0 引言

斑岩型铜矿是中国主要的铜矿床类型，普朗铜矿床是中甸弧内目前规模最大的印支期斑岩铜矿床（李文昌和曾普胜，2007；陈玲，2016），成矿地质条件十分优越。由于受交通及地理条件的制约，本区总体资源前景控制不足，深部地质情况没有被钻孔完全控制。从现有地质资料看，矿区南部有碳酸盐岩地层分布，深部多处可能有隐伏岩体，显示出该区深边部找矿的巨大潜力（曾普胜等，2003）。广域电磁法具有勘探深度大、精度高的特点，在深部资源勘查应用广泛（何继善，2010a，2010b；朱裕振和许聪悦，2011；凌帆等，2017；石郝等，2017；蒋永芳等，2020；刘磊，2022）。本文通过在矿区及南部开展广域电磁法测深勘探，查明深部构造格局及岩体展布形态，为矿区今后寻找隐伏斑岩型铜矿的找矿重大突破提供地球物理参数。

1 矿区地质特征

普朗铜矿地处甘孜—理塘结合带西侧德格— 中甸陆块东缘（图1），印支期义敦岛弧南段的中甸弧东南部。经历了印支期俯冲造山、燕山期碰撞造山和造山后伸展、喜马拉雅期陆内汇聚三大演化期 （侯增谦等，2001；侯增谦等，2004；杨岳清等， 2004）。三期均有成矿作用，以印支期为主，形成了资源潜力巨大的斑岩-矽卡岩型铜矿床，是铜多金属找矿评价的重要地带（李文昌和刘学龙，2015）。

矿床位于普朗向斜东翼，与区域构造线方向一致。矿区主要出露地层为中三叠统尼汝组二段 （T₂n²）碳酸盐岩、上三叠统图姆沟组（T₃t）火山-碎屑岩建造和第四系（Q），广泛分布在矿区南北两端。区内构造活动强烈，发育断层、次级褶皱及节理（裂隙）。褶皱主要表现为在矿区分布普朗向斜的次级褶皱—普朗背斜构造，普朗背斜构造受普朗复式岩体的影响，总体呈构造穹隆状。矿区内主要分布有北西向的黑水塘断裂、红山断裂及近东西向的全干力达断裂，它们控制了斑（玢）岩体及矿（化）体的产出。矿区岩浆岩分布较广，以侵入岩为主，主体岩性为石英二长斑岩和石英闪长玢岩组成的复式岩体，主要沿北西向区域性断裂——黑水塘断裂东盘展布（图2）。

2 地球物理特征

对工作区内的已施工的钻孔进行岩芯标本物性测试，选取不同地层岩性标本，与露头小四极物性测试相结合，系统总结各地层岩性的物性参数。本次标本物性测试仪器为 SQ-3C双频激电仪，对岩心样本进行了电阻率和幅频率测定，实测标本 298 块，岩（矿）石物性参数统计见表1。

结合以往物性资料和本次物性的测试结果，对不同地层岩（矿）石的电性特征总结如下：

（1）第四系（Q）冰碛、残坡积物露头一般具有低的充电率，高的电阻率。

（2）尼汝组（T₂n）和图姆沟组（T₃t）角岩化砂板岩、硅质灰岩、黑色板岩等地层电阻率变化范围不大，电阻率特征表现为中—偏高阻，幅频率为低极化。其中板岩平均电阻率小于灰岩的平均电阻率。

（3）无矿化岩体石英闪长玢岩（δομ¹₅）、石英二长斑岩（ηοπ¹₅）、花岗闪长斑岩（γδπ²₅）电阻率为 329~691 Ω·m，中值显示其电阻率为490~532 Ω·m，在全区其电阻率特征显示为中高阻，幅频率均为中极化。

（4）细脉浸染状铜矿（化）石具有低阻高极化特征。矿化岩体，无论是石英二长斑岩（ηοπ¹₅）还是石英闪长玢岩（δομ¹₅），均有仅次于细脉浸染状铜矿石的充电率，及稍高的电阻率。矿（化）角岩、板岩亦具有较高、但相对稳定的幅频率及较低的电阻率。

综上所述，矿区各类岩（矿）石之间存在较为明显的电阻率差异，具备进行地球物理电磁法勘探的前提条件。电磁法是一种体积类勘探方法，分辨率存在一定的局限，本区不同岩石之间的电阻率差异性不大，这给接下来地质定量解译带来一定的困扰。

