河北省大興德石墨礦地球物理特征及找礦標志

田 賀

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心河北總隊，河北 保定 071051）

河北省康?？h大興德一帶地勢平坦，植被發(fā)育，第四系覆蓋較厚。其石墨含礦層呈傾斜賦存在地下深部，蓋層厚度一般在5～20m。由于工作區(qū)大部分被第四系所覆蓋，礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)填圖、槽探等基礎(chǔ)性地質(zhì)工作受到了一定的限制。在系統(tǒng)分析了礦區(qū)成礦地質(zhì)條件和地球物理特征后，認為可以通過物探電法工作圈定的異常來推斷成礦有利區(qū)段，進而為今后下一步地質(zhì)工作提供參考。

1 地質(zhì)特征

礦區(qū)位于河北省張家口地區(qū)西北部的康?？h，大地構(gòu)造位置屬華北地臺(Ⅰ)內(nèi)蒙地軸(Ⅱ)張北臺拱(Ⅲ21)土城子臺穹(Ⅳ21)[1]。區(qū)內(nèi)出露的基巖大部分為新太古界紅旗營子群變質(zhì)巖，少量為下元古界化德群變質(zhì)巖，局部地段有中生界侏羅系陸相火山沉積建造不整合覆蓋在變質(zhì)基底之上；第四系覆蓋較厚且遍布全區(qū)。研究區(qū)以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不甚發(fā)育，主要構(gòu)造為東西向康?！獓鷪雠c尚義—平泉深斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，主要出露有早二疊世花崗巖。石墨礦體賦存于新太古界紅旗營子巖群東井子巖組第二巖段中下部變粒巖中，呈層狀、似層狀分布，礦體頂?shù)装寰鶠槭兞r，礦體與圍巖(石墨化變粒巖)產(chǎn)狀一致呈層狀，石墨化變粒巖是礦體的直接圍巖也是含礦層位。產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致呈層狀、似層狀分布。含礦帶總體走向近東西，傾向330～2°，傾角46～60°。局部產(chǎn)狀受脈巖影響傾角較陡，總體產(chǎn)狀較穩(wěn)定。礦床成因為區(qū)域變質(zhì)型。區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況見圖1。

圖1 工區(qū)地質(zhì)簡圖附物探異常

2 地球物理特征

2.1 巖石—礦石物性特征

本區(qū)域內(nèi)激電異常變化范圍較大，視極化率(ηs)為1.0%～20%，大部分地段激電異常＜1.5%，且變化平緩，形成本區(qū)的背景場。按幅值異常可分為低緩、中等和強激電異常三類，這三類多由金屬礦化、黃鐵礦化、石墨化巖石引起，在低阻(＜200Ω·m)—高極化(6%～20%)情況下多與石墨化巖石關(guān)系密切。

為了查明工作區(qū)內(nèi)礦體與圍巖電性特征，對礦區(qū)具有代表性的巖礦石進行了電性參數(shù)測定，見下表。

巖(礦)石電性參數(shù)測定

根據(jù)上表統(tǒng)計結(jié)果，本區(qū)巖石的視極化率主要與巖性有關(guān)。非礦化巖石的視極化率一般較低，多屬于低極化體；石墨化巖石使區(qū)內(nèi)巖石視極化率明顯大于非礦化巖石。不同巖(礦)石的電性(ηs、ρs)差異較大，石墨礦石視極化率較高，在7.1%～16.2%，圍巖的視極化率在0.54%～2.04%。同類巖石因其石墨化程度不同使其電性產(chǎn)生很大差異，既反映了不同巖礦石的電性特征，也反映巖(礦)石礦化程度。礦石中的石墨是引起激電異常的主要因素。

綜上所述，礦區(qū)圍巖其物性表現(xiàn)為視極化率值較低，視電阻率值較高，顯示出高阻低極化率特征，為本區(qū)的背景地段。石墨含量較高的礦化體視極化率值較高，而視電阻率值較低，顯示出低阻高極化率特征，為本區(qū)異常地段。因此，區(qū)內(nèi)礦化與圍巖存在著明顯的電性差異。

2.2 激電工作及異常特征

2.2.1 激電工作方法

本次激電工作使用北京大地儀器廠生產(chǎn)的DWJ-3B、DJF-6A發(fā)射機；采用激點中梯裝置，開始工作前各參數(shù)設(shè)置均由試驗測得。根據(jù)一次場、供電電流和裝置系數(shù)的關(guān)系ρs=k×U/I可以計算出視電阻率值[2]。本次激電中梯測量網(wǎng)格根據(jù)工作要求為250m×60m，鑒于地層走向，故側(cè)線為南北向。

2.2.2 激電異常特征及解譯

本次工作發(fā)現(xiàn)的激電異常分布于本區(qū)中部，最大視極化率達23.1%。異常區(qū)域內(nèi)視電阻率值普遍較小，范圍大致在50～200Ω·m之間，呈低阻異常顯示， 根據(jù)視極化率與視電阻率繪制激電中梯等值線平面圖(圖2、圖3)，結(jié)合巖石物性特征，據(jù)此可將低阻高極化率異常圈定為隱伏石墨礦標志。

