特提斯喜馬拉雅鉛鋅銻金成礦帶含炭質巖石中熱液脈型礦床的綜合電法勘探
——以西藏扎西康鉛鋅銻多金屬礦為例

郭 鏡，焦彥杰，梁生賢*

（1.中國地質調查局成都地質調查中心，四川 成都 610081；2.成都理工大學地球科學學院，四川 成都 610059）

0 序言

含炭質巖石因其較強的還原能力，對金屬礦化起著重要影響（Poub and Kˇríbek，1986；Gorzhevskiy，1987）。硫酸鹽與有機質形成的還原硫，基本上被定義為許多金屬的大吸收器：形成金屬硫化物后直接沉淀，與金屬硫化物共沉淀或還原非親銅元素（Disnar and Sureau，1990）。在找礦手段匱乏的年代，甚至把炭質層稱之為“黑色引導”或“標志”（羅鎮寬，1984）。此外，在反映成礦外部環境變化方面，炭質也具有很高的靈敏性（Абаулина et al.，1988）。

特提斯喜馬拉雅地塊內有著大量的高炭質物含量的沉積變質巖，如中—下三疊統呂村組（＞2100m）、涅如組（＞4500m），侏羅系日當組（＞900m）等地層。在后碰撞階段，總體上青藏高原地殼應力以伸展為特征（侯增謙等，2006）。位于藏南拆離系和雅魯藏布江縫合帶之間的特提斯喜馬拉雅地塊（Yin and Harrison，2000），在25Ma 以來發育了一系列的構造-熱事件，如侵位于特提斯喜馬拉雅片麻巖穹窿帶的淡色花崗巖（Searle et al.，1997；梁維等，2020；張志等，2020），南北向及東西向伸展斷裂等（圖1；Burg et al.，1984；Hodges et al.，1992；Hodges，2000）。在這些構造-熱事件發育過程中，特提斯喜馬拉雅形成了眾多熱液脈型的鉛鋅銻金多金屬礦床（侯增謙等，2006），如沙拉崗銻礦床、得龍銻礦床、馬扎拉金銻礦床、哲古銻金礦床、壤拉銻礦床、車窮卓布銻礦床、查拉普金礦床、吉松鉛鋅礦床、扎西康鉛鋅銻金多金屬礦床等（圖1；孟祥金等，2008；張建芳，2010；鄭有業等，2007，2014；張進江等，2011）。其中，很多礦床賦存于含炭質巖石中，如查拉普金礦（鄭有業等，2007）、折木朗金礦（周峰等，2011）、邦布金礦（韋慧曉等，2010）、扎西康鉛鋅銻多金屬礦（梁維等，2015）等。因此，特提斯喜馬拉雅鉛鋅銻金成礦帶是開展含炭質巖石中熱液脈型礦床電法勘探的天然試驗場。

圖1 特提斯喜馬拉雅地質礦產簡圖（圖據張進江等，2011修改；數據據孟祥金等，2008；張建芳，2010；鄭有業等，2007，2014）Fig.1 Schematic map of geology and mineral resources of the Tethyam Himalaya（modified from Zhang et al.，2011；data from Meng et al.，2008；Zhang et al.，2010；Zheng et al.，2007，2014）

沉積巖巖石成因的研究表明，含炭質巖石一般由原始的腐殖質型炭質地層遭受變質而成。含有機質的沉積巖在埋深過程中，有機質隨著變質程度加深，向石墨方向演化（Durand and Monin，1980）。炭質物的石墨化過程，是芳香層有序堆疊和排除雜原子的過程（Oberlin et al.，1980），這兩個過程隨著巖石變質程度加強而相輔相成的進行（Buseck et al.，1985），使得炭質物自由電子增多，導電性增強（莫如爵等，1989）。含炭質巖石的導電性隨著其內炭質物導電性的增強而增強，常與金屬硫化物一樣表現為低阻高極化特征。已有研究表明，特提斯喜馬拉雅鉛鋅銻金成礦帶內熱液脈型礦體的體積普遍較小，難以引起較大的電性異常。以上兩方面因素使得在含炭質巖石中對熱液脈型礦體進行電法勘探存在較大困難。

