西藏甲玛矿区岩石物性统计及应用

　　摘要:西藏甲玛矿区作为冈底斯东段斑岩型铜矿带内最重要的大型矿床之一，岩石种类众多，不同地层及侵入岩的物性特征复杂多样。以往岩石物性工作由于缺乏足够的重视，岩石测定的种类不够全面，对甲玛矿区的岩石物性特征缺乏系统性和完整性的认识。本次在以往岩石物性资料分析的基础上，通过对甲玛矿区较为典型的6口钻孔岩心标本进行物性测定和统计分析，总结出矿区的岩石密度、磁性、电阻率和极化率特征，建立了矿区岩石—地质地球物理模型，为矿区后续开展地球物理工作提供可靠的依据。同时，利用本次岩石电性参数对矿区开展的大地电磁测深剖面上引起静态效应的测点进行了校正，为大地电磁测深剖面解释提供依据，并与钻孔资料进行了对比，取得了较好的勘探效果。

　　关键词:甲玛矿区;岩石物性测定与统计;岩石—地质地球物理模型;大地电磁

　　0引言

　　岩石物性是开展地球物理工作的前提条件，准确地了解岩石物性不仅利于对物探方法观测到的地球物理异常特征开展客观实际的地质解释，而且更有利于在已有的物性基础上探讨新的物性参数进而开发新的地球物理探测技术[1]，但在物探工作中，因为各种原因，岩石物性工作常被放到次要位置，忽视了岩石物性在找矿中的作用和效果。本文以位于冈底斯构造成矿带典型矿集区———甲玛矿区为例，在收集已有岩石物性资料的基础上，通过采用不同物性(电阻率、极化率、密度和磁化率)测定方法对甲玛矿区岩心库标本进行测定和分析，系统总结了甲玛矿区岩石物性特征，进而讨论岩石物性数据对资料处理与解释的应用效果，为矿区深部地球物理探测提供借鉴。

　　1矿区地质概况

　　甲玛多金属矿区位于西藏自治区拉萨市墨竹工卡县甲玛乡，是冈底斯斑岩铜矿带内最重要的大型矿床之一，前人在此开展了大量的研究工作，其中已经发现的斑岩型、矽卡岩型、角岩型矿体构成了一套典型的斑岩成矿系统[2]。

　　甲玛矿区位于NWW向延伸的甲玛—卡军果推覆构造系前部带，地层以被动陆缘碎屑—碳酸盐岩系为主，出露地层为下白垩统林布宗组(K1l)与上侏罗统多底沟组(J3d)。上侏罗统多底沟组(J3d)为灰白色大理岩、结晶灰岩，夹泥灰岩、灰黑色砾屑灰岩、砾屑泥晶灰岩;下白垩统林布宗组(K1l)上部为岩屑砂岩、石英砂岩、岩屑石英粉砂岩与炭质板岩互层，下部为炭质板岩、炭质页岩夹粉细砂岩，砂板岩经热接触蚀变为角岩，形成与钼矿化相关的角岩型矿化。

　　矿床类型为矽卡岩—斑岩型铜多金属矿床，控矿构造为甲玛—卡军果推覆构造系及其伴生的滑覆构造系，区内发育中酸性、酸性侵入岩，属钙碱性系列，以花岗闪长斑岩为主。岩浆侵入有两期:喜山早期(50～65Ma)形成花岗闪长岩、花岗岩，晚期侵入发生于新特提斯期(13～20Ma)，形成以岩脉、岩株形式产出的脉岩岩石，多分布于甲玛铜多金属矿区。

　　2已有岩石物性资料特征

　　甲玛矿区至今尚未开展过岩石密度测定工作，收集整理了矿区以往岩石磁性与电性资料[45]，其中岩石磁性是采用质子磁力仪在高斯第二位置测定野外露头采集的标本。岩石磁性资料统计结果表明:甲玛矿区板岩、大理岩、灰岩、角岩等磁性偏低，斑岩和矽卡岩由于含少量磁黄铁矿等磁性相对较高，但整体磁性差异较小。岩石电阻率采用露头小四极法和标本泥团法两种方法，统计结果表明:大理岩电阻率最高，斑岩、铜矿体及矽卡岩电阻率次之，板岩、灰岩、角岩电阻率偏低。以往岩石物性测定的岩性种类不全，地表露头岩石分布较少且处于严重风化或蚀变的不利状态，导致统计的岩石电性数据离散度较大，只能粗略反映矿区的电性特征。

