激發極化法在桐城市板橋—方家龍窩地區石墨礦勘查中的應用

張志靜

(安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246003)

桐城板橋—方家龍窩地區位于磨子潭—曉天斷裂以南的大別構造帶內，區內巖石經多期次強烈的變質作用形成一套黑云(角閃)斜長片麻巖、斜長角閃巖、變粒巖、淺粒巖、大理巖、變硅鐵質、磁鐵石英巖、石墨片巖等變質巖建造，臨近的金寨等地區已發現有石墨礦(化)體，指示本區具有較好的晶質石墨找礦前景[1]。

激發極化法是地質找礦工作中常用的一種物探方法，桐城市板橋—方家龍窩地區石墨礦地球物理勘查的主要目的是研究已知礦體的連續性和尋找新礦體。采用激電中梯的方法圈定激電異常，研究引起低阻高極化異常的原因和已知礦體的連續性，再用激電測深確定礦體的埋深情況和空間賦存狀態[2-3]。

1 研究區地質特征

研究區主體位于秦嶺—大別造山帶大別構造帶內，屬于長期演化的復合造山帶，內部結構復雜。

區域上出露地(巖)層有晚太古-早元古代大別巖群，包括變質表殼巖組合及變質(超)鐵鎂質巖組合等，晚元古代佛子嶺巖群小溪河巖組，中生代彭家口組、汪公廟組及毛坦廠組，新生代第三紀、第四紀地層。區內晶質石墨礦賦存于晚太古-早元古代變質表殼巖組合中。侵入巖分布廣泛，主要有晚元古代變質變形侵入巖、中生代侵入巖及脈巖。變質變形侵入巖構造巖石單位劃分為桐城片麻巖套龍眠角閃斜長片麻巖、倪店角閃二長片麻巖、唐灣二長片麻巖，鏡主廟斜長角閃巖，五橋片麻巖套古塘崗片麻巖體、陶家灣片麻巖體及鄭沖片麻巖體，中生代侵入巖有中義獨立單元、大園獨立單元、華蓋山獨立單元及西湯池超單元仙米尖單元。脈巖主要有正長斑巖、二長花崗巖、閃長巖及煌斑巖等。

研究區夾持于桐城—太湖斷裂和磨子潭—曉天斷裂之間，斷裂構造發育，變質作用強烈。區內大理巖組為石墨含礦層位，總體延伸較穩定，以往于區內板橋至汪河一帶發現眾多石墨礦體、礦化體，其中板橋礦點礦體規模較大。本區構造較簡單，巖(地)層走向近南北向，傾向110°～130°，傾角20°～30°。

板橋片區分布有四個石墨礦點，其中北西部兩個，地表均為透鏡狀展布，礦體平均品位4.47%；中南部一個，似層狀，平均品位3.74%；南東部一個，由三個扁平透鏡體組成，礦石石墨含量差異大。

方家龍窩分布有一個礦點，以含晶質石墨為標志，含礦層為一單個透鏡體，礦體平均品位3.56%。

2 地球物理特征

用二極法進行電性參數極化率和電阻率的測量，同類巖性標本大于30塊的，用圖解法求出其常見值，小于30塊的，求出其算術平均值，研究區巖(礦)石電性參數統計如表1所示。

