物探法在石墨地質礦產開發中的應用

■石增紅

（中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊陜西西安710003）

物探法在石墨地質礦產開發中的應用

■石增紅

（中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊陜西西安710003）

石墨及其制品在各行各業中具有重要的應用，因此石墨地質礦產的開發對我國而言具備重要的價值，由于石墨地質形成的特殊性，需要結合物探法對其勘探。本文主要論述了物探法在石墨地質礦產開發應用的重要性，分析了物探特性以及測量結果分析發現取得較好的勘探效果，供以簡單參考。

物探法 石墨地質礦產 礦產開發 應用

形成石墨資源的地區地質一般較為特殊復雜，石墨礦體多呈現半隱伏或者隱伏狀態，因此無法確定石墨礦床的具體位置及其含量規模大小，為找礦帶來了一定的困難。但是物探法在石墨地質礦產開發中的應用可解決此類難題，需要結合具體地質特性，配合多種勘探手法確定石墨礦的位置和規模。

1　物探法在石墨地質礦產開發應用的重要性

石墨是一種比較珍貴的礦產資源，其用途較為廣泛，具有耐高溫、高強度、導電、耐腐蝕、導熱、高熔點、化學穩定性等特性，被廣泛應用在耐火材料行業、鋼鐵、石墨烯、石油化工、濕法冶金、酸堿生產、合成纖維、造紙、環保、新能源汽車、航空航天、國防等工業領域，是較為重要的戰略物資[1]。但是目前我國已探明的石墨資源以現有的開采速度和消耗速度而言可使用年限不超過13年，當石墨資源開采完畢后將嚴重制約我國的經濟和科技水平發展速度，因此為滿足需求應不斷的結合新的探測手法尋找石墨礦產資源，從而為我國的國防建設、工藝發展和科技水平提高提供堅實后盾。

由于石墨礦產地質形成復雜，大部分石墨含礦層會被新的底層所覆蓋，因此較難在地表發現其露頭。確定礦床的規模，一般石墨礦產的主要巖性有：石墨(含石墨)片麻巖、石墨(含石墨)變粒巖、石墨云母斜長片麻巖等。主要礦物成分為斜長石、石英、鉀長石、黑云母、石墨等，探測的石墨礦區有河北省龍關一帶、張家口壩上地區的張北縣義哈德一帶、四川省南江縣尖山村等，因此為探測各地層情況要結合一定的探測手法確定石墨礦床的情況，常用的方法為物探方式再結合其他探礦手段[2]。

2　物探特征分析

由于各類巖石的各類巖石、不同電性參數間的差異，依據巖層具體情況確定所采用的主要物探方法，石墨礦體低電阻及極化率穩定性差的特性與角礫巖、板巖、碳質大理巖以及閃長巖等有明顯的差異。石墨礦電阻率變化范圍82～215Ω?m，含石墨云母片麻巖電阻率變化范圍50～400Ω·m，半風化石墨片麻巖電阻率變化范圍74～135Ω·m，斜長角閃巖電阻率變化范圍130～660Ω·m，混合巖電阻率變化范圍1320～2 500Ω·m，依據數據可發現雖然含石墨巖石的電阻率呈低值，而圍巖的電阻率呈高值，但差異不是很明顯，尤其是風化的片麻巖和角閃巖與石墨礦體的電阻率差異較小，第四系黃土的電阻率與石墨礦體相當，因此不能僅僅根據電阻率異常圈定礦體，應當進一步用激電中梯法進行了試驗測量其極化率差異[3]。

