EH4在赞比亚西北省某金铜矿勘探中的应用

　　随着我国对有色金属矿产的需求增长，国内铜矿等战略矿产资源缺口较大。为落实国家“走出去”的战略部署，加强国际合作，我单位选择在赞比亚西北省某研究区开展金属矿勘查工作。研究区位于卢弗里安弧形构造带(LufilianArc，又名卢弗里安铜钴成矿带)的复向斜带核部，为找矿的有利位置，地层为上罗安组，为有利含矿层位[1]。

　　1赞比亚找金属矿模式

　　卢弗里安弧形带地表植被繁茂，风化层厚，基岩露头少，地面地质工作受到较大影响。人们不断总结前人的工作经验、教训，调整找矿思路，总结矿床特征，现利用地、物、化、遥等多种手段寻找含矿层位与有利构造得到较多人员的认可。高精度磁法快速确定地层走向、界线，瞬变电磁法确定深部低阻体的赋存状态，地球化学快速锁定异常范围，利用遥感影像图解译有利含矿地层的空间展布及隐伏延展，判别构造类型等[2]。将化探与EH4结合寻找金铜矿的实例较少，没有找要文献，是要此处找矿的一次探索。

　　2研究区概况

　　研究区位于赞比亚西北省卡森帕(Kasempa)地区，中心点地理坐标为：Exx.xxxx°，Sxx.xxxx°。区内地层为晚元古代加丹加超群(Katanga)上罗安组(UpperRoan)及第四纪残坡积物。上罗安组地层走向近东西向、倾向南、倾角10°～30°，前期钻孔仅见铁质粉砂岩和白云质粉砂岩。第四系残坡积物厚度不一。研究区外围有一条规模较大、近东西向主构造带，如图(A)，长几十公里，宽度不等，旁侧伴有很多规模不一的次级构造，矿体赋存于次级构造中。研究区内未见岩浆岩出露。由区内多种迹象推测在深部可能存在着隐伏的侵入体。

　　Ⅰ号金、铜矿体为碎屑角砾岩型，呈透镜状，为含矿热液沿构造破碎带浸染而成。矿石类型为石英脉型及细脉浸染型。矿体附近地层产状比较混乱，围岩及夹石均为上罗安组砂岩。围岩中铁质含量相对于其它地层较高，金属矿物主要为赤铁矿和镜铁矿，沿砂岩裂隙穿插。

　　3研究区找矿思路及目标

　　研究区找矿思路为：利用土壤取样圈定金、铜元素的富集区;利用EH4剖面探测深部视电阻率变化情况，找出视电阻率低阻带，圈定找矿的相对有利部位，再进行钻孔验证的工作思路。

　　3.1化探异常特征及分析

　　土壤测量异常图Au、Cu元素异常规模较大、强度较高、异常衬度值较高，异常相互套合，Ⅰ号金矿体位于Au、Cu元素异常套合中心地带。探槽揭露的矿体位于北东向构造内，走向与异常走向基本一致。异常所圈定范围内发现有矿化或蚀变，通过目前探槽控制证明该异常为矿体通过扩散及交代作用在周围形成的。

　　3.2研究区物性特征

　　研究区内进行物性测试工作，金矿电阻率为1718.3Ω.M，较完整的含铁质粉砂岩为649.5Ω.M，石英脉(铁染)为1314.9Ω.M，白云质粉砂岩为8213.2Ω.M。近地表岩性为含铁质粉砂岩，铁质含量高，裂隙、孔隙较多，地下水充填其中，视电阻率很低，只在地表浅部分布(最大埋深约120m)。含铁质粉砂岩以下为青色白云质粉砂岩，视电阻率较高，岩芯完整。Ⅰ号矿体及矿化体的围岩破碎，矿(化)体内部和围岩含有赤铁矿、镜铁矿含量较高，有少量黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿等低阻矿物。金元素导电性极强，金岩(矿)石中的含量一般极低(10-6级)，岩(矿)石并不因赋金产生电性上的明显改变，与金伴生、共生的铁含量较高，以及地下水对含矿破碎带的影响，显示相对低电阻率的电性特征[3]。研究区无人文干扰。