表1 巖(礦)石電性參數統計表

從表1中可以看出：

(1)石墨片麻巖的極化率遠遠大于其他各類巖性的極化率，其形成的異常極值亦高于其他各類巖性。

(2)從標準離差看，石墨片麻巖的電性差異很大，由此而引起的低阻高極化的點異常形式出現在本類巖性引起的異常中。

(3)花崗巖、混合巖等各類巖性，無論是η或ρ都不大，不能引起很高的激電異常。

(4)由于石墨片麻巖和其他各類巖性的極化率相差懸殊，所引起的異常將也極易區分。

3 成果解釋推斷

區內石墨礦體均采用激電中梯剖面控制，在激電異常段進行激電測深工作。

3.1 板橋礦區

測區北部透鏡狀石墨礦體上布設有一條激電中梯剖面，圈定出近200 m寬激電異常段，視極化率值大于3%，最高值為9.49%，與地表石墨礦體分布范圍一致，礦體為南東傾向。激電測深圈定近直立極化異常一處，異常極值為13.55%，對應中低阻異常，視電阻率異常值小于900 Ω·m。于礦體外圍布置鉆孔一個，了解礦體沿傾向方向的延伸情況，孔內見角閃斜長片麻巖(具黃鐵礦化)和煌斑巖等巖性，由于離地表礦體較遠，該孔未見石墨礦體。推斷圈定的激電異常為石墨礦和金屬硫化物共同引起的疊加異常。

測區北部透鏡狀石墨礦體上布置有一條激電中梯剖面，圈定出近120 m寬激電異常段，視極化率值大于3%，最高值為8.37%，與地表石墨礦體分布范圍大體一致，礦體為南東傾向；第四系覆蓋區中發現一處極化率大于3%的極化率異常，對應低阻特征。激電測深結果顯示，兩處激電異常連接在一起，呈啞鈴狀展布，極化率異常極值分別為6.62%和11.49%。因為異常值較高且規模較大，結合地質資料推斷為隱伏石墨礦體引起。

測區中部似層狀礦體上布設有兩條平行的激電中梯剖面，剖面間距400 m，分別編號為北側的P00剖面和南側的P04剖面，在石墨礦體部位均有明顯的激電異常，極化率異常極值分別為5.56%和5.48%，對應低電阻率異常特征。圈定的異常與地表石墨礦體分布范圍大體一致，說明該層狀礦體在走向上連續性較好；極化率異常曲線北西陡，南東緩，與北東走向的礦體向南東傾斜的產狀一致，也證明了該石墨礦體在傾向上延伸良好。P00剖面激電測深圈定出480～840點間極化率異常一處，異常極值為5.56%，異常未封閉(見圖1)，對應異常的ρs值總體表現為中低阻。于870點施工驗證孔，孔內見多層石墨礦體，驗證了該剖面激電異常為石墨礦體引起，且礦體沿傾向方向延伸大。P04剖面激電測深圈定近直立極化率異常一處，異常極值為6.87%，對應電阻率呈低值異常特征，同時發現剖面中深部極化率值也較高，且異常在深部連為一體。于激電異常部位布置驗證孔，井深70.9～103.6 m見厚石墨礦(化)體。驗證了該剖面激電異常為石墨礦體引起，且礦體沿傾向方向延伸大，推測與P00剖面鉆孔內礦體連為一體。

圖1 P00線激電綜合剖面圖

3.2 方家龍窩礦區

測區南部布設有三條平行的北東向激電中梯剖面，剖面間距80 m，圈定出低阻高極化異常一處，與石墨礦特征吻合[4]，結合地質資料，對應石墨礦脈，走向約125°。異常段布設的激電測深圈定一處低阻高極化異常，推測為石墨礦，走向約125°，傾向北東，產狀較陡。

測區北部布設有三條平行的北東向激電中梯剖面，剖面間距150 m，圈定出低阻高極化異常兩處。結合地質資料，方家龍窩異常對應石墨礦脈，走向約60°；金家附近，圈定低阻高極化異常，推測為石墨礦引起，走向約76°。

4 結論

(1)激發極化法是石墨礦有效找礦方法，對礦體的分布范圍和礦體深部賦存特征具有較好的識別性。

(2)激電異常與已知礦體相對應，異常強度與石墨含量及礦體規模呈正相關，通過激電中梯測量發現，區內地表呈透鏡狀分布的礦體之間的連續性差，呈獨立的礦體存在；似層狀的礦體連續性好，呈帶狀分布。

(3)根據物探及地質資料分析，區內北西部透鏡狀分布的礦體為風化剝蝕殘留石墨礦，沿礦體傾向延伸不大；研究區中部似層狀分布的石墨礦，無論在走向上還是傾向上延伸都比較好，具有較大的找礦潛力。