铜镍矿勘查的高效技术手段。对同类型矿床深部找矿具有重要示范意义。
Abstract
To address the challenges in the Lubei copper-nickel mining area of Xinjiang—where ore-bearing ultrabasic rocks are covered by alluvial deposits, surface outcrops are scarce, and traditional induced polarization (IP) methods suffer from poor resolution at depth due to interference from pyrite or carbonaceous materials along fractures within tuff—this study aims to evaluate the spatial positioning capability of three-dimensional (3D) IP technology for deep-seated mineralized mafic–ultramafic intrusions. Using the Zhendan 3D IP observation system, we constructed a 3D resistivity and chargeability model of the mining areas. By integrating gravity and magnetic data, we conducted a comprehensive interpretation to systematically analyze the distribution patterns of deep intrusive bodies beneath the cover. Our research achieved effective detection to depths of up to 1000 meters and established 3D IP indicators for copper-nickel mineralization, delineated two high-precision exploration targets (IP1 and IP6), thereby providing a scientific basis for drilling. The Zhendan 3D IP system combines deep penetration and high resolution, effectively overcoming the limitations of traditional methods in identifying concealed deep ore bodies, and has proven to be an efficient exploration technique for copper-nickel deposits in covered regions. This study offers important implications for deep exploration in similar types of ore deposits.
0 引言
东天山地区是中国重要的铜、镍、金、铁、铅锌等大型矿床成矿带(王京彬等,2006),其中路北铜镍矿的发现具有典型意义。2014 年新疆地质调查院在东天山西段恰特卡尔地区通过化探异常查证,在 K46E012002 幅北部边缘圈定 Ni、Cu 高值异常区并发现矿床(杨万志等,2017),经初步评价已达中型规模,成为继白鑫滩铜镍矿(李鑫等,2014)之后化探找矿的又一突破。多年来,研究区先后采用地面磁法、重力勘探、激电中梯扫面、激电测深等技术手段,为矿体定位提供了基础地球物理依据。随着浅表矿产资源逐渐枯竭,深部隐伏矿床勘查成为研究热点,随着勘查向深部推进,传统电法系统暴露出显著局限性:一方面受限于 500 m 以浅的探测深度,难以揭示深部含矿基性-超基性岩体空间形态; 另一方面,围岩中广泛发育的黄铁矿化与炭质夹层产生强干扰异常,叠加矿区构造破碎带复杂电性结构,导致激电异常多解性突出。二维方法对深部岩体空间展布形态的刻画能力不足,难以建立三维尺度成矿规律,针对上述深部探测分辨率不足、干扰因素复杂化的技术瓶颈,亟须引入三维激电技术以突破隐伏矿体定位难题。