本文以西藏扎西康鉛鋅銻多金屬礦為例，通過音頻大地電磁測深和激電中梯測量等電法勘探，發現礦區呈現低阻高極化背景，礦體賦存位置呈現高阻低極化背景，且礦體所在區域有顯著的鉛鋅元素異常。結合炭質物含量分析、拉曼光譜、碳同位素、炭質物四探針電阻率測試、高分辨率透射電鏡等測試分析方法，本文從炭質物含量、性質和連通性等方面，研究含炭質巖石的電性特征，為合理解釋扎西康礦體呈現高阻低極化特征提供依據，也為特提斯喜馬拉雅鉛鋅銻金成礦帶內含炭質巖石中熱液脈型礦床的地球物理勘探提供新的思路和技術支撐。

1 礦床地質背景

扎西康鉛鋅銻多金屬礦是特提斯喜馬拉雅鉛鋅銻金成礦帶內唯一的大型—超大型礦床（圖2a；鄭有業等，2012）。礦體呈脈狀（傾向西，傾角45°～70°；圖2b）賦存于侏羅系日當組的斷裂構造帶內。主要礦脈為南北向的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ及北東向的Ⅶ和Ⅷ（圖2a），以及2015 年探得的Ve礦體，儲量超過140萬噸。V號礦體品位最高且儲量最大，超過100 萬噸（鄭有業等，2012）。含礦熱液來源主要為巖漿熱液、地層建造流體和大氣水（孟祥金等，2008；Zhou et al.，2017），三者的混合造成了礦質沉淀（李應栩等，2015）。成礦時間為青藏高原后碰撞伸展成礦期（梁維等，2015；Sun et al.，2018），且主要分為兩期，以鉛鋅為主的成礦期和銻成礦期。

圖2 扎西康礦集區地質簡圖（a）和鉛鋅礦體剖面圖（b）（據Zhou et al.，2017修改）Fig.2 Geological map of Zhaxikang mining area（a）and profile of lead-zinc ore bodies（b）（modified from Zhou et al.，2017）

日當組為一套互層狀的深灰色—灰黑色頁巖、鈣質頁巖，含泥灰巖、砂巖、凝灰巖，夾泥質灰巖和燧石團塊，總厚度大于900m，屬深水相沉積，經低級變質后形成了炭質板巖（梁維，2014）。

2 方法

2.1 AMT的數據采集與處理

AMT數據采用加拿大鳳凰公司研制的V5 系列儀器采集完成，基準點距50 m，剖面長度2.3 km，數據處理時最低頻率截取到1Hz。由于測區位于西藏農牧區，無明顯干擾源，因而各測點數據質量高。AMT數據處理與二維反演的相關算法及技術成熟，數據處理包括極化模式判別（嚴良俊等，2001）、靜態校正（王家映，1992）等，二維反演解釋有快速松弛（RRI）（Smith and Booker，1991）、OCCAM（Constable et al.，1987）和共軛梯度反演（Rodi and Mackie，2001）等方法。本次AMT 數據反演通過與鉆孔工程以及已知地質認識對比，發現Zongmt軟件中的Smoothness constrained反演結果更能表達地電斷面的真實情況。因此，AMT 數據二維反演采用Smoothness constrained。

2.2 激電中梯面積測量的數據采集與處理

激電數據采用重慶奔騰大功率激電儀采集完成，數據密度為1 ∶1 萬網度（線距100 m，點距40 m），約9 km2，其中，發射極距1500 m，供電電壓大于500 V，供電電流＞5 A，一次場大于100 mV。激電數據采用視極化率和視電阻率成圖分析。

2.3 炭質物含量的測試分析

炭質物含量的測試采用高頻紅外法，該方法相對于重鉻酸鉀氧化法等傳統的炭質物測定方法，具有精度高、操作簡便、分析快速等優勢（酈新和王笑笑，2013）。經酸試劑處理掉樣品中的無機碳，干燥后置于高頻紅外碳硫儀中，在富氧條件下，利用高頻振蕩感應燃燒（鄒芳，2014），保證炭質物被充分氧化成CO2，其在4.26 μm 處具有很強的紅外特征吸收（謝復新，1987；Sandford and Allamandola，1990），符合朗伯比爾定律，通過測量光強度的變化就能換算出CO2的含量，進而得出炭質物的含量（顧濤等，2015）。

