激發(fā)極化法在桐城市板橋—方家龍窩地區(qū)石墨礦勘查中的應(yīng)用

張志靜

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局311地質(zhì)隊(duì)，安徽 安慶 246003)

桐城板橋—方家龍窩地區(qū)位于磨子潭—曉天斷裂以南的大別構(gòu)造帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)巖石經(jīng)多期次強(qiáng)烈的變質(zhì)作用形成一套黑云(角閃)斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、變粒巖、淺粒巖、大理巖、變硅鐵質(zhì)、磁鐵石英巖、石墨片巖等變質(zhì)巖建造，臨近的金寨等地區(qū)已發(fā)現(xiàn)有石墨礦(化)體，指示本區(qū)具有較好的晶質(zhì)石墨找礦前景[1]。

激發(fā)極化法是地質(zhì)找礦工作中常用的一種物探方法，桐城市板橋—方家龍窩地區(qū)石墨礦地球物理勘查的主要目的是研究已知礦體的連續(xù)性和尋找新礦體。采用激電中梯的方法圈定激電異常，研究引起低阻高極化異常的原因和已知礦體的連續(xù)性，再用激電測(cè)深確定礦體的埋深情況和空間賦存狀態(tài)[2-3]。

1 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)主體位于秦嶺—大別造山帶大別構(gòu)造帶內(nèi)，屬于長(zhǎng)期演化的復(fù)合造山帶，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

區(qū)域上出露地(巖)層有晚太古-早元古代大別巖群，包括變質(zhì)表殼巖組合及變質(zhì)(超)鐵鎂質(zhì)巖組合等，晚元古代佛子嶺巖群小溪河巖組，中生代彭家口組、汪公廟組及毛坦廠組，新生代第三紀(jì)、第四紀(jì)地層。區(qū)內(nèi)晶質(zhì)石墨礦賦存于晚太古-早元古代變質(zhì)表殼巖組合中。侵入巖分布廣泛，主要有晚元古代變質(zhì)變形侵入巖、中生代侵入巖及脈巖。變質(zhì)變形侵入巖構(gòu)造巖石單位劃分為桐城片麻巖套龍眠角閃斜長(zhǎng)片麻巖、倪店角閃二長(zhǎng)片麻巖、唐灣二長(zhǎng)片麻巖，鏡主廟斜長(zhǎng)角閃巖，五橋片麻巖套古塘崗片麻巖體、陶家灣片麻巖體及鄭沖片麻巖體，中生代侵入巖有中義獨(dú)立單元、大園獨(dú)立單元、華蓋山獨(dú)立單元及西湯池超單元仙米尖單元。脈巖主要有正長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)花崗巖、閃長(zhǎng)巖及煌斑巖等。

研究區(qū)夾持于桐城—太湖斷裂和磨子潭—曉天斷裂之間，斷裂構(gòu)造發(fā)育，變質(zhì)作用強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)大理巖組為石墨含礦層位，總體延伸較穩(wěn)定，以往于區(qū)內(nèi)板橋至汪河一帶發(fā)現(xiàn)眾多石墨礦體、礦化體，其中板橋礦點(diǎn)礦體規(guī)模較大。本區(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，巖(地)層走向近南北向，傾向110°～130°，傾角20°～30°。

板橋片區(qū)分布有四個(gè)石墨礦點(diǎn)，其中北西部?jī)蓚€(gè)，地表均為透鏡狀展布，礦體平均品位4.47%；中南部一個(gè)，似層狀，平均品位3.74%；南東部一個(gè)，由三個(gè)扁平透鏡體組成，礦石石墨含量差異大。

方家龍窩分布有一個(gè)礦點(diǎn)，以含晶質(zhì)石墨為標(biāo)志，含礦層為一單個(gè)透鏡體，礦體平均品位3.56%。

2 地球物理特征

用二極法進(jìn)行電性參數(shù)極化率和電阻率的測(cè)量，同類(lèi)巖性標(biāo)本大于30塊的，用圖解法求出其常見(jiàn)值，小于30塊的，求出其算術(shù)平均值，研究區(qū)巖(礦)石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 巖(礦)石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

從表1中可以看出：

(1)石墨片麻巖的極化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他各類(lèi)巖性的極化率，其形成的異常極值亦高于其他各類(lèi)巖性。

(2)從標(biāo)準(zhǔn)離差看，石墨片麻巖的電性差異很大，由此而引起的低阻高極化的點(diǎn)異常形式出現(xiàn)在本類(lèi)巖性引起的異常中。

(3)花崗巖、混合巖等各類(lèi)巖性，無(wú)論是η或ρ都不大，不能引起很高的激電異常。

(4)由于石墨片麻巖和其他各類(lèi)巖性的極化率相差懸殊，所引起的異常將也極易區(qū)分。

3 成果解釋推斷

區(qū)內(nèi)石墨礦體均采用激電中梯剖面控制，在激電異常段進(jìn)行激電測(cè)深工作。

3.1 板橋礦區(qū)