法国地球物理学家 C. 施伦贝格尔(C. Schlum‐ berger)于 1912 年提出将激发极化法应用于地质勘查(雒志锋和穆建强,2012赵伟锋等,2023)。激发极化法在金属矿产勘查中占重要地位(傅良魁, 1979张赛珍等,1994李金铭,1996),三维激电 (3DIP)作为激电法延伸和发展(雒志锋和贺荣华, 2008马为和林星,2015),目前在国外应用广泛 (Oldenburg and Li,1994;Li and Oldenburg,2000),采用三维观测装置,从不同方向供电激发,一次可阵列式布设多台接收机(尹敏等,2016),同时采集面状及纵向数据,减少体积效应,解决传统激电法难以直接反映异常体位置的难题。对于三维电法勘探,需要有多个接收机同时进行数据的采集。
采用紫金矿业集团股份有限公司自主研发的震旦三维激电系统在路北铜镍矿开展三维激电数据采集,目的是圈定工作区三维激电异常,探索含矿基性—超基性岩体深部空间展布形态,为深部找矿提供物探指导依据。本研究投入自主研发激电接收机200台,发射电流20~30 A,与传统激电相比提升 5~10 倍,保障了深部信号的激发与数据采集质量。
1 地质概况及地球物理条件
1.1 地质概况
路北铜镍矿区位于中亚造山带东天山成矿带中段(图1),属准噶尔板块南缘的觉罗塔格构造带,处于准噶尔洋板块与塔里木板块聚合部位(李大海和田江涛,2018)。区域构造受康古尔深大断裂控制,该断裂近EW向延伸,分隔北部大南湖—头苏泉岛弧与南部中天山地块。成矿带隶属于觉罗塔格 Cu-Ni-Fe-Mn-V-Ti-Au-Ag-Mo-W 成矿带西北部 (董连慧等,2010),形成于早二叠世碰撞后弛张构造阶段(278.5~276.5 Ma)。恰特卡尔地区沿康古尔断裂及次级断裂发育镁铁-超镁铁质岩带,岩体侵位与硫化物成矿作用密切相关,揭示东天山向西延伸的铜镍成矿潜力。
矿区以康古尔断裂为界,北侧地层为下石炭统小热泉子组,以钙碱性中酸性火山岩为主,包括安山岩、英安岩、凝灰质砂岩及砂砾岩,局部发育角岩化。南侧地层为下石炭统干墩组,属半深海—深海相复理石建造,受剪切作用强烈糜棱岩化,原生层理被构造片理取代。路北铜镍矿共圈定矿体14条,地表圈定矿体 12条,深部圈定盲矿体 2条。赋矿岩石主要为辉橄岩、橄榄苏长岩、辉长岩,矿床中主要金属硫化物有镍黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿,在后期矿体中还普遍存在紫硫镍矿,热液叠加作用明显时会出现方黄铜矿(李大海和田江涛, 2018)。
1东天山区域构造略图(据王京彬等,2006修改)
1.2 地球物理条件
通过物性标本测量,岩石密度统计结果显示,地层中伊丁石化橄榄岩为密度最低,中值为 2.31 g/ cm3,蛇纹石化橄榄岩密度中值为2.81 g/cm3,均小于超基性岩的密度常见值,推断对应路北低重力基性岩体由于受断裂改造产生了蛇纹石化、伊丁石化致使密度明显降低。凝灰岩密度中值2.72 g/cm3,闪长岩密度中值为 2.78 g/cm3,橄榄苏长岩中值为 3.00 g/ cm3,遵循了“凝灰岩地层-中性岩体-基性岩体”密度逐渐增大的规律。凝灰岩磁性最低,中值 8.36× 4π·10-6 SI,角闪辉石岩磁性中值 563.25×4π·10-6 SI,磁性也与岩石基性程度正相关,伊丁石化橄榄岩磁化率中值为 927.52×4π·10-6 SI,伊丁石化会显著减弱基性岩体的磁性程度。凝灰岩地层极化率较低,中值 0.73%。凝灰岩岩心中在裂隙面发育有较为丰富的黄铁矿或含炭物质,黄铁矿化凝灰岩极化率有所增高(表1)。在电性参数方面,高品位铜镍矿体表现出明显的低阻高极化特征,极化率中值为 11.17%,电阻率中值为 1530 Ω·m。统计结果表明该地区具备了电法勘探前提(图2)。