3 方法介绍及施工参数

3.1 广域电磁法

何继善院士提出的广域电磁法是一种新的人工源频率域电磁测深方法（何继善，2010b），在电磁曲面波传播方程的基础上，精确求得广域视电阻率。与可控源音频大地电磁法相比（何继善， 1990），其只需测量一个电磁场分量，并利用较小的收发距来获得较大的探测深度。可以在包括非远区的广大区域内进行测量，从而扩大了电磁测深的观测区域。针对地下深部电磁信号微弱的实际情况，为了提高野外电磁信号采集的精度与效率，广域电磁法与伪随机信号电法结合的人工源电磁勘探方法（何继善，2010b），具有勘探深度大、观测范围广、工作效率高、测量精度高、适应性强等特点 （石郝等，2017）。如今广域电磁法测深已被广泛应用于油气勘探、金属矿隐伏构造及岩体的探测、油气压裂三维实时监测等领域（朱裕振和许聪悦， 2011；凌帆等，2017；张乔勋等，2017；蒋永芳等， 2020；王永兵和何继善，2020），并取得了不凡的成果。

3.2 广域测线位置

本次广域电磁法勘探采用湖南继善公司生产的 JSGY-2型广域电磁仪进行数据采集。在矿区及其南部布设了4条平行的广域测线，场源AB极距约 1.43 km，供电电极采用金属钢钎等材料，场源埋设 114 个电极坑，坑深均大于 0.4 m，相邻坑距 4~5 m。场源接地电阻约27.9 Ω，最大收发距13 km，最大发射电流有效值为 34 A，电极距 MN=40 m，采用铜电极埋入土中20~30 cm，接地电阻均小于3 kΩ。

4 数据处理解释

本次广域电磁法数据处理采用仪器自带软件。根据工作区地质、地球物理特征和实测广域电磁数据质量情况，广域电磁法资料处理与解释遵循由已知到未知、由定性到定量、多次反复和多方法佐证的基本原则。

4.1 数据预处理

数据预处理是对原始资料的一种再认识过程，它是资料处理过程中必经的一步工作，后续一切定性与定量的解释工作都是建立在这一基础之上的。主要包括：在不改变原始数据曲线类型的基础上，采用相应的方法进行去噪处理；识别由地表局部导电性不均匀引起的静态位移，结合测区已知资料选择合适的方法对数据进行静态校正；采取带起伏地形、带场源反演的软件进行反演，消除由地形起伏引起的视电阻率曲线的畸变。

4.2 定性分析

以 GY24 测线为例，对测量剖面的原始数据曲线形态分析。广域视电阻率测深曲线主要以 “QHA”型曲线为主。“Q”型曲线主要位于高频段 （80~8192 Hz），反映浅部地质信息，电性特征主要表现为中低阻，推测为三叠系板岩、变砂岩引起。“H” 型曲线主要位于中频段，反映中浅部地质信息，视电阻率由变小开始改变为变大。“A”型曲线主要位于中低频段，反映中深部地电信息，推测为三叠系的灰岩引起。矿区内出现少量的“Q”型曲线，主要出现在测线东侧，电性表现为低阻特性，推测由断裂引起。

频率-视电阻率断面图是反应测点频率与电阻率的对应关系，能较清晰地反映地层、构造等特征。从GY24测线的频率-视电阻率拟断面图（图3）可以看出，图中横向 0~750 m 范围内由地表至深部的电性变化趋势，大致呈现由中高阻到中低阻的转变。高频反应中高阻，中低频反应中低阻电性特征。拟断面 750~2000 m 范围内由浅至深大致呈现中高电阻率—中电阻率—中高电阻率的电性特征，中频反应中阻，高、低频反应中高阻电性特征。

4.3 地质解释

针对地质任务，结合本区的勘探实际情况，把广域测量成果转化为地质信息是最终目的。依据矿区岩（矿）石物性资料，并结合矿区地质资料和地质模型，把 GY24 线和 GY12 线反演剖面上 3 个主要电性体，推断为区内 5类地质体（图4）。主要包括：中低视电阻率为角岩（化）带；中—中高视电阻率为三叠系图姆沟组板岩、变砂岩和普朗复式岩体，其中三叠系地层主要分布于剖面东西两侧较浅部位，普朗复式岩体主要位于剖面中部至东侧，从地表延伸至深部，且石英闪长玢岩视电阻率稍高于石英二长斑岩；中高—高视电阻率对应为三叠系尼汝组灰岩。