　　图1研究区系列图件

　　A-航磁图，B-研究区实际材料图，C-Au、Cu组合异常图，D-M4线综合剖面图;1-土壤测量范围，2-EH4剖面范围，3-第四系残坡积物，4-加丹加超群上罗安组砂岩，5-主构造带，6-Ⅰ号金、铜矿体，7-绢云角蚀变带，8-石英脉，9-褐铁矿化带，10-钻孔位置及编号，11-M4剖面位置，12-EH4剖面位置及编号，13-Cu元素异常等值线，14-Au元素异常等值线，15-钻孔位置及编号，16-钻孔方位/钻孔倾角，17-金矿化体，18-金铜矿化体，19-铜矿化体，20-探槽取样位置及编号

　　3.3高频音频大地电磁测深原理

　　研究区地表为视电阻率极低值的含铁粉砂岩、第四系，隐伏岩性为视电阻率较高的白云质粉砂岩，形成低阻屏蔽。常规电法试验时，向深部供电困难。利用EH4可以穿透地表低阻层，分辨率高等特点[4]，故采用EH4电磁成像系统进行观测。探测深度D较好的经验公式是

　　上式表明，探测深度(D)将随电阻率(ρ)和频率(f)变化而变化，一般来说，频率较高的数据反映浅部的电性特征，而频率较低的数据反映较深部的电性特征，当大地电阻率结构一定时，改变信号频率便可得到连续的垂直测深。因此，在一个宽频带上观测电场和磁场信息，并由此计算出视电阻率和相位，可确定出大地由浅部到深部的地电特征和地下构造[5]。

　　3.4EH4剖面结果及钻孔验证

　　以M4线综合剖面为例说明，在高程约为1250m以上，有一视电阻率低阻层。其视电阻率基本低于102.5≈300Ω·m，下底总体近水平展布，推测为含铁质粉砂岩，风化较强，铁质含量较高，岩石内裂隙、孔隙较多，充水引起。图内可看到两个视电阻率高值区域，两区域视电阻率高值、梯度基本相同，推测为白云质粉砂岩引起。低阻带较宽，在视电阻低阻带内形成一个孤立的低值中心，推测此视电阻率低值区间为找矿的有利位置，建议对其工程验证。

　　ZKM4-1、ZKM4-2、ZKM4-3验证钻孔，见到了夹有黄铁矿、褐铁矿、黄铜矿的金铜矿(化)体及薄层黄铁矿，岩芯内沿裂隙面见高岭土化、黄铁矿化、褐铁矿化现象。ZKM4-1在73.70～159.30m见金矿体，金含量最高达到0.50×10-6;ZKM4-2在254.20～444.91m见金铜矿体，金含量最高达到3.08×10-6，含铜量最高达到0.34×10-2;ZKM4-3在56.67～221.00m见金铜矿体，金含量最高达到2.83×10-6，含铜量最高达到0.17×10-2。取得了较好的勘探效果。

　　4结论与存在的问题讨论

　　土壤测量圈定元素浓集中心，EH4剖面探测低阻带深部延展情况，圈定有利找矿位置。钻孔验证见到了金铜矿(化)体。此找矿思路在研究区取得了较好的找矿效果，上罗安组地层金铜矿勘查的一种有效方法。

　　参考文献：

　　[1]邱瑞照，刘大文.应对全球化：全球矿产资源信息系统数据库建设之八(之八)非洲卷：南非、赞比亚[M].中国地质调查局发展研究中心境外矿产资源战略研究室.2007

　　[2]任军平，王杰，刘晓阳，等.非洲中南部卢弗里安地区Cu-Co矿床研究进展[J].地质科技情报，2013，32(5)，135-145

　　[3]任广利，王核，刘建平，等.EH4电磁测深系统在成矿预测及控矿构造解译方面的应用---以广东河台金矿、安微桃冲铁矿为例[J].地质找矿论丛.2013，28(1).127-133

　　[4]匡海阳，吕庆田，张昆，等。多种电磁测深技术在深部控矿构造探测中的应用—以泥河铁矿为例[J].地质学报.2012，86(6).948-960

　　[5]喻亮，张儒亮，腰善丛，等.音频大地电磁法方法在纳米比亚欢乐谷地区的应用研究[J].世界核地质科学.2013，30(3).153-158

　　作者简介：

　　易凯(1983-)，男，物探工程师，长期从事物化探工作，Email：290682564@qq.com。