1矿区岩(矿)石标本物性参数
2路北矿区物性统计特征
a—岩(矿)石密度;b—岩(矿)石磁化率;c—岩(矿)石极化率;d—岩(矿)石电阻率
3研究区地质及工作部署图(据田江涛等,2018修改)
1—下石炭统小热泉子组粉砂岩;2—下石炭统干墩组片理化粉砂岩;3—下石炭统小热泉子组凝灰岩;4—下石炭统小热泉子组糜棱岩化粉砂岩;5—下石炭统小热泉子组安山岩;6—下石炭统小热泉子组英安岩;7—下石炭统小热泉子组凝灰质粉砂岩;8—下石炭统小热泉子组玄武岩;9—华力西中期橄榄岩;10—矿体;11—华力西中期闪长岩;12—华力西中期石英闪长玢岩;13—华力西中期石英闪长岩;14—华力西中期辉长岩;15—下石炭统小热泉子组灰岩;16—断裂;17—推断断裂;18—三维激电供电点;19—三维激电接收点;20—三维激电成图范围
4路北矿区剩余重力异常平面图(a)、磁法异常平面图(b)、视极化率异常平面图(c)、视电阻率异常平面图(d)
1 —断裂;2—推断断裂;3—三维激电接收点;4—三维激电成图范围
研究区剩余重力资料显示(图4),云海—路北一带剩余重力高异常整体呈北西南东方向展布。云海岩体整体位于剩余高重异常带内,而路北岩体则处在剩余重力梯度带内。这种重力场分布特征与路北岩体群以中基性为主、次超基性岩的岩石学特征相吻合。重力异常特征表明,矿体可能由基性—超基性杂岩体与地层接触带引起。其中Ni1主矿体就现有勘查程度来看,路北铜镍矿体以就地熔离型矿体为主,主要产出于岩体中下部。值得注意的是,云海岩体和路北岩体之间的剩余重力低异常推断由区内多条次级断裂发育引起。局部低重异常可能与超基性岩蛇纹石化、伊丁石化作用有关,导致密度明显低于常见值。结合以往钻孔资料显示,见矿部位不仅局限于重力高异常区,低缓中等剩余重力叠加电、磁综合异常同样可作为寻找基性—超基性岩体成矿的有利部位。
云海杂岩体由闪长岩、辉长岩和橄榄岩组成,钻孔资料显示主要赋矿层位位于岩体中下部。区域磁性变化整体较为低缓,局部高磁异常主要由基性—超基性岩体引起。路北岩体为多期次侵入的杂岩体,由基性—超基性岩与东部闪长岩组成。磁化极异常显示路北岩体西侧出现负磁异常,推断是受次级断裂引起退磁所致;而东侧岩体深部基性岩体则引起正磁异常。
云海岩体矿体对应明显的低阻高极化特征,形成典型的“三高一低”(高重、高磁、高极化率、低电阻率)地球物理特征,这是岩浆型铜镍矿的典型标志。相比之下,路北岩体电性特征主要表现为低阻中低极化率,推断是浅部硫化物富集程度较低所致。云海—路北一带激电异常呈条带状分布明显,两矿体之间出现环形低阻高极化异常体,与该区层状地层分布特征密切相关。北西向高极化率异常带推断由小热泉子组地层中的炭质和金属硫化物等因素引起。该区炭质地层具有分布范围广、强度高但埋深浅的特点,与下覆基性—超基性侵入岩密切相关。炭质地层可作为浅部预测标志,对深部基性—超基性岩体具有引导指示作用。
针对岩浆岩型铜镍矿点,围岩为一套具有高阻特征的杂岩体,高品位铜镍矿石与安山岩、闪长岩及凝灰岩各岩性电性差异明显,这为开展三维激电工作提供了良好的物性前提。
2 三维激电工作方法及质量评述
2.1 技术方法
采用偏置单极-偶极装置(White et al.,2001),与时间域激电三极装置(黄凯等,2024)相似。将无穷远极 B 垂直于工区测线方向布设,并满足无穷远极布设要求;通过发射极 A 的移动使发射电极极距和方向发生变化(图5),相比传统二维电法勘探随着目标深度增加和地质条件复杂化而体现出一定局限性,三维激电发射电极可以与测量电极垂直、平行或者成一定角度,以弥补信号强度的不足,从而获取不同方向和不同深度的地电信息(范翠松等,2012)。
震旦三维激电系统在超 30 个矿区勘探应用示范,发射机和接收机主要性能参数及勘探深度与国外同类先进水平系统(台风系统)相当,在原创性勘查发现塞尔维亚 Timok 成矿带玛格高品位铜金矿床、藏西北火山岩覆盖区芒拉铜金矿等重要资源的过程中,震旦三维激电系统发挥了关键支撑作用。与国内外主流激电设备技术指标对比(表2表3):
2震旦系统与国内外主流激电发射设备参数对比
3震旦系统与国内外主流激电接收设备参数对比
5偏置单极-偶极数据采集示意图
