【摘 要】笔者在黄竹园金矿的普查勘探工作中，采用物探电阻率测井、激电测井配合钻探与地质工作，找矿效果明显。本手段不仅识别矿化井段与矿体、确定其位置与厚度，而且还寻找井底或井旁盲矿体，确定其相对于钻孔的空间位置或顶板埋深。对于了解矿体形态、产状，合理指导钻探施工，指导金矿的勘探工作，具有较大的实用意义。
【关键词】物探激电测井；金矿勘查；蚀变构造带；测井曲线
0 引言
物探井中激发极化法[1-2]（简称井中激电法）是多年推广应用的一种有效的井下与地面物探相结合的地球物理勘探方法。本文阐述物探激电测井在黄竹园金矿普查勘探中的作用。
1 矿区地质概况
黄竹园金矿位于秦岭东西向复杂构造带东段南支，属桐柏—大别山金银成矿带南亚带。北以松扒韧性剪切带与秦岭岩群毗邻，南以老湾花岗岩体相连。出露地层主要为中元古界信阳群龟山组。矿区岩浆活动频繁，构造断裂发育。
矿区地层岩石主要是斜长角闪片麻岩、角闪岩、闪长岩等。断裂—蚀变构造破碎带是金矿的主要控矿构造。矿脉走向北东，倾向北西，倾角60～85°。蚀变类型主要是绢云母化、硅化及绿泥石化。金矿与黄铁矿、黄铜矿等共生，并与金属硫化物的含量密切相关，基本呈正消长关系；而与硫化物的粒度呈负消长关系。矿石构造为星散状、侵染状、细粒状、网状、块状等。
2 岩石地球物理特征
该区通过钻孔物探测井和岩矿芯标本测定，取得了大量的岩矿电性参数数据，其视电阻率（ρs）值和视极化率（ηs）值统计结果见表1。
由表1可知，斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、闪长玢岩极化率ηs值大都在3%以下，而ρs常见值在12000～20000Ω.m间，呈高阻低极化率特征。含金矿的蚀变破碎带ηs常见值为4%，最高达7.5%，而电阻率ρs常见值仅600Ω.m，呈明显的低阻高极化率特征。地质地球物理特征表明矿体（包括矿化井段地层）与围岩在激发极化效应和导电性能方面有明显的差异。
表1 黄竹园金矿区岩矿石电性参数统计表
3 物探测井在黄竹园金矿区勘探中的应用
3.1 确定矿层深度与厚度
该区对金矿的勘探，主要是通过测井参数曲线的形态特征，划分出低阻高极化率的蚀变构造带，从而达到确定矿层的深度位置与厚度。
黄竹园金矿区ZK14钻孔的物探激电测井结果见图1。钻探地质剖面表明，在孔深0～162米井段，为斜长角闪片麻岩与闪长玢岩互层，测井未发现矿化或矿层井段异常。162～190米钻探确认为是蚀变构造破碎带（金矿脉）。在矿脉的井段上，相应的测井曲线呈低阻（ρs值在101级次范围内或接近零值）高极化率（ηs值达到5.6%）的形态特征。结果在168米处的金含量为22.2×10-6。物探测井与地质钻探结果非常吻合，共同确认了矿脉的存在，矿脉厚28米，确定了其深度和厚度。
图1 ZK14孔激电测井与钻探结果比较图
1.斜长角闪片麻岩；2.闪长玢岩；3.矿层
3.2 查找漏矿层、扩大金矿规模
该金矿区ZK41钻孔的激电测井结果见图2，地质钻探结果在203.5～205.5米及247.4～251.2米两处，见到了两层矿脉，即蚀变构造带。激电测井在203～210米的井段处，曲线形态呈低阻高极化率的反应特征。ρs值仅几欧姆米，ηs峰值高达18%。不仅验证了矿脉第一层矿脉的存在，而且测井划分出矿层厚度为7米，比地质钻探结果增厚5米。
图2 ZK41孔激电测井与钻探结果比较图