2.4 拉曼光譜的測試分析

由于拉曼光譜對碳材料中原子結構的改變很靈敏，拉曼光譜對于理解各種炭質物的微觀結構有良好效果（Wilhelm et al.，1998；Beyssac et al.，2003）。炭質物的一階拉曼光譜存在兩個拉曼特征主峰：D峰（1370 cm-1）和G 峰（1583 cm-1），高度有序、無缺陷的石墨樣品只有G 峰，結構有序度差的石墨樣品則會誘導出D 峰。且無論石墨存在何種形式的無序，D峰都會出現（Wang et al.，1990）。炭質物拉曼特征峰，則可作為炭質物結構的評價參數，且前人依此開展了眾多卓有成效的研究。

本文使用Nicolet Almega XR（Thermo Scientific，Yokohama，Japan）以532 nm Nd-YAG 激光通過共焦顯微鏡，以100 為準，使用準粒子散射幾何獲得炭質物的拉曼光譜。樣品表面的激光功率設定為5 mW。散射光通過背散射幾何形狀采集，具有25 μm針孔和全息陷波濾波器，最后使用2400 線／mm 光柵分散，并通過256 ×1024 像素的Peltier 冷卻CCD探測器進行分析（Andor Technology，Belfast，Northern Ireland）?？臻g分辨率約為1 μm，波數分辨率約為1 cm-1。通過監測來自Ne 燈的等離子體線的位置來校準拉曼頻帶的頻率。每個樣品測量至少3 個不同的炭質物顆粒。

2.5 炭質物提取及碳同位素測試

鑒于沉積巖中炭質物濃度較低，我們采用化學萃取法制備所需的炭質物樣品等分試樣。原料中硅酸鹽或氧化物礦物的存在可在高溫下形成各種碳化物，因此通過化學萃取盡可能多地消除這些礦物質是必要的。

將巖石樣品（500～800 g）用顎式破碎機破碎并使用孔徑為74 μm篩網篩分。最初用2 mol／L HCl處理篩分的粉末以除去碳酸鹽、硫化物、硫酸鹽和氫氧化物，然后在幾個大的聚四氟乙烯容器（500 ml）中用HF（48%）處理該溶液并在120 ℃的熱板上干燥。聚四氟乙烯容器中的干殘留物由炭質物和新形成的氟化物如隕石和其他復合氟化物組成。這些氟化物一旦沉淀就難以再溶解，它們會干擾炭質物的進一步分析，因此，我們在酸處理之前用熱去離子水重復沖洗。將殘余物在60℃下再次溶解在2 mol／L HCl 中。重復化學處理數次，直到炭質物漂浮在溶液中。過濾炭質物的上清液并在表面皿上干燥。需說明的是，即使經過HF-HCl 酸處理，炭質物殘留物仍保留少量礦物質，如鋯石，金紅石，鈦鐵礦和黃鐵礦。已有研究表明，HF-HCl酸處理不會改變炭質物結構，也不會產生新形成的溶劑可溶性有機物質，除非是非常不成熟的沉積物。

對提純的炭質物在同位素比值質譜儀中進行碳同位素測試，EA載氣流速：180 ml／min；參考氣流速：70 ml／min；反應管溫度：960 ℃。

2.6 電阻率四探針測試

對提純的炭質物粉末進行壓實處理后，用四探針法進行電阻率測試。該方法由于原理簡單、精度高及操作簡便，是測試半導體材料電阻率或電導率的首選方法之一。讓四根等距（1 mm 左右）探針豎直的排成一排，同時施加適當的壓力讓其壓在樣品的表面上以形成歐姆接觸，樣品相對探針距可理想地視為無限大。利用恒流源給兩個外探針1、4 通以小電流，電流值由被測樣品電阻率范圍確定，然后用高輸入阻抗精準電壓表測量兩個中間探針2、3 上的電壓降。根據厚塊原理和薄層原理推導的理論公式即可計算出樣品的電阻率，此即為常規四探針法的測試原理（李建昌等，2011）。

2.7 高分辨率透射電鏡

有機物在沉積、埋深的過程中向石墨化方向演化。主要分為兩個方面：雜原子的排出和碳層堆的堆疊。雜原子的排出可以通過碳同位素進行描述。碳層堆在從一維雜亂結構，向三維石墨結構演化的過程中形成可探測的紋理結構。本次試驗采用JEOL2100 透射電子顯微鏡，把巖石樣品制備成厚度＜100 nm的薄片放入電鏡中拍照。以6000、30000、100000、400000 的不同放大倍數拍攝樣品的形貌照片，觀察炭質物的紋理結構。