1 —三维激电接收点;2—三维激电发射点;3—无穷远极;4—三维激电接收范围
震旦三维系统为恒压恒流发射机,其他对比的发射机都为恒功率发射机,避免了因负载变化导致的电压或电流波动问题,且发射电流更大,是大深度探测的前提。震旦接收机技术具备测量电压范围宽、系统噪声低、输入阻抗高,确保采集到高质量数据信号,同时增加了软/硬件滤波,具备抗干扰性强等优点,探测深度是常规激电探测深度的 2~3 倍,有效探测深度超 1000 m。采用三维观测装置,用类似CT扫描的方式从不同方向供电激发,减少体积效应,解决了传统二维测深难以直接反映异常体位置的难题。
本研究在已知矿区异常段采用单极-偶极装置进行三维激电测量,通过系统对比不同周期(8 s、16 s、32 s)和不同延时参数(100~500 ms)的测量效果对比试验。周期试验结果显示(图6),在低极化率背景区,异常幅值差异不明显,在异常段均有显示,且供电时间与异常幅值成比,16 s 与 32 s 周期对异常反映效果最佳,但考虑到东天山地区荒漠化盐碱地形及设备限制,最终选择 16 s作为工作周期。延时越小,异常幅值越大,但易受耦合干扰影响,延时对电阻率计算影响较小。综合虑耦合干扰和异常识别,选择100 ms作为工作延时。
6不同参数装置试验对比图
本次工作发电机 250 kW,采用紫金集团自主研发 120 kW 发射机及震旦接收机 200 台。测线方位 24°,与地质勘探线方位一致。供电点位于部署测线之间,接收网度160 m×80 m,接收极距MN=80 m,测量线长2 km,共16 条。单次供电布设190 台接收机同时接收,接收机按分布式方式一次性布设 8 条测线,分两次交错布置,共布设 380 台次,采集固定测点的全波形时间序列数据。发射电极在测区逐点移动进行滚动观测覆盖,保证记录数据点均匀分布于整个测区。本次发射线 9 条,发射测点 160~400 m间距不等,采用外部抽稀,内部加密的方式均匀分布于整个测区,发射点116 个并重复2次,最大供电电流 30 A,实测数据 44080 个,勘查面积 4.8 km2,工作部署图(图3)。
2.2 质量评述
使用激电模拟器对接收机进行多电位信号参数测试,计算各接收机一次电位和极化率相对均方误差,一次电位相对均方误差介于 0.02%~0.33%,极化率相对均方误差介于 0.02%~0.9%,各仪器一致性稳定且符合工作要求。通过组合及成对电极观测不极化电极,一次电位差均小于0.5 mV。
本次工作完成三维激电供电点 116 个,检查点 8 个,检查率 6.9%;极化率(ηs≤3%)总均方误差 0.08,极化率(ηs>3%)均方相对误差2.0%,电阻率总均方相对误差0.5%。
本次三维激电在工作区内完成接收测点部署 380 个,发射点116 个。在删除衰减不正常,A0极距大于 3500 m、电磁耦合干扰等测点后,保留质量较好的有效原始数据36210 个参与反演计算。
3 三维激电数据处理及反演解释
3.1 数据处理
传统激电工作采用现场读取多次叠加的数据记录观测结果,难以对数据质量好坏进行全面判别。在干扰地区或野外采集受到人为操作引入影响后,叠加的数据反而误差更大,时间序列识别噪声或干扰时段数据,控制测量质量。
本次三维激电测量保留了各测点全波形时间序列(Kingman et al.,2007张亚伟等,2015刘卫强等,2019),经数据编辑、剔除坏点、滤波二次场衰减、平面电场分布等多参数质量控制后保留有效数据36210 个参与三维反演。采用对三维观测合格的数据利用 RES3DINV 软件进行三维反演计算,按 25 m×25 m×25 m 网格剖分,反演后导出数据进行三维网格化形成全区三维极化率、电阻率模型。
本次三维激电数据一次电位平均值119 mV,最小值5.5 mV,大于10 mV数据占比约80%,三维反演数据拟合误差低,最大模型深度为 1300 m,反演灵敏度随深度指数衰减,在深部规模大的异常体仍有较高的可信度,可以提取视极化率、视电阻率按任意方向垂直或不同深度水平切片,并以二维或三维格式输出。
3.2 数据反演
本研究采用有限元法(阮百尧和熊彬,2002强建科和罗延钟,2007齐彦福等,2024)三维电阻率极化率联合反演技术,基于Cole-Cole模型建立复电阻率参数体系,通过迭代拟合实测视极化率与视电阻率数据,最终获得路北矿区一带1000 m以深电阻率(ρ)和极化率(η)的三维空间分布模型(图8)。具体反演流程:
