Question

　地面物探方法系统

Answer 1

地面物探方法在找矿方面可起三方面的作用：第一是直接找矿，这是指待找的矿物本身能引起物探异常，例如磁铁矿能引起磁异常，铬铁矿能引起重力异常，黄铁矿能引起各种电法异常等。第二是间接找矿，这是待找的矿物不能引起当时的仪器能可靠地观测到的物探异常，但矿体中的其他矿物能引起物探异常，例如矿体中含有少量磁铁矿或磁黄铁矿能引起弱磁异常，矿体中含大量金属硫化物，因密度比围岩大，能引起重力异常，而黄铁矿又能引起电法异常。第三是地质填图，即矿体本身不能引起可靠地观测到的物探异常，物探方法只能用于地质填图，解决找矿过程中的地质问题，主要是圈出矿体可能赋存的空间。

地面物探方法上述三方面的作用，可将其归纳为找矿作用和填图作用两方面。在50～60年代，以找浅表矿为主，物探方法（以各种电法为代表）在找矿方面取得了很大成绩，以后随着找矿深度的增加，物探的作用逐渐转为以填图为主，现在，随着老方法（重、磁法）观测仪器精度提高，新方法（电法）发明，能测出深部矿体引起的重、磁、电等弱异常，物探的找矿作用又有起色，即物探同时能起找矿作用和填图作用。物探起填图作用时，物探在找矿时是综合找矿方法的具体方法之一，不属于本节所述的方法系统。

顺便在这里指出，物探的找矿作用以间接找矿为主。因此，根据物探异常特点，一般不能确定或估计所找的矿体是富矿体或贫矿体。例如，良导性低电阻异常主要是由黄铁矿所引起，只当矿石中待找的铜矿、铝、锌矿等含量与黄铁矿的含量正相关时，找到了致密块状硫化物才意味着找到了富矿体。许多很好的电法异常，钻探只见强烈的黄铁矿化，而不见矿体，其原因也在于此。为了具体说明物探的作用，下面举一个磁法和一个重力法找矿的例子。电法是找有色金属矿的主要方法，具体例子在以后有关章节中均有叙述，为避免重复，此处不叙述。

例1　内蒙古大井锡多金属矿区^[18]

大井矿区为第四系黄土覆盖，基岩岩石为二叠系林西组以砂岩为主的地层。该层可划分为4个岩性段，由老至新为：暗色细碎屑岩段；含磷岩段；泥灰岩段；杂色细碎屑岩段。大井已知锡多金属矿床主要赋存在二、三岩性段，严格受构造控制。区内断裂构造十分发育，矿体主要充填在北西向硅质—碳酸盐胶结的构造角砾岩或破碎带中，并受北东向成矿构造带控制，沿倾向按一定间隔成群成带出现。

矿石中主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、锡石、方铅矿，其次为白铁矿、磁黄铁矿、黝铜矿等。矿体的磁化率为1633.6×10^-6SI，近矿矿化围岩的磁化率为678.6×10^-6SI，矿化杂砂岩的磁化率为226.2×10^-6SI，其他围岩的磁化率则在（113.1～150.8）×10^-6SI。矿体及矿化围岩的磁化率高出正常围岩的1～10倍。区内磁性最强的岩石是蚀变安山岩（6.28×10^-2SI）和蚀变玄武岩（2.89×10^-2SI）。矿床成因类型为与次火山岩有关的中低温热液裂隙充填型。

图5—1是简化后的大井矿区物探化探异常平面图。从图看出，已知的及根据物探异常新发现的矿床均位于局部重力高中的北东向航磁局部异常中，而矿带则位于局部航磁异常带显示有局部北西走向的地段。磁异常的这个特点与矿区的地质构造特点一致，揭示了矿化的分布范围。

地面高精度磁测圈出了北西向展布的长轴状异常。异常呈明显的叠加特征，高值部分可圈出多条与总体走向一致且相互平行的局部高值异常带。钻探在这些带上均见到了密集的工业矿体群。图5—2是一条精测剖面（北东向），实测曲线上的局部高值异常对应浅部的密集工业矿体群，而滤波后的背景异常则反映了深部矿化的分布范围（见图中磁异常断面图）。

图5—1　大井矿区物探、化探异常平面图（据汪懋忠）

1—高精度航磁局部异常（nT）;2—局部重力高异常；3—激电异常；4—分散流异常

例2　葡萄牙内维斯—科尔沃超大型多金属硫化矿床^[26]

