物探方法在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
——以甘肅省兩當(dāng)縣火漆溝—二郎壩地區(qū)找礦項(xiàng)目為例

胡家源，王曉軍

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局蘭州礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730030）

1 項(xiàng)目概況

礦區(qū)處于西秦嶺的南坡，屬中高山區(qū)，植被極為發(fā)育，切割劇烈，溝谷發(fā)育且較深、陡。區(qū)內(nèi)海拔1400～2135m間，相對(duì)高差735m。區(qū)內(nèi)氣候溫暖而濕潤(rùn)，屬溫帶大陸性氣候。年平均氣溫為11.3℃，一月0.8℃，七月22.9℃；年均降水量630mm，主要集中在6月至9月；全年無(wú)霜期220天左右。相對(duì)濕度70%左右。區(qū)內(nèi)水系較發(fā)育，最大河流為礦區(qū)東側(cè)的黑河，其水質(zhì)優(yōu)良，無(wú)污染，礦區(qū)內(nèi)多數(shù)河流即為黑河的次級(jí)支流。其流量隨季節(jié)和降雨量的變化而變化。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源較豐富，有金、鐵、大理石、花崗石、石灰石等礦產(chǎn)[1]。

2 研究區(qū)地質(zhì)背景

礦區(qū)出露地層為古元古代秦嶺巖群，分布于礦區(qū)北部，中南部地層為早古生代李子園群。溝系、河谷地帶發(fā)育第四系全新統(tǒng)地層。

（1）中下元古界秦嶺群：分為郭莊巖組及雁嶺溝組兩個(gè)巖性組，主要分布在礦區(qū)北部，與下覆地層呈斷層接觸，接觸帶巖性呈破碎角礫狀，地層中發(fā)育透鏡狀、條帶狀石墨礦化，是區(qū)域上石墨礦體的主要含礦地層。

（2）早古生代李子園群該組：為區(qū)內(nèi)主要分布地層，主要出露在礦區(qū)西南及東部，組成馬槽溝—火漆溝背斜核部。巖性主要為綠泥絹云母石英片巖、絹云母石英片巖、鈣質(zhì)絹云母石英片巖等。與上覆地層呈斷層接觸關(guān)系。

（3）第四系全新統(tǒng)礦區(qū)內(nèi)第四系分布較廣泛，主要分布在山梁、山坡及溝谷中。在山梁和山坡上的巖性，主要為殘坡積物和腐植土、黃土，殘坡積為原基巖碎屑或高處基巖風(fēng)化后的滾石等。

區(qū)域內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，丹鳳巖群中發(fā)育了一系列近東西向的緊閉線形褶皺，部分地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)。礦區(qū)位于楊家坪—草灘溝（老灣溝）復(fù)向斜的北翼，受區(qū)域構(gòu)造影響，礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造也比較發(fā)育，主要發(fā)育褶皺構(gòu)造有：馬槽溝—火漆溝背斜、二郎壩—馬槽溝背斜。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，南北兩側(cè)有區(qū)域性一級(jí)大斷裂，區(qū)域性二級(jí)斷裂呈近東西向、北東向及北西向。一、二級(jí)斷裂構(gòu)造是該區(qū)的基本構(gòu)造骨架，不同走向的斷裂相互交叉，將區(qū)內(nèi)地層切割成菱形塊體，發(fā)育三、四級(jí)構(gòu)造。二級(jí)斷裂主要表現(xiàn)為韌性剪切帶、脆性剪切帶和構(gòu)造破碎帶，是區(qū)內(nèi)的導(dǎo)礦構(gòu)造；三、四級(jí)構(gòu)造在地層中表現(xiàn)為層間擠壓片理化帶，在巖體中為斷裂構(gòu)造破碎帶，展布方向主要以近東西向、北西向、北東向?yàn)橹?，是主要的?chǔ)礦構(gòu)造。

礦區(qū)巖漿巖出露面積較少，僅發(fā)現(xiàn)少量安山巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖脈、煌斑巖等[2]。

3 主要工作方法技術(shù)