①数据反演基于光滑约束的最小二乘法,采用与研究区背景值接近的 1000 Ω·m 均匀半空间作为初始模型,通过三维有限元正演模拟得到理论视电阻率;②通过最小二乘法构造误差函数计算理论和实际观测视电阻率值的误差,若误差不满足收敛条件,进入预处理共轭梯度(PCG)内核迭代求解反演方程,若不满足收敛条件,需要重新选择初始模型参数,避免陷入局部极小值;随着迭代次数增加,降低目标函数(如数据拟合误差),残差逐渐减小,可能粗糙度增大,需平衡拟合与正则化权重,最终得到新模型参数。③将新的模型参数重复代入有限元模拟计算步骤中,开始下一次全局反演迭代,直至模型变化率趋于稳定,即残差下降率小于设定阈值,满足收敛条件停止全局反演迭代。
因地面测量的视极化率异常为测区由浅到深地质体的综合反映,地面测量值一般小于高极化地质体的实际数值,反演计算的结果是对实测数据的拟合,也可能出现比实际值偏高的现象。结合路北矿体异常特征及高极化异常差异等因素,本次对极化率模型以极化率5%为异常下限圈定高极化率异常体。
4 综合地质解释
三维激电在干扰区分的核心优势在于多参数反演能力,通过三维极化率参数判断是否为炭质干扰及岩体(矿体)与地层接触带存在高极化率异常从而间接寻找隐伏岩体有一定的指示作用,借助重磁方法组合对炭质地层与岩矿体进行区分。
高极化体是找矿的必要非充分条件,极化率参数快速查明异常区硫化物是否发育,硫化物不发育的地区找矿潜力有限。结合已知钻孔资料,条带状高极化、低阻、低磁、低重显示炭质地层分布;路北矿区一带显示低阻、高极化、局部高磁、高重异常埋深大,地球物理标志指示下覆隐伏基性-超基性岩体存在潜力。
4.1 平面异常圈定与解释
本研究中三维激电测量构建了测区电阻率、极化率三维异常模型。以三维激电400 m深度水平切片圈定 6(IP1~IP6)处高极化异常体(图7),高极化率异常体多且分散分布,推断与该区次级断裂发育所引起硫化物富集有关。IP1异常体位于L63~L7勘探线之间,地表出露闪长岩及角闪辉石岩,与钻孔矿体展布高度吻合,环形“低阻高极化”异常,具典型“三高一低”特征,且三维激电反演结果显示云海岩体向北西侧伏延伸,规模随深度扩展多期次矿化响应,指示云海岩体深部具有成矿潜力。该异常体与云海杂岩体多期次侵入活动密切相关,环形异常模式暗示可能存在隐伏岩体中心。高重、高磁特征符合基性—超基性岩体物性响应,三维反演显示的侧伏延伸方向为深部找矿提供了明确靶区。
IP6 异常体规模大,深部呈现显著“低阻高极化”特征,受北东、北西向共轭断裂控制,交汇处发育糜棱岩化带。水平切片显示异常体向北西倾伏延伸,深部高磁指示可能存在超基岩相,是寻找隐伏岩体的有利靶区。
4.2 垂向分异与深部研究
通过集成区域重力、磁场及三维激电数据,构建了密度、磁化率、电阻率、极化率四参数三维模型,反演深度达 1000 m,揭示了深部岩体空间展布与矿化响应规律。浅部异常带发育条带状低阻、高极化、低磁、低密度异常组合,推断为炭质板岩与凝灰岩互层沿次级断裂带分布,其高极化特征与炭质有机质富集及局部黄铁矿化相关。过渡带路北矿区一带岩体显示垂向分异序列,以闪长岩为主,局部见矿化现象。云海杂岩体 L39 线铜镍矿体(Ni品位 0.25%~0.53%,厚度 71 m)与“低阻高极化”异常空间高度吻合,矿体产状北西倾伏。中深部矿化带发育辉长岩-辉石岩相,局部高极化异常不连续分布,推测由闪长岩与辉石岩接触带蛇纹石化及黄铁矿化引起。IP1 异常中心向深部延伸,暗示深部硫化物富集度增高。深部岩相带显示400 m以下水平切片(图7)显示局部高磁、高密度异常呈团块状聚集,与极化率异常空间耦合,指示隐伏基性—超基性岩体及硫化物熔离矿化带,可能发育橄榄岩相,磁化率异常梯度带反映岩体接触蚀变边界。
7路北矿区一带400 m深度三维反演剩余密度水平切片(a)、三维反演磁化率水平切片(b)、三维反演极化率水平切片(c) 和三维反演电阻率水平切片(d)
1 —三维激电异常区;2—三维激电测线;3—三维激电接收点;4—三维激电成图范围
