秘魯南部大型斑巖銅礦床的激電測深異常

秘魯南部大型斑巖銅礦床的激電測深異常

奎雅維卡銅礦床是秘魯南部的一座大型斑巖銅礦床。1955年～1999年,在礦區(qū)進行了多種方法的物探工作并取得了良好的找礦效果。筆者在收集礦區(qū)激電測深資料及地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上,對區(qū)內(nèi)激電測深異常加以分析和解釋,以期對激電測深異常解釋以及秘魯境內(nèi)斑巖銅礦床的激電勘查工作有所借鑒和幫助。1南魯斑巖銅礦帶隸屬于環(huán)太平洋成礦帶東帶一部分的南美安第斯斑巖成礦帶由智利延伸到秘魯中部。成礦帶內(nèi)產(chǎn)出眾多世界級別的特大型斑巖銅礦床。帶內(nèi)中、新生代巖漿活動頻繁,花崗巖、流紋巖、安山巖分布廣泛,構(gòu)造發(fā)育,控礦作用明顯。智利境內(nèi)控礦構(gòu)造呈SN向,到秘魯境內(nèi)轉(zhuǎn)成NW向。成礦作用與長數(shù)千公里的斑巖侵入體有關(guān),成礦時代大多數(shù)是中生代和第三紀(圖1)。南秘魯斑巖銅礦帶NW向分布于塔克納(Tacana)、莫克瓜(Moquegua)和阿雷基帕(Arequipa)省,南西距太平洋東海岸約90km,長約400km,寬約45km。成礦時代屬于古近紀。成礦帶近海岸平臺被第四系砂礫巖覆蓋,下覆前寒武紀綠片巖相—角閃巖相海岸基巖帶,巖性主要為斜長角閃片巖和片麻巖。由海岸至成礦帶依次分布侏羅系陸緣—濱海相碎屑巖和部分碳酸鹽巖、白堊系巖漿—火山巖系及火山沉積巖和碎屑巖。成礦帶內(nèi)除了世界級別的綠山(CerroVerde)、夸毫內(nèi)(Cuajone)、陶科巴拉(Toquepala)銅礦床外,還有黑山(CerroNegro)、察皮(Chapi)、勞斯凱拉特斯(LosCalatos)、拉曼恰(Lamancha)等知名銅礦床?？鼇喚S溝(Quellaveco)斑巖銅礦即位于莫克瓜省夸毫內(nèi)(Cuajone)銅礦與陶科巴拉(Toquepala)銅礦之間。2熱液蝕變帶體Quellaveco銅礦區(qū)出露巖石為始新世Toquepala組Quellllaveco流紋巖、Samanape安山巖及Asana流紋巖,侵入年齡為52～58Ma,面積4km2。上新世Huaylilas及更新世Barroso凝灰質(zhì)流紋巖后期沿北西向Asana斷裂侵入并覆蓋早期火山巖。區(qū)內(nèi)含礦巖石主要為石英閃長巖、花崗閃長巖及二長斑巖。溝谷中見有礦體露頭出露,南部發(fā)育有2處熱液蝕變角礫巖帶(體)(圖2)。礦(化)帶呈走向北西的橢圓形,面積1800m×900m,含銅0.3%。其中氧化淋濾帶垂深5～60m,礦物成分以褐鐵礦為主;原生硫化物帶垂深由幾米到102m,含銅1.5%,儲量占整個礦床的50%以上。礦(化)帶中部和西北部黃銅礦最富集,斷裂破碎處礦化最強烈。銅與鉬呈正相關(guān)關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)熱液蝕變帶范圍比礦(化)帶大很多,形狀與礦(化)帶相似,呈北西向橢圓形。中心部位為鉀質(zhì)蝕變帶,溫度最高,斜長石取代正長石、白云母、黑云母,銅、鉬最富集。中帶為石英絹云母化帶,范圍較大,含絹云母及少量石英,斜長石、長石部分被絹云母取代。外帶為青磐巖化帶,圍繞石英絹云母化蝕變帶,斜長石變成了方解石、綠簾石、絹云母等。硅化面積較小,其主體被嚴重破壞。礦石中金屬硫化物以黃銅礦、黃鐵礦為主,輝鉬礦次之,此外還有閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦、斑銅礦、黝銅礦、自然金、自然銀等。礦石構(gòu)造以浸染狀為主,細脈狀、脈狀次之。礦床銅儲量達966×106t,其中原生金屬硫化物儲量434.7×106t,含銅0.69%,次生富集帶中金屬礦物儲量531.3×106t,含銅0.67%。3激電4.2試驗方法巖(礦)石電性參數(shù)表明,礦區(qū)內(nèi)原生銅鉬礦石及黃鐵礦化巖石的極化率平均值在9.5%以上,電阻率平均值在1500Ω·m以下。二長斑巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、花崗閃長巖、角礫巖等圍巖的極化率平均值均小于2.5%,電阻率平均值則在2050Ω·m以上。原生銅鉬礦石相對圍巖具有較高的極化率和較低的電阻率,呈低阻高極化電性特征。利用激電尋找金屬硫化物礦體具有良好的物性前提。為了尋找金屬硫化物礦體并圈定礦(化)帶范圍,1972～1999年在礦區(qū)進行了網(wǎng)度200m×200m的面積性激電測深工作。