3 結果與討論

3.1 扎西康炭質板巖中的電法勘探

激電中梯測量發現礦區呈現高的極化率背景（圖3a），約為9%～20%，而礦體位于低極化率條帶中，約為1～5%，極化率高值區的鉆孔不含礦。激電中梯測量可以在平面上把礦脈定位于寬度n ×100 米內的低極化率條帶內。礦脈的地下產狀則通過音頻大地電磁測深來進行分析。由圖3c可知，深部呈現低的電阻率背景值，約為10-0.4～100Ω·m。礦體位于高視電阻率區域。且寬度250 m的高視電阻率區域與低視極化率條帶位置較吻合。

圖3 扎西康炭質板巖中的電法勘探結果圖a.大功率激電中梯掃面視極化率圖；b.大功率激電中梯掃面視電阻率圖；c.音頻大地電磁測深剖面圖Fig.3 Results of electric prospecting of carbonaceous rocks in Zhaxikang mining area

3.2 扎西康炭質板巖低阻高極化背景研究

通過對扎西康ZK406 鉆孔的巖心進行XRD 分析得知，巖石中含有約三分之一的黏土礦物（表1），黏土礦物成分主要以高嶺石為主（表2）。黏土礦物的存在，使得含炭質巖石極易鎖住地層水分。

表1 扎西康炭質板巖主要礦物成分含量表Table 1 Contents of main minerals in carbonaceous slate in Zhaxikang mining area

表2 扎西康炭質板巖主要黏土礦物成分含量表Table 2 Contents of main clay minerals in carbonaceous slate in Zhaxikang mining area

通過對扎西康ZK406、ZK4006 鉆孔中所取的炭質板巖樣品進行高溫燃燒法測量，得出巖石中的炭質物質量分數為0.58%～1.15%，平均為0.79%（表3；作者已發表數據是約2%，經重新測試認為0.79%為準確數據，在此更正；郭鏡等，2019）。實驗測得炭質物電阻率在6.1 ×10-5～6.8 ×10-4Ω·m之間，顯示極好的導電性（表3），質量分數為0.7%的炭質物足以使變質巖的電阻率降低一個數量級（Léger et al.，1996）。通過炭質物拉曼特征峰，依據經驗公式（Beyssac et al.，2002；Yui et al.，2014），計算扎西康炭質板巖的變質溫度約在300 ±25℃～340 ±25℃之間（圖4），且變質溫度隨深度增加而增加。根據炭質物的密度大多在1.4～1.5 g／cm3之間，而扎西康炭質板巖的密度約為2.7 g／cm3（郭鏡等，2019），可以把炭質物0.79%的質量分數換算為1.49%的體積分數，這相當于在巖石中注入了1.49%的離子水溶液。

圖4 扎西康炭質板巖中炭質物的拉曼特征峰及其變質溫度Fig.4 Raman characteristic peak and metamorphic temperature of carbonaceous matter of carbonaceous slate in Zhaxikang mining area

表3 扎西康炭質板巖的炭質物含量及炭質物電阻率Table 3 Organic carbon contents and resistivity of carbonaceous slate in Zhaxikang mining area

炭質物之間的連通程度會對炭質板巖的電性特征產生重要影響。炭質板巖中0.79%含量的炭質物，并不能保證炭質物之間是完全連通的。炭質物有著特殊的拉曼特征峰，可以通過拉曼線掃描來研究微米尺度的炭質物連通性。在炭質板巖中選取100 μm長度的區域，以2 μm 的光束1 μm 的間隔，對炭質板巖進行線掃描。由圖5 可知，每個光斑都有炭質物拉曼特征峰，可以推斷炭質物在微米尺度是連通的。同時，每個光斑的炭質物拉曼強度有所變化，D1 峰（約在1345 cm-1處）的最小強度約1.8×104，最大約12 ×104（圖5），而拉曼峰的強度跟區域內特征物質的含量有關，說明在100 μm 范圍內炭質物的分布是不均一的。因此，需要更小尺度的方法來研究炭質物的連通特征。