圖2 視電阻率平面等值線圖

圖3 視極化率平面等值線圖

綜上所述，本次激電工作取得了比較理想的物探成果，推斷出一處分布范圍較大的與石墨礦體正相關(guān)的激電異常體，通過激電中梯測量成果能夠清晰的劃分異常體的邊界范圍。根據(jù)異常強度、標本參數(shù)結(jié)合本區(qū)地質(zhì)特征及以往的工作經(jīng)驗，以視極化率ηs＞6%、視電阻率ρs＜200Ω·m圈定異常。根據(jù)異常分布特征，將異常分為5小區(qū)域分別描述。

(1) JD-1：走向近東西向，沿走向長度1 650m，平均寬度約為240m，異常形態(tài)呈不規(guī)則條帶狀；視電阻率幅值整體＞200Ω·m，視電阻率幅值整體≥6%，極值為11.3%。激電特征表現(xiàn)為高阻高極化特征，跟目標異常體特征(低阻高極化)不符，推斷與目標異常體無關(guān)，可能與金屬礦化特征有關(guān)。

(2) JD-2：走向近北東向，沿走向長度1 670m，平均寬度約為400m，異常形態(tài)呈不規(guī)則條帶狀；視電阻率幅值整體≤200Ω·m，視電阻率幅值整體≥6%，極值為19.8%。激電特征表現(xiàn)為低阻高極化特征，推斷與目標異常體相關(guān)。

(3) JD-3：走向近東西向，沿走向長度1 730m，平均寬度約為400m，異常形態(tài)呈不規(guī)則條帶狀；視電阻率幅值整體≤200Ω·m，視電阻率幅值整體≥6%，極值為15.4%。激電特征表現(xiàn)為低阻高極化特征，推斷與目標異常體相關(guān)。

(4) JD-4：走向近東西向，沿走向長度1 730m，平均寬度約為400m，異常形態(tài)呈不規(guī)則條帶狀；視電阻率幅值整體≤200Ω·m，視電阻率幅值整體≥6%，極值為15.4%。激電特征表現(xiàn)為低阻高極化特征，推斷與目標異常體相關(guān)。

(5) JD-5：走向近東西向，沿走向長度2 280m，平均寬度約為430m，異常形態(tài)呈不規(guī)則條帶狀；視電阻率幅值整體≤200Ω·m，視電阻率幅值整體≥6%，極值為8.04%。激電特征表現(xiàn)為低阻高極化特征，推斷與目標異常體相關(guān)。

根據(jù)異常條帶分布特征，推斷出4條構(gòu)造，其中構(gòu)造F1、F2為后期構(gòu)造，構(gòu)造方向均為近東西向，其中F1沿走向方向長約7 500m，F(xiàn)2沿走向方向長約6 400m。構(gòu)造F3、F4均為前構(gòu)造，其中F3構(gòu)造方向為北東向，沿走向長度約2 800m，F(xiàn)3被后期構(gòu)造F1切斷，局部產(chǎn)生錯動；F4構(gòu)造方向為北西向，沿走向長度約2 500m，F(xiàn)4被后期構(gòu)造F1切斷，局部產(chǎn)生錯動。這4條構(gòu)造對異常體的地下分布進行了后期改造，使異常呈現(xiàn)如今的形態(tài)。

通過物探掃面圈定的視極化率高值異常以及結(jié)合激電測深和地質(zhì)填圖工作，對位于工作區(qū)覆蓋層較薄的異常進行了探槽揭露，探槽沿激電測線布置，通過探槽施工共發(fā)現(xiàn)多層石墨礦體。

3 結(jié)論

根據(jù)本區(qū)激電異常特征，結(jié)合工程驗證，本區(qū)激電異常與礦體關(guān)系為：低阻高極化異常多為石墨礦，賦礦圍巖為變粒巖，巖性單一，經(jīng)對本區(qū)地質(zhì)地球物理特征綜合研究，總結(jié)該區(qū)找礦標志如下。

(1) 研究區(qū)礦體嚴格受含礦巖系的控制，石墨礦體與新太古界紅旗營子群東井子巖組變粒巖產(chǎn)狀基本一致，所以可將紅旗營子群東井子組地層視為區(qū)域找礦標志。

(2) 礦體與大理巖透鏡體伴生，由此可見大理巖透鏡體亦為研究區(qū)主要找礦標志；碳酸鹽化和褐鐵礦化往往使含礦層在地表“紅化”形成明顯的找礦標志層。

(3) 石墨導(dǎo)電性良好，石墨礦體是低阻高極化體，通過電法測量，低阻高極化異常亦為石墨礦找礦標志。

(4) 本次物探工作推斷出低阻高極化異常體5處，視電阻率幅值范圍為50～200Ω·m，視極化率幅值范圍為6%～20%，通過分析研究及相關(guān)性計算，該異常體與石墨成礦因素正相關(guān)。