1.斜长角闪片麻岩；2.矿层
根据测井解释资料结果，在247～256米处划分出第二层矿脉的位置与厚度，该井段处ρs值近于零值，ηs值高达32.5%，具有典型的低阻高极化率特征。但是，钻探在该井段岩芯采取率很低，只能确定矿脉的顶板界面，而底界面由于岩矿石破碎，取芯率低难以控制，确定矿体的厚度仅为3.8米。而测井结果的划分，不仅验证了矿脉顶板位置，且底界也比钻探控制位置下移，其确定矿体厚度10米。因此，测井结果为控制矿脉的变化，扩大金矿储量提供了可靠依据。
黄竹园金矿区ZK42钻孔的物探激电测井结果见图3，地质钻探在212～220米和231～242米两段分别发现绢云母蚀变岩和破碎岩，均有明显的黄铁矿化。测井资料表明，在200～250米的大井段上，均为低阻（ρs值近于零）低极化率（ηs值一般为0.7%，个别高达5.5%）特征，仅仅在接近上下两端界面处极化率稍高，是金属硫化物引起，但对于整个大层（200～250米）的井段而言，难以定出有价值的矿层。结论被分析结果证实。说明只有ρs异常是不够的，必须伴有ηs异常才能定为矿体。
图3 ZK42激电测井与钻探结果比较图
1.斜长角闪片麻岩；2.矿层
该金矿区ZK12钻孔的激电测井结果见图4，在孔深192～278米的井段中，地质钻探确认岩性为斜长角闪片麻岩。测井资料解释结果于217～240米的井段为矿化地段，并有一定量的多金属硫化物矿的富集。测井曲线形态为低阻（ρs值近于零）高极化率（ηs峰值高达72.4%）特征，应为金矿引起。结果被地质证实。发现了新的金矿体。
图4 ZK12激电测井与钻探结果比较图
1.斜长角闪片麻岩；2.矿层
3.3 探测井旁盲矿体、确定其空间位置
在该矿区寻找井旁盲矿，并确定了其相对于钻孔的空间位置，物探测井发挥了较好效果。
图5所示，ZK24钻孔在200～300米的斜长角闪片麻岩井段中，激电测井曲线形态低缓平直，ρs值在3000～5000Ω.m，ηs幅值低于1%，说明钻孔没有遇到矿层，或是在井壁附近不大的范围内没有矿层，岩层也不具有矿化现象。
图5 ZK24钻孔激电测井曲线形态图
1.斜长角闪片麻岩；2.矿层
在井中激电法的地—井方式测量中[3]，当r=0、MN=10米时，则曲线呈现一个幅度较宽、峰值较高（ηs值高达11.7%）的侧旁异常值，表明在钻孔的周围可能有盲矿体存在。
为确定盲矿体相对于钻孔的空间位置，开展了方位测量，作出AN0°、AS180°和ASW265°的三个方位的极化率曲线，ηs的峰值分别为12%、7.7%和8.6%。可看出，根据判定产状较陡的低阻矿体产生的曲线形态特征，主方位曲线幅值大于反方位，因此，盲矿体的方位应在该钻孔的北方位。结果在ZK24钻孔的北方位钻探又发现了新矿体。
该矿区ZK22钻孔的激电测井结果见图6，该钻孔位于矿脉M22和M23之间。地质钻探于109.80～116.21米处发现蚀变构造带，即为矿脉M22的深部位置。激电测井在110～121米井段，呈现清晰的低阻高极化率异常。其顶板界面与钻探结果吻合，而底界下移，增厚近5米，扩大了M22矿脉的储量。
图6 ZK22激电测井与钻探结果比较图
1.斜长角闪片麻岩；2.矿层
当采用物探井中激电法，通过地—井方式的方位测量，获得以下几种参数曲线：
当A电极在井口接地时（r=0），曲线于110～140米的井段内，相对于激电测井曲线有一个背景异常值。异常幅度较宽，ηs峰值为6.5%。