研究区显示构造控矿规律,NW 向次级断裂系统为基性岩浆上涌提供通道,断裂交汇部位控制 IP1、IP6异常空间定位。云海—路北矿体之间呈“似盆状”低阻体,深部存在橄榄辉长岩体,且次级断裂发育,具有寻找基性—超基性岩体有利成矿条件。综合三维反演结果显示,IP1、IP6两处三维激电异常具有 A 类找矿靶区特征,为隐伏矿床定位提供高精度数据支撑。
4.3 验证效果
将路北矿区三维极化体叠加钻孔数据绘制钻孔与极化体关系分布图,经分析在云海岩体见矿体为与岩浆熔离作用有关的铜镍矿体,分布在云海岩体西段,呈 NWW 走向,产在超基性岩相中,均为隐伏矿体,矿体向西侧伏,矿体在 39 线与 47 线、31 线及 27 线之间圈闭,矿体 Ni 平均品位 39 线普遍高于 31线,ZK3907钻孔厚度最大。
根据钻孔 ZK3907结果表明:揭露的矿体,其物性表现为低阻、高极化与三维反演垂向切片电性特征完全匹配,证实反演模型在1000 m深度内具有可靠分辨率。L39 线勘探线三维反演水平切片显示 (图9),400 m以深存在高磁、高密度异常体,与极化率异常呈空间叠合,指示隐伏基性-超基性岩体及硫化物矿化带;浅部(0~300 m)条带状低阻、高极化异常则对应炭质地层沿次级断裂带的分布。综合分析认为,L39 线矿化受多期次岩浆侵入与断裂构造控矿,其中低阻高极化异常的空间延展特征为深部找矿提供了关键地球物理标志。
该成果表明三维激电反演技术可有效揭示矿体垂向分带规律,并为隐伏基性—超基性岩体勘探提供定量化约束。
8路北矿区三维电阻率模型(a)、极化率模型(b)、钻孔与极化体分布关系图(c)、电阻率异常体(d)、极化率异常体(e)、硫化物矿化域(f)
9L39线勘探线三维反演极化率垂直切片(a)和电阻率垂直切片(b)
1 —铜镍矿体;2—钻孔;3—岩性界线;4—推断断裂;5—物性极化率;6—物性电阻率
5 结论
(1)本文结合地质、钻孔及综合物探资料对三维激电在路北铜镍矿区勘查中的应用效果进行对比验证。震旦三维激电系统应用大功率发射机、智能化高精度接收机,具有发射功率大、接收精度高、勘探深度大、异常源定位准、抗干扰能力强等优势,系常规激电探测深度的2~3倍。成果显示,电阻率、极化率三维空间模型是圈定基性—超基性成矿地质体的关键。
(2)获得电阻率、极化率三维空间模型,圈定基性—超基性成矿地质体,查明硫化物富集状态,建立了地球物理找矿标志,综合以往重磁资料二次开发结果,提出 IP1、IP6两处靶区优选区,为深部寻找铜镍矿床空间提供可行的方案。
(3)在典型矿床区,三维激电圈定的“低阻高极化”异常与铜镍矿体埋深及规模对应;基于云海杂岩体矿化体围绕超镁铁岩中心呈北西向脉状延伸特点,建议 IP1 靶区北西侧布设验证钻孔探索其深部成矿空间,并进行含矿性评价;云海杂岩体深部隐伏性基性—超基性高极化体空间,IP6 靶区布设深孔进行验证。
(4)震旦三维激电系统应用显示了对该区深部隐伏性含矿性地质体空间位置及规模有效识别,可作为该地区找矿攻深找盲的有效支撑手段之一。
致谢  值此文章编写完成之际,向给予我无私帮助的领导、同事致以最诚挚的谢意,特别感谢新疆地质研究院提供详细地质、钻探岩心数据及地球物理资料的支持,为三维成矿模型构建与靶区验证奠定了坚实基础。
1东天山区域构造略图(据王京彬等,2006修改)
2路北矿区物性统计特征
3研究区地质及工作部署图(据田江涛等,2018修改)
4路北矿区剩余重力异常平面图(a)、磁法异常平面图(b)、视极化率异常平面图(c)、视电阻率异常平面图(d)
5偏置单极-偶极数据采集示意图
6不同参数装置试验对比图
7路北矿区一带400 m深度三维反演剩余密度水平切片(a)、三维反演磁化率水平切片(b)、三维反演极化率水平切片(c) 和三维反演电阻率水平切片(d)
8路北矿区三维电阻率模型(a)、极化率模型(b)、钻孔与极化体分布关系图(c)、电阻率异常体(d)、极化率异常体(e)、硫化物矿化域(f)
9L39线勘探线三维反演极化率垂直切片(a)和电阻率垂直切片(b)
1矿区岩(矿)石标本物性参数
2震旦系统与国内外主流激电发射设备参数对比
3震旦系统与国内外主流激电接收设备参数对比
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