測(cè)區(qū)北部透鏡狀石墨礦體上布設(shè)有一條激電中梯剖面，圈定出近200 m寬激電異常段，視極化率值大于3%，最高值為9.49%，與地表石墨礦體分布范圍一致，礦體為南東傾向。激電測(cè)深圈定近直立極化異常一處，異常極值為13.55%，對(duì)應(yīng)中低阻異常，視電阻率異常值小于900 Ω·m。于礦體外圍布置鉆孔一個(gè)，了解礦體沿傾向方向的延伸情況，孔內(nèi)見(jiàn)角閃斜長(zhǎng)片麻巖(具黃鐵礦化)和煌斑巖等巖性，由于離地表礦體較遠(yuǎn)，該孔未見(jiàn)石墨礦體。推斷圈定的激電異常為石墨礦和金屬硫化物共同引起的疊加異常。

測(cè)區(qū)北部透鏡狀石墨礦體上布置有一條激電中梯剖面，圈定出近120 m寬激電異常段，視極化率值大于3%，最高值為8.37%，與地表石墨礦體分布范圍大體一致，礦體為南東傾向；第四系覆蓋區(qū)中發(fā)現(xiàn)一處極化率大于3%的極化率異常，對(duì)應(yīng)低阻特征。激電測(cè)深結(jié)果顯示，兩處激電異常連接在一起，呈啞鈴狀展布，極化率異常極值分別為6.62%和11.49%。因?yàn)楫惓Ｖ递^高且規(guī)模較大，結(jié)合地質(zhì)資料推斷為隱伏石墨礦體引起。

測(cè)區(qū)中部似層狀礦體上布設(shè)有兩條平行的激電中梯剖面，剖面間距400 m，分別編號(hào)為北側(cè)的P00剖面和南側(cè)的P04剖面，在石墨礦體部位均有明顯的激電異常，極化率異常極值分別為5.56%和5.48%，對(duì)應(yīng)低電阻率異常特征。圈定的異常與地表石墨礦體分布范圍大體一致，說(shuō)明該層狀礦體在走向上連續(xù)性較好；極化率異常曲線北西陡，南東緩，與北東走向的礦體向南東傾斜的產(chǎn)狀一致，也證明了該石墨礦體在傾向上延伸良好。P00剖面激電測(cè)深圈定出480～840點(diǎn)間極化率異常一處，異常極值為5.56%，異常未封閉(見(jiàn)圖1)，對(duì)應(yīng)異常的ρs值總體表現(xiàn)為中低阻。于870點(diǎn)施工驗(yàn)證孔，孔內(nèi)見(jiàn)多層石墨礦體，驗(yàn)證了該剖面激電異常為石墨礦體引起，且礦體沿傾向方向延伸大。P04剖面激電測(cè)深圈定近直立極化率異常一處，異常極值為6.87%，對(duì)應(yīng)電阻率呈低值異常特征，同時(shí)發(fā)現(xiàn)剖面中深部極化率值也較高，且異常在深部連為一體。于激電異常部位布置驗(yàn)證孔，井深70.9～103.6 m見(jiàn)厚石墨礦(化)體。驗(yàn)證了該剖面激電異常為石墨礦體引起，且礦體沿傾向方向延伸大，推測(cè)與P00剖面鉆孔內(nèi)礦體連為一體。

圖1 P00線激電綜合剖面圖

3.2 方家龍窩礦區(qū)

測(cè)區(qū)南部布設(shè)有三條平行的北東向激電中梯剖面，剖面間距80 m，圈定出低阻高極化異常一處，與石墨礦特征吻合[4]，結(jié)合地質(zhì)資料，對(duì)應(yīng)石墨礦脈，走向約125°。異常段布設(shè)的激電測(cè)深圈定一處低阻高極化異常，推測(cè)為石墨礦，走向約125°，傾向北東，產(chǎn)狀較陡。

測(cè)區(qū)北部布設(shè)有三條平行的北東向激電中梯剖面，剖面間距150 m，圈定出低阻高極化異常兩處。結(jié)合地質(zhì)資料，方家龍窩異常對(duì)應(yīng)石墨礦脈，走向約60°；金家附近，圈定低阻高極化異常，推測(cè)為石墨礦引起，走向約76°。

4 結(jié)論

(1)激發(fā)極化法是石墨礦有效找礦方法，對(duì)礦體的分布范圍和礦體深部賦存特征具有較好的識(shí)別性。

(2)激電異常與已知礦體相對(duì)應(yīng)，異常強(qiáng)度與石墨含量及礦體規(guī)模呈正相關(guān)，通過(guò)激電中梯測(cè)量發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)地表呈透鏡狀分布的礦體之間的連續(xù)性差，呈獨(dú)立的礦體存在；似層狀的礦體連續(xù)性好，呈帶狀分布。

(3)根據(jù)物探及地質(zhì)資料分析，區(qū)內(nèi)北西部透鏡狀分布的礦體為風(fēng)化剝蝕殘留石墨礦，沿礦體傾向延伸不大；研究區(qū)中部似層狀分布的石墨礦，無(wú)論在走向上還是傾向上延伸都比較好，具有較大的找礦潛力。