　　3岩石物性测定方法

　　根据以往岩石物性测量工作存在的问题，本次在甲玛主矿区针对性地采集并测定了ZK028、ZK036、ZK2416、ZK4707、ZK4307共5口钻孔岩心标本，测定电性标本531件，磁性标本531件，密度标本554件，测定参数包括电阻率、极化率、磁性和密度，岩性包含灰岩、炭质板岩、角岩、石英闪长玢岩、矽卡岩、二长花岗斑岩及角岩型矿体和矽卡岩型矿体。

　　本次测量的ZK028井深1155m，岩性自上向下依次为角岩、石英闪长玢岩、角岩、矽卡岩、二长花岗斑岩，穿过角岩型矿体和矽卡岩型矿体，是矿区岩性较全、矿体类型较全的典型钻孔。其余4口钻孔在平面位置上分布均匀，与ZK028的岩石物性测量结果相结合，能够准确反映甲玛矿区的岩石物性特征。本次岩石标本物性参数大致按照深度10m间隔对5口钻孔分别进行采样测定，采集的物性参数更能够准确反映矿区岩石物性垂向变化特征。

　　3.1电性测定

　　电性标本测定使用加拿大GDD公司SCIP检测器，采用微电流模式，供电电流5μA，供电时间8～16s(低极化率的岩矿石为8s，高极化率的炭质矿石或岩矿石为16s)，断电延时时间160ms。首先，使用切割机将岩心切成长度20～150mm规则形状，制成规则岩心标本;将岩石标本置于水中浸泡24h以上;测定时对标本进行挑选，避免选择裂隙发育或岩脉发育的标本，保证测量的标本具有代表性，测量并记录电性标本的截面积和长度。其次，将蘸有饱和硫酸铜溶液的海绵垫垫在标本与标本架之间，使用标本架固定好岩心标本，保持标本稳固、接触良好，然后通过SCIP检测器测量岩石标本的电位，计算获得电阻率和极化率参数[6]。

　　3.2磁性测定

　　磁性标本使用捷克产KT-6磁化率仪测定岩石磁化率。测量场地选择在一处远离铁磁性物质、磁场稳定、空旷的场所。测量前，测量人员要先全身去磁。测量时，标本紧贴KT-6磁化率仪的探头，每个标本读数4次以上，待读数稳定时记录磁化率。

　　4岩石物性统计与分析

　　4.1岩石物性特征

　　本次岩石标本参数统计，对数量少于30件的去掉离群值后采用简单平均方法来统计[7]，数量大于30件则利用直方图法来统计。测定结果表明角岩为中等电阻，炭质板岩为低阻，矽卡岩为中低阻，中酸性侵入岩为中高阻，灰岩为高阻。角岩、硅化角岩、矽卡岩、石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩极化率均明显呈“双峰”分布，一般岩石的极化率多为9%～11%，角岩型矿(化)体极化率一般为19%～25%，矽卡岩极化率明显高于其他岩石，一般为19.5%，矽卡岩矿化体可达42%，炭质板岩的极化率一般为15%～70%，众值为30%;炭质板岩、灰岩、角岩、矽卡岩一般为无磁性，局部受变质作用呈弱磁性，中酸性岩侵入岩为弱—中等磁性。炭质板岩、硅化角岩、二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩为低密度，角岩、石英闪长玢岩为中等密度，矽卡岩、灰岩为高密度。

　　从ZK028钻孔物性垂向剖面来看，近地表的角岩表现为高阻、高极化、低密度、中等磁化率的特征;其下的石英闪长玢岩表现为高阻、低极化、低密度、高磁化率特征，角岩表现为中等电阻、中等极化率、低密度、中等磁化率特征，矽卡岩表现为低阻、高极化、高密度、无磁性的特征;底部花岗闪长斑岩表现为中阻、低极化、低密度、高磁化率特征。从矿体来看，角岩型矿体多呈高阻、高极化、高磁化率特征，矽卡岩型矿体多呈低阻、高极化、高密度特征。

　　4.2岩石—地质地球物理模型

　　根据岩心标本物性测定成果及以往物性资料，综合建立甲玛矿区岩石—地质地球物理模型，岩石—地质地球物理模型能够清晰反映矿区的主要岩石电阻率、极化率、密度及磁化率特征，为矿区物探数据处理与解释提供依据[8]。 5应用效果在甲玛矿区某大地电磁测深剖面的处理过程中，利用岩石物性参数对剖面上引起静态效应的测点进行校正[910]，其方法思路是:由于矿区地形起伏、地表不均匀体等影响，大地电磁测深测点常引起严重的静态效应，可通过大比例尺地质图确定测点的露头岩性，再以测点露头相同岩性的岩石电阻率众值为参考，对测点曲线进行平移处理，达到消除静态效应的目的。