圖5 炭質板巖的拉曼線掃描Fig.5 Results of Raman line scanning of carbonaceous slate in Zhaxikang mining area

隨著含炭質巖石的變質程度加強，其中的炭質物向石墨化方向演化，同時形成特殊的炭質紋理結構，為高分辨率透射電鏡研究提供了物質基礎。圖6e的選區電子衍射圖顯示炭質物的特征衍射，說明圖6b 中不連續的黑色點狀物為炭質物。放大400000 倍后，圖6d隱約可見炭質紋理結構，也說明黑色點狀物為炭質物。圖6a 的黑色塊狀物進行400000 倍放大后，圖6f 可見明顯的炭質紋理結構，說明其是炭質物。通過不同倍數的透射電鏡研究，扎西康炭質板巖中的炭質物呈現以下幾點特征：（1）炭質物的顆粒大小不均一，在n～n ×100 nm之間；（2）炭質物分布不均勻（圖6b）；（3）炭質物顆粒在納米尺度是部分連通的（圖6c、d）；（4）炭質物主要呈現從一維雜亂結構向三維石墨層結構過渡的二維結構（圖6f）。

圖6 高分辨率透射電鏡觀察不同尺度炭質物的連通性展示圖a.放大6000 倍樣品基本形貌圖；b.放大30000 倍樣品形貌圖；c.放大100000 倍樣品形貌圖；d.放大400000 倍樣品形貌圖；e.圖b的選區電子衍射圖；f.圖a中紅圈區域放大400000 倍樣品形貌圖Fig.6 The connectivity of carbonaceous matter observed by HTEM at different scales

因此，炭質板巖呈現低阻高極化電性特征的原因為：巖石中的炭質物有著極好的導電性，在微米尺度是連通的，在納米尺度是部分連通的；巖石中含有大量黏土礦物，且一般黏土礦物多以納米結構存在，其易吸附地層水的性質，會改善炭質物之間的連通性。以上兩方面耦合使得炭質板巖呈現低阻高極化特征。

3.3 扎西康鉛鋅礦脈分布于高阻低極化異常帶的原因

由圖3a可知，平面上高極化區域的鉆孔不含礦，含礦鉆孔位于低極化異常區。由圖3b、c 可知，深部礦體位于高視電阻率區域，且寬度250 m的高視電阻率區域與低視極化率條帶位置較吻合。綜上可知，大功率激電中梯掃面和音頻大地電磁測深，在扎西康炭質板巖中的找礦效果顯著。那么250 m寬的高阻低極化率條帶是否為礦致異常？本文認為并非礦致異常：扎西康礦區鉛鋅礦石的視電阻率、視極化率等呈現低阻高極化的電性特征，視極化率約為8%～20%（焦彥杰等，2015，2017），與炭質板巖電性相近，兩者疊加不會出現1%～5%低極化率條帶。

從以下兩方面來分析礦體賦存于高阻低極化條帶的原因：構造熱液活動對炭質物連通性的影響；構造熱液活動對炭質物性質的影響。

3.3.1 構造熱液活動對炭質物連通性的影響

扎西康的成礦過程是多期多階段的，且在礦石的形成過程中伴隨著大量脈石礦物的形成，如石英、方解石（圖7）。

圖7 斷裂帶中脈石、礦石及炭質板巖的空間關系照片a.脈石礦物切斷了含炭質巖石；b.脈石礦物包裹著閃鋅礦、炭質板巖等的角礫；c.脈石與礦石共同夾持于含炭質巖石中Fig.7 Photographs showing the spatial relations among gangue，ore and carbonaceous slate in fault zones

在巖石中炭質物處于連通的情況下，可以用并聯和串聯模型來分析巖石的電阻率（Schulgasser，1976，1977），等效電阻率計算公式為：

其中，Rp為并聯電路的等效電阻率；Rs為串聯電路的等效電阻率同；Rx、Ry 分別為巖石中不同礦物的等效電阻率；fx、fy為對應礦物的體積分數。

設炭質物（石墨）的電阻率為10-5Ω·m，體積分數1%～5%；礦石的電阻率為1 Ω·m，體積分數1%～5%；石英、方解石等脈石礦物的電阻率為103Ω·m，體積分數5%～10%；造巖礦物的電阻率為102～103Ω·m，體積分數80%～95%。如圖8a 所示，斷裂形成前，地層的等效電阻率模型，約為10-3～10-2Ω·m；如圖8b 所示，斷裂形成后，礦石、脈石等礦物填充斷裂，破壞了炭質物的連通性，地層的等效電阻率模型，約為102～103Ω·m。也就是說，斷裂帶破壞了炭質物的連通性，引起了明顯的巖石電阻率變化。且根據扎西康礦床脈石礦物大量發育，可能10 倍于礦石礦物（唐菊興等，2012），通過正演模擬，發現大量的脈石礦物能夠引起可探測的高電阻率異常（圖9）。