葡萄牙南部的内维斯—科尔沃是一超大型隐伏多金属硫化矿床，到80年代末，已获得硫化物储量超过12.5×10⁸t，其中2×10⁸t为致密硫化物，5000×10⁴t为网状脉（薄层矿体未计算在内）。内维斯矿体最大，长1700m，宽800m，厚50m。矿床中的矿石品位及储量见表5—1。

表5—1　内维斯—科尔沃矿石储量元素（1989年）

（根据X.Leca）

图5—2　大井矿床高精度磁测综合剖面图（据汪懋忠）

1—矿体；2—△T断面等值线（nT）

根据钻探，此处矿体的围岩为一套火山-沉积岩系，由下至上为：喷出火山岩单元，基性和酸性岩交替出现，包括大量的酸性火山作用，形成矿化幕，导致大多数矿床的形成。沉积单元，上部为绿色和紫色片岩，上覆有非常稳定的层凝灰岩层；含有机物沉积单元，它预示着上覆的库尔木杂砂岩复理层的出现。

图5—3a是以100×100m测网作的重力法所得布格异常，改正所用中间层密度为2550kg/m³。内维斯异常为4～6g.u.初步研究，认为该异常系硫化物多金属矿体引起，矿体顶部位于约80m深度上，重心在150m深度上。1973年施工N1钻孔，进尺244m，未见矿体，但在150m时见到密度由2900kg/m³至3100kg/m³的碳质和富含硫化物的片岩。

根据钻孔见到的地质情况，根据地质所作的关于地下地质构造的推断模型及所测定的密度资料，作了重力异常正演，正演结果与实测结果不符合，以后又经过多年的综合物探和化探及其他处的钻探工作，综合研究结果，提出了一个能把不同学科所得结果协调一致起来的模型。认为内维斯深部还是有矿，建议在第一孔50m远的地方再打一个深400m的

图5—3a　阿尔加莱地区布格异常图（据X.Leca）

（密度2.5g/cm³，等值线距1g·u。实线为1970～1971年SFM以100×100m测网测量的地区，虚线为1973～1975年SMS-SMMPP-SEREM财团以250×125m测网测量的地区。1970～1971年测区在本图中只显示了一部分）直孔。N2孔于1977年4月1日施工，1977年5月15日打到了致密硫化物，见矿深度为350.2m至403.3m。图5—3b是剖面图。N2钻孔资料投影到钻孔N1剖面上。

图5—3b　钻孔N2资料在钻孔N1平面上的投影（据X.Leca）

1—库尔木杂砂岩；2—火山-沉积岩系的未分片岩；3—层凝灰岩；4—淡紫—蓝色片岩；5—黑色片岩；6—断裂和角砾岩；7—致密硫化物；8—酸性凝灰岩；9—正常地质界面

图5—4　中乌拉尔一个含铜黄铁矿床上的重力测量结果及密度剖面（密度的单位10³kg/m³）

1—矿体引起的△g（计算的）曲线；2—去掉背景后的△g曲线；3—根据所有密度介面计算的△g总和曲线；4—钻孔

图5—5　用2670kg/m³密度改正的布格异常（据D.E.Leaman）

矿山附近的异常干扰是明显的，等值线间距为10g·u

这个例子表明，高密度矿体的围岩也有密度偏高的，形成矿体重力的干扰。这种现象在许多地方都见到。例如图5—4是中乌拉尔一个含铜黄铁矿床上的重力异常及密度剖面，定量计算表明，矿体引起的异常约为4g·u，而矿体四周矿化围岩引起的重力异常达8g·u^[53]。在澳大利亚昆士州芒特艾萨（Mt.Isa）巨型Cu-Ag-Pb-Zn矿床上，在南部铜矿化带上，获得极值超过20g·u、外形光滑的局部重力异常（图5—5），异常分布范围与已控制的矿化范围一致。但定量计算表明，埋深在地下700m左右的矿体在地表只能引起4g·u左右的重力异常，异常的主体部分是由含黄铁矿的粉砂岩（矿体的直接围岩）及含硅白云岩所引起^[54]。澳大利亚奥林匹克坝超大型铜铀金矿是验证重、磁异常而意外地发现的^[27]，磁异常与矿体无关，可能是深部磁性体引起，重力异常则主要是含矿的赤铁角砾岩所引起，这种岩石中赤铁矿含量达30%～40%。在我国新疆阿舍勒铜矿^[28]及小热泉子铜矿^[16]上的重力异常，也有类似情况，值得注意。