当A电极取用ANW310°、ASW230°、ASE160°及ANE20°不同的四个方位测量时，曲线均有形态相似的旁侧盲矿异常显示，只是幅值的大小略有不同。其中ANW310°方位ηs值最大，为7%，其它方位异常幅值为5%～6%。
对旁侧盲矿异常进行综合分析，认为引起异常的盲矿体为：
1）矿脉M22在通过井轴的同时，四周均有一定范围的（r=100米）延伸，其影响加强了方位测量中的激发极化效应，使极化率呈现盲矿异常的背景值。
2）矿脉M23的地表中心距井口40米，由于矿脉产状较陡，对于钻孔孔深130米处仍在测量影响范围内，显示矿体存在。这样，M22与M23两个矿脉双重影响的极化效应，加强了极化场的强度，使ANW310°方位的异常幅值增大，形成钻孔旁侧盲矿体的主方位。
由理论曲线研究表明，产状较陡（或直立）的低阻板状矿体，其在各个方位测得的曲线形态基本一致，这是主要根据异常幅值大小确定井旁盲矿体的方位。因此，盲矿体应在钻孔的西北方位，约100米范围内。根据综合解释推断的结果，作出第11勘探线剖面图（图7）。钻探证实了推断结果，在ZK22钻孔西北方位60米发现了新矿体。
图7 第11勘探线综合解释推断剖面图
1.斜长角闪片麻岩；2.矿脉；3.黄铁矿化；4.蚀变构造带破碎岩
3.4 预测井底盲矿、确定其顶板深度
在预测井底盲矿确定其顶板深度方面[4]，物探测井（下转第11页）（上接第6页）在该矿区发挥了较好效果。
如图6所示，在旁侧异常的下部，于孔深140米处，ηs值剧减，均在2%以下，此为弱极化能的斜长角闪片麻岩的极化效应特征，ρs显示为104级次，属中高阻值。
但是，在孔深近于150米以下，ρs值急剧增高，达35000Ω.m，相应的极化率值也急剧增大，接近井底180米处，ηs曲线呈明显的正张口形态。地—井方式方位测量中的五条极化率曲线形态均是如此，其张口ηs值达8%～13%，其中ANW310°方位张口最大。
正张口的曲线形态特征，实为井底盲矿体引起。采用任意点切线法，对ASE160°和r=0的两条极化率曲线进行估算，结果表明矿体顶端的埋深平均值196.5米，即为井底盲矿体顶板的埋藏深度。
这一井底盲矿体，正是新发现的矿脉M24向钻孔方向延伸而引起。钻孔加深20米即可穿透预测的盲矿体。如图7所示。测井结果得到了钻探的证实。
4 结语
1）利用物探测井配合测量可识别金矿体，划分其深度位置与厚度。
2）利用物探测井可以分辨矿化现象，能寻找井旁或井底盲矿体，确定盲矿体相对于钻孔的空间位置并确定其顶板的埋藏深度。
3）利用物探测井可查出漏矿层、扩大金矿规模。
4）综上所述，在黄竹园金矿勘查工作中，而且通过物探测井手段，得出简明扼要的地质解释结论，对于解决较复杂的地质任务，对于研究矿体赋存的空间位置与状态，扩大寻找金矿的视野与远景，合理指导布钻施工，都具有一定的现实意义。
【参考文献】
[1]蔡柏林.金属矿钻孔地球物理勘探[M].北京：地质出版社，1986.
[2]潘和平，马火林，蔡柏林，等.地球物理测井与井中物探[M].北京：科学出版社，2009.
[3]陈有太.井中激电在金矿床上应用的地质效果[J].物探与化探，1990，14（03）：202-208.
[4]潘和平.井中激发极化法在矿产资源勘探中的作用[J].物探与化探，2013，37（04）：620-626.
[责任编辑：陈双芹]