圖8 構造熱液活動對炭質物連通性影響的等效電路模型圖a.構造熱液活動前，炭質物的連通性未被破壞，炭質物與造巖礦物組成并聯電路模型；b.構造熱液活動后，炭質物的連通性被脈石破壞，炭質物與脈石礦物組成串聯電路模型Fig.8 An equivalent circuit model for the effect of hydrothermal activity on the connectivity of carbonaceous matter

圖9 脈石礦物電阻率異常的正演模擬Fig.9 Forward modeling of resistivity anomalies of gangue minerals

3.3.2 構造熱液活動對炭質物性質的影響

沉積巖巖石成因的研究表明，含炭質巖石一般由原始的腐殖質型炭質地層遭受變質而成。含有機質的沉積巖在埋深增大過程中，其中有機質通過釋放氫、氮和氧，日益成熟、富碳以及晶體有序度升高，最終成為晶質石墨（Durand and Monin，1980），且該過程是隨溫壓系數漸進變化而連續進化的（Buseck et al.，1985；Beyssac et al.，2002）。

從分子層面看，石墨化是巖石中炭質物更多的碳原子層堆垛成了碳層堆，且部分碳層堆的取向趨于一致，即開始出現分子定向排列，造成了炭質物結構的有序度升高，這是炭質物導電的關鍵（黃伯鈞，1987）。這也是含炭質巖石存在電性干擾的根本原因。

不同含炭質巖石發生區域和接觸變質作用時，炭質物在結構有序度增高的方向按下列順序發生連續的變化：瀝青-碳瀝青-次石墨-石墨。然而，賦存于含石墨或次石墨巖石中的熱液型鈾、金、多金屬等礦床，在礦石中常出現低變質的硫瀝青。在成礦流體蝕變下發生了“逆石墨化”（使炭質脫碳化、非晶質化），使炭質物按下列順序發生連續的變化：石墨-次石墨-碳瀝青-硫瀝青（黃伯鈞，1987）。

石墨、次石墨具有高的電子導電性，電性特征的呈現形式為低阻（＜10-5Ω·m）高極化（＞40%）特征。但是硫瀝青是無定形物質，并且所含有的氫、氧、硫等混合物達50%。因缺失滑動面，它對電流具有絕緣體的性質，電性特征的呈現形式為高電阻率（＞105）和低極化率（＜2%）（Εвстигнеев et al.，1991）。由此可見，炭質物性質的變化會引起較大的電性變化（圖10）。

圖10 炭質物性質變化對巖石電性特征影響的示意圖Fig.10 Schematic diagram of the influence of carbonaceous matter property changes on the electrical characteristics of rocks

通過研究炭質物的結構和成分變化來探討其性質變化。炭質物的結構隨地質溫度的升高向石墨結構演化，可以用炭質物的地質溫度計來描述其結構變化。炭質物的成分變化則用13C 描述（VPDB）。通過炭質物的碳同位素分析可知，扎西康炭質板巖中炭質物呈現有機碳同位素特征，變質溫度300℃～340℃左右（表5）。且圍巖、鉛鋅礦、鐵錳碳酸鹽、石英四種樣品的炭質物（除圍巖外，其他的炭質物均提取自與鉛鋅礦、鐵錳碳酸鹽、石英接觸的炭質板巖）碳同位素、變質溫度和電阻率無明顯變化（表4）?？梢酝茢?，構造熱液活動未對炭質物產生結構、成分和電性特征上的明顯改造（表4）。因此，高阻低極化異常帶的形成，主要是構造熱液活動形成的脈石礦物破壞了炭質地層的連通性造成的。

表4 不同巖性炭質物碳同位素、變質溫度、電阻率統計表Table 4 Statistics of carbon isotopes，metamorphism temperature and resistivity of carbonaceous matter of different lithology