3.1 巖石電性特征測(cè)量

本工作區(qū)有較好的巖性出露，為本次工作的巖石電性參數(shù)測(cè)量提供了便利。參數(shù)測(cè)量方法為露頭小中梯測(cè)量。得到結(jié)果如下表：

表1 礦區(qū)巖石電性測(cè)量統(tǒng)計(jì)表

區(qū)內(nèi)大理巖電阻率最高，電阻率在1000Ω·m～9500Ω·m，不含石墨時(shí)電阻率平均值4079Ω·m，含條帶狀石墨時(shí)電阻率平均值370Ω·m，含星點(diǎn)狀石墨時(shí)電阻率平均值2839Ω·m；斜長(zhǎng)片麻巖電阻率為數(shù)百Ω·m，相對(duì)偏低，電阻率平均值292Ω·m。

區(qū)內(nèi)斜長(zhǎng)片麻巖極化率一般，極化率在1～3%之間，極化率平均值1.29%；其次，含星點(diǎn)狀石墨極化率高，極化率平均值6.74%；不含石墨的普通大理巖、含條帶狀石墨的大理巖極化率偏低，平均值分別為0.66%、0.58%。

由于區(qū)內(nèi)金屬硫化物含量較低，因此視極化率不作為重點(diǎn)研究對(duì)象，但斜長(zhǎng)片麻巖、含石墨大理巖與不含石墨大理巖具有電學(xué)性質(zhì)差異，有開(kāi)展電法勘查的地球物理前提。

3.2 工作完成情況

依據(jù)《甘肅省兩當(dāng)縣火漆溝—二郎壩飾面石材用大理石礦區(qū)3-116線石墨礦詳查設(shè)計(jì)（2019年修改稿）》，本次物探工作完成激電中梯剖面6條，剖面編號(hào)為108、92、76、60、44、28線；激電測(cè)深點(diǎn)30個(gè)。各剖面測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距均為20m。本次工作中，舍棄部分廠區(qū)測(cè)點(diǎn)，共計(jì)完成激電中梯剖面測(cè)量4.6km，物理點(diǎn)236個(gè)；激電測(cè)深點(diǎn)30個(gè)。

表2 完成實(shí)物工作量統(tǒng)計(jì)總表

表3 激電中梯剖面各測(cè)線完成工作量統(tǒng)計(jì)表

4 成果解譯及地質(zhì)認(rèn)識(shí)

4.1 成果解譯

28線20～0號(hào)點(diǎn)視電阻率、視極化率曲線基本穩(wěn)定無(wú)變化，結(jié)合地質(zhì)資料中局部出露角閃斜長(zhǎng)片麻巖，推測(cè)整體為角閃斜長(zhǎng)片麻巖；1-15號(hào)點(diǎn)為白色大理巖夾破碎帶；17～37號(hào)點(diǎn)視極化率大致平穩(wěn)為2%左右，視電阻率起伏較大，結(jié)合地質(zhì)資料，推測(cè)為含石墨大理巖體，其中夾雜高阻巖脈；39、41視極化率值低，為0.3%左右，視極化率400Ω·m左右，推測(cè)為條帶狀含石墨大理巖。

44線南面可見(jiàn)大片大理巖露頭，視極化率值低，視電阻率出現(xiàn)規(guī)律增長(zhǎng)，幅值逐漸增大，推測(cè)為大理巖巖體且埋深逐漸變淺；5～9號(hào)點(diǎn)受信號(hào)塔影響，視極化率出現(xiàn)高值；39～51號(hào)點(diǎn)視電阻率先減小后增大，推測(cè)該段淺表地層較為破碎[3]。

60線1～5號(hào)點(diǎn)為生產(chǎn)廠房舍點(diǎn)，7號(hào)點(diǎn)旁為高護(hù)坡舍點(diǎn)，南部39號(hào)點(diǎn)往后視電阻率突然變大，出現(xiàn)高值，推測(cè)巖性由灰色粒狀大理巖變?yōu)殡娮杪矢叩拇罄韼r，或43號(hào)點(diǎn)夾有細(xì)石英脈。

