物探方法在脈石英找礦工作中的幾點認識

冀魯雪，肖楷模，張 南，蔡曉旭

（中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100）

高純石英在光纖通信、航空航天等高新技術產業中具有不可取代的地位[1]，脈石英作為高純石英的主要來源是一種不可多得、用途廣泛的重要非金屬礦產資源。利用物探方法尋找脈石英，前人做了許多研究工作，李金銘[2]認為中間梯度法是用來追索和圈定高電阻薄巖脈的有效方法之一，此法用來追索和圈定石英脈可以得到良好的經濟及地質效果。薛林家等[3]通過試驗，認為物探電法是淺覆蓋區石英脈找礦的一種有效方法，利用電阻率中梯法(以下簡稱中梯)結合電阻率測深法(以下簡稱測深)可以取得較好的效果，同時還總結了異常體埋深、規模、面積等與異常強度的關系。中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊在臨沂中北部地區脈石英找礦工作中開展了大量的物探工作，利用中梯和測深圈定了一批有價值的異常體。

1 物性分析工作

若僅從物性角度來考慮，脈石英是自然界中電阻率最高的礦物之一，但在實際生產中發現，視電阻率值最高的異常卻往往不是由脈石英引起的 ，通常情況下，大片的裸露基巖所引起的異常要高于脈石英所引起的異常。經過近幾年的工作總結發現，若將測區內的異常分為低阻異常、次高阻異常和高阻異常，除重點關注高阻異常外，條帶狀的次高阻異常往往也存在賦存脈石英礦的可能性。原因在于，自然界中存在的脈石英往往較破碎，裂隙會被泥質等充填，視電阻率值降低，同時熱液成因的脈石英圍巖往往會發生蝕變，使得部分圍巖的抗風化能力減弱，而脈石英和沒有發生蝕變的圍巖抗風化能力較淺部蝕變圍巖強，此外，若脈石英上覆蓋較厚，也會降低脈石英引起的異常強度[3]。因此會出現裸露基巖的視電阻率值最高、脈石英視電阻率值次高、脈石英淺部圍巖視電阻率值相對較低的現象。

圖1 道士海測區視電阻率中梯法平面等值線圖(部分)

以道士海測區為例，圖1為道士海測區視電阻率中梯法平面等值線圖的一部分，圖中可見兩條條帶狀高阻異常(D2和D3)，其中D2所處位置為一條山谷，推測受地形影響，D3異常視電阻率值最高，但該位置卻是大片的裸露基巖。在圖1的最左側，有一條發育在低阻中的條帶狀次高阻異常(圖中D1處)，在該異常南端發現有脈石英露頭，推測該次高阻異常有賦存脈石英礦的可能性。

在面梨溝測區，該區域內發育有大量水晶，若仍僅從物性角度來考慮，水晶也會表現為高阻異常。但經實地踏勘發現，水晶發育的空洞往往會被泥質充填，尋找泥質充填的空洞可以起到間接尋找水晶的效果。分析認為，泥質充填的空洞應表現為低阻異常，經在采坑附近施工的3號測深剖面驗證(圖2)，空洞確實表現為低阻。在該測區的后續施工中，重點關注了區域內的低阻異常，取得了較好的效果。

圖2 面梨溝測區3號剖面視電阻率等值線斷面圖

2 設計露頭參數測點(剖面)

為了解巖礦體的異常特征，在露頭發育的測區應設計露頭參數剖面或參數電測深點，這既是規范[4]要求，也是實際工作中應當進行的，面梨溝測區采坑旁測深剖面即屬于露頭參數剖面。

以連埠峪測區為例，在正式施工前，首先在連埠峪村東北方向一脈石英露頭上進行了參數電測深點CS-1點的測量(圖3)。通過測量發現，露頭處電測深曲線類型為A型，介質分為三層，中間層即脈石英礦體，從而對測區內的地電特征有了初步的認識。通過分析其他測深點的測深曲線，認為2號線75號點與參數測深點異常特征相似(圖4)，且該點位于一條帶狀中梯異常上，推測該處有賦存脈石英礦的可能性，后期通過槽探工程驗證，確實揭露有脈石英礦體(圖5)。

圖3 CS-1點測深曲線圖

圖4 2-75點測深曲線圖

圖5 槽探工程揭露的石英脈

3 綜合物探異常分析

3.1 結合測深曲線進行解釋

所謂視電阻率，即是由于電法勘探存在體積效應，屬于體積勘探，因而計算得到的電阻率值通常是中心點周圍電阻率的綜合效應，因此被稱為視電阻率[5]。若假設地表為高阻體，如裸露的基巖，則該點所有極距的視電阻率值都會有不同程度的上升，若地表為低阻體，如富水的粘土層，則該點所有極距的視電阻率值都會降低，以此數據形成等值線圖，則容易形成“假異?！?，而使用單點測深曲線進行解釋則可有效避免這個問題。

以叉河測區為例，圖6為叉河測區1號測深剖面視電阻率等值線圖，圖中70號點下方，有一明顯的陡立高阻異常，若僅利用該圖進行分析，易誤認為由脈石英引起。若結合各點的測深曲線進行分析，70號點的測深曲線類型應為G型(圖7)，介質分為兩層，而40號點的測深曲線類型為A型(圖8)，當AB/2=6m時，對應一層高阻體。后期經驗證，40號點確實對應一條石英脈，而70號點位于一條排水溝附近，地表為雜亂的碎石，造成測深曲線中淺部數據的鋸齒狀跳動，該點的高阻異常即為體積效應引起。

圖6 叉河測區1號剖面視電阻率等值線斷面圖

圖7 1-70點測深曲線圖

3.2 結合地質工作進行分析

產生物探異常的原因往往是多種多樣的，這是由于不同的地質體可以引起強度和形態相近的物探異常，而同一種地質體也可產生強度和形態不同的物探異常，這就是物探的多解性[6]。如前文所述，脈石英、裸露基巖都可以引起高阻異常；受地形影響，山谷地區也會表現為高阻異常；而同樣都是脈石英，完整的脈石英和破碎的脈石英，會表現為不同的物探異常。因此在工作中除盡量取全取準各種物探參數外，還應與地質工作緊密結合，多種條件做約束，才能得到較為肯定的結論。

以棉花洼測區為例，圖9為棉花洼測區視電阻率中梯法平面等值線圖的一部分，從圖中可見一條帶狀高阻異常，經實地驗證，該處為山谷，且覆蓋較嚴重，該異常在初期被認為是受地形影響引起。在后來的地質工作中，在該區域發現脈石英露頭，因此懷疑該異常可能是由脈石英和地形引起的綜合異常，經布設在該處的1號測深剖面驗證(圖10)，在40～60號點下方確實存在板狀的高阻異常，推測該處有賦存脈石英的可能性。另外，若深部存在異常而地表有覆蓋，且無明顯證據支持時，則要謹慎圈定深部礦體。在實際工作中曾出現將深部異常圈定為脈石英礦體，經槽探揭露發現是片麻巖的情況。

圖8 1-40點測深曲線圖

圖9 棉花洼測區視電阻率中梯法平面等值線圖(部分)

4 結語

物探方法在臨沂中北部地區脈石英找礦工作中取得了一定的成果，也存在一些問題。如：脈石英發育地區多為山區，地形影響較大；脈石英與圍巖物性差異不大時，不易區分；脈石英引起的物探異常范圍要遠大于其實際范圍，進行定量或半定量解釋較困難等。在接下來的工作中，還應盡可能提高物探的觀測和解釋精度，以更好的發揮物探的作用。

圖10 棉花洼測區1號測深剖面等值線圖