綜上，炭質板巖的低阻高極化特征主要受兩個因素影響：巖石中的炭質物有著極好的導電性，在微米尺度是連通的，在納米尺度是部分連通的；巖石中的黏土礦物極易吸附地層水，吸附的地層水會改善炭質物之間的連通性。兩個因素的耦合使得炭質板巖呈現低阻高極化特征。扎西康構造熱液活動并未改變炭質物的結構和成分，其形成的大量脈石礦物，是炭質板巖中的高阻低極化異常的根本原因，可以作為間接找礦的標志。

3.4 對找礦的指導意義

熱液脈型礦床因其礦體體積較小，增加了礦床勘查的難度。同時，金屬硫化物與含炭質巖石相似的電性特征，使得以含炭質巖石為圍巖的熱液脈型礦床勘查更是難上加難。扎西康礦區前期勘探由于沒有研究低阻高極化的異常成因，造成外圍礦床勘查鉆孔的失?。▓D3a、b）。

前人對含炭質巖石的電性干擾做了較多研究，主要集中于礦體與含炭質巖石地球物理場特征的不同（羅延鐘，1982；曾森甫和許建仁，1993，1994；周寧和李發清，1994），取得一定成效，但鑒于目前物探儀器的分辨率等問題，在實際找礦應用中很難區分礦體與含炭質巖石。

本文以扎西康鉛鋅銻多金屬礦為例，通過實驗分析得出，巖石中炭質物含量為0.79%，變質溫度在300℃～340℃的炭質板巖，呈現與金屬硫化物相似的低阻高極化電性特征。炭質板巖低阻高極化特征是巖石中的炭質物與黏土礦物、地層水耦合造成的，并不是礦致異常。構造熱液活動形成的大量脈石礦物，可以在炭質板巖內引起高阻低極化異常，從而可作為找礦的間接標志。特提斯喜馬拉雅成礦帶沉積了大量的含炭質巖石，其中發育了眾多熱液脈型礦床（鄭有業等，2007；周峰等，2011；韋慧曉等，2010；梁維等，2015）。青藏高原隆升的過程是巖石變質程度加劇的過程，也是炭質物石墨化程度加深的過程和導電性增強的過程；后碰撞伸展作用有利于深部流體上涌，是大量脈石礦物和礦石礦物形成的過程，也是含炭質巖石導電性減弱的過程。因此，本文提出的以構造熱液活動帶中脈石礦物引起的高阻低極化異常為目標的找礦思路，對特提斯喜馬拉雅鉛鋅銻金成礦帶內以含炭質巖石為圍巖的熱液脈型礦床勘探具有重要意義。此外，一些貴金屬或稀有金屬礦床難以引起可探測的地球物理異常，可以通過對含炭質巖石中賦存貴金屬或稀有金屬的脈石礦物引起的電性異常進行勘查，達到間接找礦的目的。根據炭質板巖的電性特征和脈石礦物引起的電性異常，提出找礦方法組合：通過激電中梯測量可以在平面上定位構造熱液活動帶，其地下產狀則通過音頻大地電磁測深來進行分析。

4 結論

（1）扎西康炭質板巖中炭質物平均含量約為0.79%，變質溫度約在300 ±25℃～340 ±25℃，顯示極好的導電性。炭質板巖的低阻高極化主要受兩種因素影響：巖石中的炭質物有著極好的導電性，在微米尺度是連通的，在納米尺度是部分連通的；巖石中的黏土礦物極易吸附地層水，吸附的地層水會改善炭質物之間的連通性。兩種因素的耦合使得炭質板巖呈現低阻高極化特征。

（2）扎西康構造熱活動并未改變炭質物的結構和成分，其形成的大量脈石礦物，是形成炭質板巖中高阻低極化異常帶的根本原因。

（3）提供含炭質巖石中的新的找礦思路和技術方法組合：金屬硫化物與含炭質巖石有著相近的低阻高極化電性特征，不具備直接針對金屬硫化物目標體進行勘探的物性條件，但成礦熱液形成的大量脈體，可以在含炭質巖石中引起明顯的高阻低極化異常帶，從而作為間接的找礦標志。通過激電中梯測量可以在平面上定位構造熱液活動帶，其地下產狀則通過音頻大地電磁測深來進行分析。