76線45～61號(hào)點(diǎn)視電阻率先增大后減小，且在49、51號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)高值，地表有大理巖連續(xù)出露，推測(cè)在49、51號(hào)點(diǎn)位置為大理巖中間夾有石英脈。1～41號(hào)點(diǎn)為連續(xù)低阻、視極化率較大且變化不大，與測(cè)區(qū)內(nèi)其他測(cè)線含石墨礦化體電性參數(shù)較為一致，推測(cè)該區(qū)段為含石墨礦化體。

92線59～47號(hào)點(diǎn)視電阻率曲線南陡北緩，地表有大理巖出露，推測(cè)該段為大理巖，整體產(chǎn)狀向北傾；41-9號(hào)點(diǎn)整體視電阻率較低，中間33～25號(hào)點(diǎn)有高值，視極化率值較大且變化不大，推測(cè)該段為含石墨礦化體中間夾雜其他高阻巖體；0、1號(hào)點(diǎn)為陡護(hù)坡、水泥路舍點(diǎn)。

108線2～6號(hào)點(diǎn)為角閃斜長(zhǎng)片麻巖出露，夾雜石英脈等。0～9號(hào)點(diǎn)為河道堆積平地，9號(hào)點(diǎn)為河道，整體處于富水環(huán)境，視電阻率測(cè)量值偏低。結(jié)合剖面、測(cè)深和地質(zhì)鉆探資料，0～9號(hào)點(diǎn)地下出現(xiàn)一相對(duì)高值的電阻體深度100m左右，往下為低阻體，推斷為白色大理巖體和低阻的含石墨大理巖體。11～35號(hào)點(diǎn)由地質(zhì)資料可知為含石墨大理巖與不含石墨大理巖和其他高阻巖體穿插，結(jié)合測(cè)深斷面圖可知，整體視電阻率較低為200Ω·m～400Ω·m，但局部由高阻體引起高阻異常。19、21和23號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)高阻，結(jié)合地質(zhì)資料推測(cè)為含石墨大理巖體中夾雜的高阻花崗閃長(zhǎng)巖脈和花崗斑巖脈引起，這也與測(cè)深斷面中的高阻異常吻合較好。17～25號(hào)點(diǎn)視電阻率剖面曲線北緩南陡，為典型的地下異常體南傾表現(xiàn)。35號(hào)點(diǎn)往南為覆蓋，37～47號(hào)點(diǎn)視電阻率突然變小，結(jié)合測(cè)深斷面圖可知視電阻率為100Ω·m左右，推測(cè)為低阻低極化的南傾角閃斜長(zhǎng)片麻巖抑或其他低阻巖體。47～55號(hào)點(diǎn)視極化率基本不變，視電阻率出現(xiàn)規(guī)律增長(zhǎng)，幅值逐漸增大，推測(cè)為白色大理巖巖體且埋深逐漸變淺。

圖1 108線視電阻率測(cè)深斷面圖

圖2 108線視極化率測(cè)深斷面圖

4.2 地質(zhì)認(rèn)識(shí)

結(jié)合地質(zhì)剖面推測(cè)：本地區(qū)含石墨大理巖基本受控于早元古代秦嶺巖群雁嶺溝組（Pt1Qy）。由以往資料得知，早元古代秦嶺巖群雁嶺溝組（Pt1Qy）中的含石墨大理巖視極化率基本都在2%以上，實(shí)地測(cè)量結(jié)果也與之吻合。含石墨大理巖視電阻率大部分在1000Ω·m 以下，部分由于中間夾雜其他高阻體，局部視電阻率出現(xiàn)高值。

對(duì)推斷的巖體及其含礦性進(jìn)行更進(jìn)一步的地質(zhì)勘查，部分可進(jìn)行鉆探驗(yàn)證；本區(qū)的巖性、構(gòu)造中金屬硫化物比較缺乏，視電阻率能基本能反應(yīng)測(cè)區(qū)巖礦的電性特征，但視極化率效果反應(yīng)較差，建議以后的物探工作盡量避免開(kāi)展激電工作。