自然电场法和AMT法在石墨矿勘查中的应用

2020-05-29王光洪颜长宁郑晓旭万平益彭召强刘玉红

中国锰业 2020年2期

王光洪，颜长宁，郑晓旭，万平益，周勇，彭召强，刘玉红

(四川省冶金地质勘查局六〇五大队，四川眉山 620860)

石墨是碳元素的结晶矿物之一，具有润滑性、化学稳定性、耐高温、导电、特殊的导热性和可塑性、涂敷性等优良性能，可以被广泛应用于机械制造、冶金、电器、核工业、化工领域[1]。

在金属矿的勘查方法中，激发极化法的应用最为广泛，在勘查隐伏金属矿[2-4]和寻找复杂地质条件下浸染金属矿体方面[5-6]都非常有效。石墨作为良导体矿，有着跟金属矿类似的导电效应，因此研究者应用激发极化法，在探测石墨矿体应用中取得良好的效果[7-10]。

在本矿区矿(化)体露头或前期工作中发现的自电电位梯度异常中心，布置了槽探工程，用以揭露控制地表矿(化)体边界，大致查明地表矿(化)体的展布特征、形态及产状展示了矿区地表矿体厚度大、品位较高。岩石都有电容这一物性特征，商木元[11]在实验室，通过测量极化体标本激电性质证实了这一点。如果通过加大供电时间让下伏石墨矿体充分充电，严重影响工作效率。本次工作开展了自电测量，并结合大地音频电磁测深，将后期反演成果使用钻孔验证，为该区后续石墨矿勘查工作提供了可靠的物探依据。

1 矿区地质特征

矿区石墨矿位于四川省攀枝花市米易县城北东28.67(°)方向、直线距离约19 km处，行政区划隶属于米易县白马镇管辖。白马镇位于米易县东北部，东与会理县相邻，西与普威镇相接，南与攀莲镇相连，北与弯丘彝族乡接壤，面积19.3 km2。

区内地貌类型属构造剥蚀中山地貌，紧邻安宁河谷平原，山峦叠嶂、沟壑纵横、山谷相间、山脉与山谷交错分布，总体地势呈南北走向，东边山脊最高，海拔+2 473 m(大尖山)，西南边茅坪沟最低，海拔+1 313 m(茅坪沟)，相对高差1 160 m，地面自然斜坡坡角一般25(°)～30(°)，局部大于45(°)。区内大部分地段植被发育，以乔木为主，主要为松树，植被简单，覆盖率约70%。

2 矿区地球物理特征

矿区内共采测各类岩(矿)石标本153块，岩(矿)石电参数统计成果见表1。

表1 岩(矿)石标本电性参数统计

由表1可知本区岩(矿)石具有如下特征:本区岩(矿)石电阻率从低到高依次为:石墨矿→绢云千枚岩(含炭质)、绢云千枚岩→变质石英砂岩→花岗岩。

本矿区石墨矿与区内其他岩类(绢云千枚岩、花岗岩、变质石英砂岩)之间的电阻率差异较明显，石墨矿为极低阻高极化，近矿围岩—绢云千枚岩为低阻低极化，含矿岩系围岩—花岗岩为高阻低极化。表明石墨矿与其围岩之间具有较为明显的电性差异，具备地球物理工作前提。

自然电场法是以各地质体间能形成明显的自然电场为前提，要求各岩类之间有较为明显的电阻率差异，因此，矿区具备自然电位梯度测量前提。

音频大地电磁测深主要依据各岩类的电阻率差异来划分不同的地质单元，且对低阻异常有放大作用，其探测深度大，但分辨率相对较低。本矿区石墨矿与区内其他岩类(绢云千枚岩、花岗岩、变质石英砂岩)之间的电阻率差异较明显。因此，通过音频大地电磁测深了解含矿层的空间分布特征是有效的、方法是可行的。

3 勘查区工作布置

勘探区物探工作布置和勘查区地质简图见图1。

图1 勘探区物探工作布置(左)和勘查区地质(右)

自电电位梯度测量使用DJS-8B接收机，经过一致性试验，仪器的电位偏差均小于0.1 mV，一致性良好。测点观测采用梯度观测方式，1/10 000自电电位梯度测量按照100 m×40 m网度布设，测线方向0(°)。测线号自西向东，按100 m距离从小到大双号递增，点距40 m，测量电极M、N沿测线同时移动，测量M、N之间的电位差，记录点在M、N中间。每个测点至少读数两次，且两次读数差值小于0.2 mV时，记录读数并求取平均值。测量电极使用Cu-CuSO4不极化电极，在正式工作前，对10个不极化电极进了极差配对。

通过自电电位梯度测量，圈定出了8处自电电位梯度异常，由南至北编号为ZD1～ZD8。为进一步了解Ⅰ、Ⅱ号矿(化)带的深部产状和延伸情况，在ZD4-1异常带上布设2条音频大地电磁测深(AMT)剖面。使用V8多功能大地电磁观测系统，包括1台V8(多功能电法仪)、2台RXU(辅助采集站)和2根AMTC-30磁棒。正式施工前，对使用的仪器进行了检查、标定，标定曲线圆滑无畸变，表明接收盒子与磁棒正常。并进行参数试验以保证数据稳定可靠。1/10 000音频大地电磁测深(AMT)剖面按点距40 m布设，与勘探线一致，剖面方位为161(°)。

4 物探成果解释

4.1 自电ZD4-1异常

AMT法P18线反演成果见图2。

勘查区自然电位梯度测量结果显示：异常位于勘查区中部，西起茅坪沟，向北西延伸至大营盘一带，异常主体呈条带性，主体走向北西，在两侧转向北东，异常延伸近2.00 km，异常规模大，是本次圈定的最大规模的异常，且异常连续，梯度明显，梯度带宽达300 m，正负梯度伴生，负梯度带位于正梯度带北侧，正梯度极值为10.84 mV/m，负梯度极值为-11.87 mV/m。

异常位于中元古代天宝山组1段，异常内已控制Ⅰ号矿体，是本区的主矿体，矿体出露长度2.01 km，平均宽度121.56 m，平均品位6.40 m。矿体分布范围及其走向等特征与自电异常特征吻合，推断异常为Ⅰ号矿体引起，为矿致异常。

异常所在位置成矿地质背景有利，异常特征与矿体特征吻合，找矿前景好，异常规模大、异常连续、梯度明显，推测Ⅰ号矿体规模大、连续，品位高。

4.2 音频大地电磁测深P18线

根据AMT反演成果(见图2),在剖面上0～0.30 km有一低阻异常，异常沿161(°)方位向下延伸，延伸到地表以下300.00 m左右，结合地质调查及钻孔编录初步推断，此低阻异常为Ⅰ号、Ⅱ号矿(化)体共同引起。异常总体倾向南东161(°)，倾角50(°)左右。经ZK1802、ZK1804钻孔验证，该异常由石墨矿引起。

在剖面上0.76 km位置附近，地表以下200.00 m左右有一低阻异常，异常341(°)方位向下延伸，结合自电测量，在此处存在局部正负异常梯度变化，且变化剧烈，因此，推测异常可能由局部石墨矿(化)体(带)引起。

综合所述，本勘查区该低阻异常由Ⅰ号、Ⅱ号矿(化)带共同引起，此异常形态符合大火山背形特征。