儀器使用Newment公司生產(chǎn)的Scintrex型直流激電儀,發(fā)送機功率2.5kW,接收機使用IPR系列。雙極性短脈沖供電方式,占空比1∶1,供電、斷電時間為2s,周期8s。裝置采用等比溫納裝置,AB=3MN。3.1qh或ha曲線礦區(qū)內(nèi)激電測深視充電率(Ms)曲線呈K或G型,視電阻率(ρs)曲線呈QH或HA型。據(jù)曲線類型特征及Ms、ρs的大小,選擇了區(qū)內(nèi)有代表性的4種測深曲線(圖3),利用量板及最優(yōu)化法擬合電阻率轉(zhuǎn)換函數(shù)的解釋方法,對曲線進行了人機結(jié)合擬合反演。(1)60.200m充電率異常m2.13ms，6.28m電阻率為低阻異常(ρ3=77Ω·m)。6～28m之間為低阻、無極化異常,由不含金屬硫化物的蝕變巖石所引起(圖3a)。(2)蝕變巖石引起m之間的互聯(lián)互通m為低阻異常(ρ3=75Ω·m)。12～60m之間為低阻、無極化異常地段,由不含金屬硫化物的蝕變巖石引起。60～220m之間為低阻、高極化異常,為含金屬硫化物的蝕變巖石地段(圖3b)。(3)蝕變巖石基因信息m以下充電率出現(xiàn)異常(M3=25ms),13～100m為低阻異常(ρ3=55Ω·m)。13～27m為低阻、無極化異常地段,由不含金屬硫化物的蝕變巖石所引起;27～100m為低阻高極化異常地段,由含金屬硫化物的強蝕變巖石所引起;100～300m以下為中高阻、中極化異常,由弱蝕變、含少量金屬硫化物的巖石所引起(圖3c)。(4)蝕變巖石引起儲巖m電阻率中等(ρ3=143Ω·m)。6～24m為中阻、無極化異常地段,由不含金屬硫化物的弱蝕變巖石所引起;24～300m以下為中、高阻高極化異常地段,由含大量金屬硫化物的弱蝕變巖石所引起(圖3d)。3.2地質(zhì)剖面與顆粒物的關(guān)系利用測深點反演結(jié)果,根據(jù)電性結(jié)構(gòu)特征繪制了充電率地電斷面圖。地電斷面由三層電性地質(zhì)體所組成:上部為地表覆蓋層,中部為含金屬硫化物蝕變巖石,下部為不含金屬硫化物的基巖。將根據(jù)鉆孔資料繪制的地質(zhì)剖面與物探推斷地電斷面進行對比,可以看出,二者具有良好的相似性(圖4)。受黃鐵礦化等干擾的影響,地電斷面中的礦體厚度一般大于礦體的真實厚度。盡管地電斷面與地質(zhì)剖面之間存在一定誤差,物探推斷地電斷面對鉆探施工仍具有較大的指導(dǎo)意義。3.3充電率與黃鐵礦的關(guān)系利用反演結(jié)果數(shù)據(jù)繪制出了充電率極大值等值線平面圖,并與礦區(qū)銅礦(化)體、鉬礦(化)體、黃鐵礦化分布區(qū)進行比對(圖5)。充電率極大值等值線平面圖(圖5a)上有4處明顯的高值分布區(qū),指明了礦區(qū)內(nèi)金屬硫化物富集地段。但銅、鉬礦(化)體的分布卻不完全在充電率高值區(qū)(圖5b、c),尤其是銅、鉬礦體,多分布在20～40ms之間中等強度充電率區(qū)域,僅有少數(shù)礦體在40～50ms高充電率區(qū)域。50ms以上強充電率區(qū)域幾乎無銅鉬礦體分布。推斷高充電率區(qū)域為黃鐵礦富集所引起。充電率與黃鐵礦分布區(qū)對比圖(圖5d)中,含黃鐵礦6%以上的黃—深褐色部位與充電率高值區(qū)對應(yīng)良好,南西部充電率高值區(qū)內(nèi)施工的2個鉆孔中見到大量黃鐵礦,這些均證實了推斷的正確性。南東部未驗證高值區(qū)也應(yīng)該由黃鐵礦化富集所致。4試驗探測地質(zhì)意義(1)激電測深異常對礦區(qū)內(nèi)金屬硫化物礦(化)體及蝕變巖石有良好的反映。充電率大小與巖石金屬硫化物含量多少有關(guān),電阻率高低與巖石蝕變強度有關(guān)。一般地說,無—弱充電率異常為不含金屬硫化物的巖石所引起,中、高充電率異常為含少量—一般含量金屬硫化物礦(化)體所引起,強充電率異常為大量金屬硫化物富集所引起,多與黃鐵礦有關(guān)。低阻異常與強蝕變巖有關(guān),中阻異常與弱蝕變巖有關(guān),高阻異常為無蝕變巖石引起。(2)根據(jù)測深曲線進行反演,可推斷出測深點下方礦(化)體及蝕變帶的埋深及厚度。受黃鐵礦化及磁鐵礦、絹云母、蒙脫石等影響,物探地電斷面推斷的礦體埋深及厚度與實際地質(zhì)剖面雖然存在一些誤差,但對鉆探施工仍具有較大的指導(dǎo)意義。(3)平面圖上中、高充電率極大值大致反映出了礦區(qū)銅鉬礦(化)體及黃鐵礦的分布情況。其中,中等強度充電率區(qū)域多與銅、鉬礦(化)體有關(guān),高強度的充電率區(qū)