　　基本消除了静态效应引起的“挂面条”现象，其浅部电性特征与剖面测点露头岩石分布基本一致。对大地电磁测深剖面深部地质体解释，首先是参考建立岩石地质—地球物理模型，根据不同电性特征划分岩性界面，其次是根据矿区的地质及成矿模型，划分不同成矿地质体界面[1113]。

　　140点以东可划分为低—中—低3个电性层;横向上呈西高东低，整体东倾，100～180点、高程约4200～5200m之间整体呈中低阻，地表出露林布宗组角岩，根据该角岩电性测定结果和地表露头解释为林布宗组角岩;180～210点、高程约4100～4600m之间呈中高阻异常，地表露头为林布宗组炭质板岩，该处反映的中高阻与炭质板岩的电性特征不符，而其电阻率更接近二长花岗岩斑岩或花岗闪长斑岩;结合地质资料推测该异常为剖面东南部莫古朗岩体向NE延伸出的岩枝或岩株。

　　因此推断其为隐伏的中酸性侵入岩。100～150点、高程约4200～2500m之间呈高阻异常，推断解释为中酸性侵入岩;110～220点、高程约3500m以下整体呈中高阻，推断解释为多底沟组灰岩;根据岩石物性特征及成矿地质模型分析，依据甲玛矿区岩石物性与地质特征，将浅部低阻层与深部高阻层的梯度变化部位推断解释为矽卡岩，该层发育有厚度超过200m的矽卡岩，二者接触带是矽卡岩型矿体主要赋矿层位，中酸性侵入岩体为矽卡岩型矿体提供了丰富的物质来源。

　　地质论文投稿刊物：《矿床地质》(双月刊)创刊于1982年，由中国地质学会矿床地质专业委员会、中国地质科学院矿产资源研究所主办，是中国报道矿产资源最新研究成果的代表性刊物，也是国内矿床学家及地质学家比较偏爱的学术期刊。

　　6结论

　　甲玛矿区主要岩石物性进行测定和分析结果表明:角岩表现为中高电阻、高极化、低密度、中等磁化率的特征，其电阻率和极化率随深度增加而降低;石英闪长玢岩表现为高阻、低极化、低密度、高磁化率特征;矽卡岩表现为低阻、高极化、高密度、无磁性的特征;二长花岗斑岩表现为中等电阻、低极化、低密度、高磁化率特征。从矿体来看，角岩型矿体多呈高阻、高极化、高磁化率特征，矽卡岩型矿体多呈低阻、高极化、高密度特征。据此总结出甲玛矿区岩石—地质地球物理模型，为矿区利用物探方法进行合理的解释提供依据。以钻孔岩心垂向电性测定结果为依据，能够有效提高大地电磁测深剖面深部地质体解释精度，为地质工作者提供可靠的地质模型。

　　参考文献(References):

　　[1]杨建辉，王亮，张家德，等.应该重视岩(矿)石物性标本采测的代表性[J].贵州地质，2013，30(1):7880.YangJH，WangL，ZhangJD，etal.Weshouldpayattentiontotherepresentativenessofrock(ore)physicalpropertyspecimens[J].GuizhouGeology，2013，30(1):7880.

　　[2]唐菊兴，邓世林，郑文宝，等.西藏墨竹工卡县甲玛铜多金属矿床勘查模型[J].矿床地质，2011，30(2):179196.TangJX，DengSL，ZhengWB，etal.ExplorationmodelofJiamacopperpolymetallicdepositinMozhugongkaCounty，Tibet[J].DepositGeology，2011，30(2):179196.

　　[3]胡永才.西藏甲玛铜多金属矿床的成矿分析与找矿模型探讨[J].硅谷，2014，7(23):175177.HuYC.MetallogenicanalysisandexplorationmodelofJiamacopperpolymetallicdepositinTibet[J].SiliconValley，2014，7(23):175177.

　　[4]李伟林.冈底斯成矿带矽卡岩型矿床重磁异常特征研究[D].成都:成都理工大学，2014.LiWL.CharacteristicsofgravityandmagneticanomaliesofskarndepositsinGangdisemetallogenicbelt[D].Chengdu:ChengduUniversityofTechnology，2014.

　　作者：屈挺1，贺日政2，鱼鹏亮1，王素芬2，陈小龙1，刘建利1