从矿区南部两条测线反演剖面电性特征分析 （图5），可以发现GY23测线剖面电性体主要分为四类：东西两侧浅部中高阻主要为三叠系图姆沟组二段板岩、变砂岩；西侧深部为三叠系图姆沟组一段板岩、变砂岩，局部夹薄层灰岩，表现为相对中高阻夹中阻电阻率特征；剖面中部大范围中低阻主要角岩（化）带，其中包含一不规则中高阻电性体，为石英闪长玢岩体；东侧深部高阻主要为隐伏石英闪长玢岩。GY47 测线剖面电性特征以中高阻为主，总体表现为一背斜形态。背斜核部深部较完整的高阻体主要为石英闪长玢岩，背斜两翼中高阻夹中低阻地层为图姆沟组地层，其中浅部高阻为石英闪长玢岩包裹体，石英闪长玢岩和图姆沟组地层之间夹着一条中低阻角岩带。

5 综合分析

根据广域勘探结果和综合地质分析，矿区后期对广域GY47线施工了钻孔进行相关地质的验证，3 个钻孔ZK2313、ZK2301、ZK2304揭露的岩性对应的电阻率与广域剖面测定的视电阻率较为一致。 ZK2313 在标高 3610~3420 m 揭露的岩性为玢岩与角岩互相穿插，该段位于高阻边缘向低阻过渡的梯度带内，玢岩所处位置对应的电阻率均比角岩稍高，由于穿插的角岩厚度较小，因此电性响应不明显。ZK2301全孔揭露的岩性均为角岩，与广域探测结果较吻合。ZK2304 揭露的岩性主要为：标高3840~3610 m 为角岩，标高 3610~3370 m 为凝灰岩，标高 3370~3100 m 为角岩，标高 3100 m 以下均为角岩化玢岩。通过对比广域与钻孔揭露情况发现，广域电磁法反演电阻率剖面岩性推测界线与钻孔实际控制界线基本一致。

a—GY24；b—GY12

a—GY23；b—GY47

以往学者对矿区钻孔测井的研究表明，在高角度裂隙比较发育的石英二长斑岩地层，其电阻率相对偏低，其含矿性越好（杨朝义等，2023）。而从本次钻孔岩性的完整度与剖面电性特征分析对比，视电阻率等值线越平滑，岩性越完整，据此判定的岩性界线越准确。同类岩性在构造裂隙发育部位，电阻率会降低，因此在已确定界线的斑岩体内寻找裂隙发育地带，是矿区重点关注的找矿部位。

矿区南部地表岩体出露的规模较小，以往资料显示三叠系尼汝组中有大量结晶灰岩的分布，反映其深部存在隐伏岩体的可能性较大，表明南部还具备形成矽卡岩型矿床的地质条件，找矿潜力良好 （李志鹏等，2020）。通过本次在南部实施的两条广域测线勘探，根据广域电磁法反演结果推断深部还存在大规模隐伏岩体。

6 结论

通过在普朗矿区及南部实施的广域电磁法剖面勘探，对数据进行了系统的数据处理、定性分析和定量反演计算，以岩（矿）石物性实测数据统计分析为基础，结合区内已知地质资料，进行综合地质分析研究，取得了以下认识：

（1）广域电磁法测深对矿区主要地层、构造和深部隐伏斑岩体形态能有明显的电性响应，通过对数据进行精细的处理分析，结合前人研究成果，在测线深度约3000 m内展示了三叠系地层、主要控岩构造、角岩、隐伏岩体等地质体的空间形态、位置及相互关系。

（2）经过与验证钻孔揭露的地质信息对比显示，岩性厚度较小且变化复杂的地方，视电阻率等值线形态畸变明显，岩性规模较大且完整的部位电阻率更稳定，对岩性分界线响应的准确度也更高。

（3）矿区普朗复式岩体主要位于剖面中部至东侧，从地表一致延伸至深部，矿区南部首次推测深部岩体的存在，岩体整体向南倾伏。在岩体内构造裂隙发育地段，具有较大找矿潜力。

参考文献