石墨礦極化率＞5.8%，充電率振＞37%，含石墨片麻巖極化率1%～3.8%，充充電率振幅25～47%，炭化巖石極化率0.8%～10%，充電率振幅10～28%，風化片麻巖極化率0.9%，充電率振9.7%，角閃巖極化率0.3%～0.8%，充電率振幅3～10%，大理巖極化率0.4～0.6，充電率振4.5～4.9%，混合巖極化率0.7%～1%，充電率振幅7.5～20.8%，黃土極化率0.1%～0.3%。充電率振幅1～3%，由此通過激電中梯法試驗，依據其極化率的不同，在尋找石墨礦體時較為有效容易，并且還可綜合運用等距探測裝置中時譜激電法大致查明礦體的深部形態[4]。

3　特性結果綜合分析

由于石墨礦石具有較為特殊的性能，其電阻率較低而極化率較高，并且由于區域內人文干擾的影響因素程度增大，常規的物探手法無法取得較好的勘探效果，因此需要綜合物探方式展開對礦區的勘探，滿足目前的需求。一般綜合開展自然電法和激發極化法兩種方法試驗，然后再對比自然電位法、自然梯度法、激電中梯裝置、激電溫納裝置在典型石墨礦體上的應用效果，最終發現采取激電溫納裝置可在干擾較大的區域，以較強的抗干擾特性，采集到較好的激電異常，從而幫助石墨資源的勘探。數據表明石墨含礦帶與圍巖有明顯的極化率差異，而且由于石墨導電特性，所以含有石墨的巖石中會具有較高的極化率，并且除含石墨的巖石能產生極化率異常外，無其他干擾因素。墨在巖石中的含量多少和極化率的高地是成正比例關系的，由此可依據極化率的異常勘探石墨礦產的情況，圈定石墨礦資源豐富的地區，并且由于石墨獨特的導電性，而其他巖石不具備此特性，可此數據較為準確而無干擾，可作為唯一的對應數據。依據相關數據將視極化率為9%劃分異常下限，然后劃分出石墨礦化引起低阻高極化的激電異常范圍，再通過后期的試驗為礦質異常和圍巖的劃分取得了較好的效果。

在電磁測深的剖面測量時，由于地區存在一定的干擾情況，因此綜合選取利用可控源音頻大地電磁測深法，對地質體層特征進行判斷，提供有效的方式和有力的依據。數據測定發現石墨含礦帶與圍巖的電阻率存在差異，但相差不明顯。特別是當圍巖風化程度較深或石墨含礦層中的長英質脈體較發育時，之間的電阻率差異會更小，如風化的片麻巖和角閃巖與石墨礦體的電阻率差異較小。因此根據電阻率異常不能唯一地圈定礦體，但在弱風化地段淺層，礦體與圍巖的電阻率差異仍十分明顯，因此可利用測得的電阻率參數在已圈定石墨礦化帶中判定石墨資源的富集區域。雖然電阻率差異較大的低阻異常可很好對應石墨礦體的形態和規模，但是依據數據可發現其對于礦體的上界面反應的較為清晰，但是對于較深的礦體達不到探測的效果，原因是由于石墨天然的導電性隨著礦體厚度的加大，電磁波的信號會快速數衰減，從而無法探測到更深的區域。

4　結語

綜合物探電法的勘探方式可為石墨礦床探測提供有力的幫助，具備重要的參考價值，應當不斷改進和創新物探手法從而發現更多的石墨礦產資源。

[1]張艷梅,劉喜友.綜合物探法在黑龍江老柞山金礦接替資源勘查中的應用 [J].黃金科學技術,2011,02:61～66.

[2]徐春宏,蔣鑫.綜合物探方法在內蒙古草原覆蓋區尋找隱伏礦床的應用 [J].黃金科學技術,2011,04:13～18.

[3]潘進禮,汪棟剛,赟馬瑞,張勇,李剛.綜合物探法在銀鉛礦普查中的應用 [J].中國西部科技,2014,04:19～21.

[4]李雷,趙體群,周廣海,李世達,柳清麗,王強,張相峰,李鵬輝,蔣波,沙啟文.萊蕪市獨路石墨礦礦床地質特征及礦床成因 [J].山東國土資源,2013,Z1:27～30.

P62[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～217～1