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，相對高差735m。區(qū)內(nèi)氣候溫暖而濕潤，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；全年無霜期220天左右。相對濕度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，無污染，礦區(qū)內(nèi)多數(shù)河流即為黑河的次級支流。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)域性一級大斷裂，區(qū)域性二級斷裂呈近東西向、北東向及北西向。一、二級斷裂構(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、四級構(gòu)造。二級斷裂主要表現(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、北東向為主，是主要的儲礦構(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)測量提供了便利。參數(shù)測量方法為露頭小中梯測量。得到結(jié)果如下表：

表1 礦區(qū)巖石電性測量統(tǒng)計表

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

區(qū)內(nèi)斜長片麻巖極化率一般，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研究對象，但斜長片麻巖、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（2019年修改稿）》，本次物探工作完成激電中梯剖面6條，剖面編號為108、92、76、60、44、28線；激電測深點30個。各剖面測點點距均為20m。本次工作中，舍棄部分廠區(qū)測點，共計完成激電中梯剖面測量4.6km，物理點236個；激電測深點30個。

表2 完成實物工作量統(tǒng)計總表

表3 激電中梯剖面各測線完成工作量統(tǒng)計表

4 成果解譯及地質(zhì)認識

4.1 成果解譯

28線20～0號點視電阻率、視極化率曲線基本穩(wěn)定無變化，結(jié)合地質(zhì)資料中局部出露角閃斜長片麻巖，推測整體為角閃斜長片麻巖；1-15號點為白色大理巖夾破碎帶；17～37號點視極化率大致平穩(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，推測為條帶狀含石墨大理巖。

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

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

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

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

108線2～6號點為角閃斜長片麻巖出露，夾雜石英脈等。0～9號點為河道堆積平地，9號點為河道，整體處于富水環(huán)境，視電阻率測量值偏低。結(jié)合剖面、測深和地質(zhì)鉆探資料，0～9號點地下出現(xiàn)一相對高值的電阻體深度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號點由地質(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號點出現(xiàn)高阻，結(jié)合地質(zhì)資料推測為含石墨大理巖體中夾雜的高阻花崗閃長巖脈和花崗斑巖脈引起，這也與測深斷面中的高阻異常吻合較好。17～25號點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號點往南為覆蓋，37～47號點視電阻率突然變小，結(jié)合測深斷面圖可知視電阻率為100Ω·m左右，推測為低阻低極化的南傾角閃斜長片麻巖抑或其他低阻巖體。47～55號點視極化率基本不變，視電阻率出現(xiàn)規(guī)律增長，幅值逐漸增大，推測為白色大理巖巖體且埋深逐漸變淺。

圖1 108線視電阻率測深斷面圖

圖2 108線視極化率測深斷面圖

4.2 地質(zhì)認識

結(jié)合地質(zhì)剖面推測：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，實地測量結(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。

對推斷的巖體及其含礦性進行更進一步的地質(zhì)勘查，部分可進行鉆探驗證；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展激電工作。