激发极化法在桐城市板桥—方家龙窝地区石墨矿勘查中的应用

张志静

(安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246003)

桐城板桥—方家龙窝地区位于磨子潭—晓天断裂以南的大别构造带内，区内岩石经多期次强烈的变质作用形成一套黑云(角闪)斜长片麻岩、斜长角闪岩、变粒岩、浅粒岩、大理岩、变硅铁质、磁铁石英岩、石墨片岩等变质岩建造，临近的金寨等地区已发现有石墨矿(化)体，指示本区具有较好的晶质石墨找矿前景[1]。

激发极化法是地质找矿工作中常用的一种物探方法，桐城市板桥—方家龙窝地区石墨矿地球物理勘查的主要目的是研究已知矿体的连续性和寻找新矿体。采用激电中梯的方法圈定激电异常，研究引起低阻高极化异常的原因和已知矿体的连续性，再用激电测深确定矿体的埋深情况和空间赋存状态[2-3]。

1 研究区地质特征

研究区主体位于秦岭—大别造山带大别构造带内，属于长期演化的复合造山带，内部结构复杂。

区域上出露地(岩)层有晚太古-早元古代大别岩群，包括变质表壳岩组合及变质(超)铁镁质岩组合等，晚元古代佛子岭岩群小溪河岩组，中生代彭家口组、汪公庙组及毛坦厂组，新生代第三纪、第四纪地层。区内晶质石墨矿赋存于晚太古-早元古代变质表壳岩组合中。侵入岩分布广泛，主要有晚元古代变质变形侵入岩、中生代侵入岩及脉岩。变质变形侵入岩构造岩石单位划分为桐城片麻岩套龙眠角闪斜长片麻岩、倪店角闪二长片麻岩、唐湾二长片麻岩，镜主庙斜长角闪岩，五桥片麻岩套古塘岗片麻岩体、陶家湾片麻岩体及郑冲片麻岩体，中生代侵入岩有中义独立单元、大园独立单元、华盖山独立单元及西汤池超单元仙米尖单元。脉岩主要有正长斑岩、二长花岗岩、闪长岩及煌斑岩等。

研究区夹持于桐城—太湖断裂和磨子潭—晓天断裂之间，断裂构造发育，变质作用强烈。区内大理岩组为石墨含矿层位，总体延伸较稳定，以往于区内板桥至汪河一带发现众多石墨矿体、矿化体，其中板桥矿点矿体规模较大。本区构造较简单，岩(地)层走向近南北向，倾向110°～130°，倾角20°～30°。

板桥片区分布有四个石墨矿点，其中北西部两个，地表均为透镜状展布，矿体平均品位4.47%；中南部一个，似层状，平均品位3.74%；南东部一个，由三个扁平透镜体组成，矿石石墨含量差异大。

方家龙窝分布有一个矿点，以含晶质石墨为标志，含矿层为一单个透镜体，矿体平均品位3.56%。

2 地球物理特征

用二极法进行电性参数极化率和电阻率的测量，同类岩性标本大于30块的，用图解法求出其常见值，小于30块的，求出其算术平均值，研究区岩(矿)石电性参数统计如表1所示。

表1 岩(矿)石电性参数统计表

从表1中可以看出：

(1)石墨片麻岩的极化率远远大于其他各类岩性的极化率，其形成的异常极值亦高于其他各类岩性。

(2)从标准离差看，石墨片麻岩的电性差异很大，由此而引起的低阻高极化的点异常形式出现在本类岩性引起的异常中。

(3)花岗岩、混合岩等各类岩性，无论是η或ρ都不大，不能引起很高的激电异常。

(4)由于石墨片麻岩和其他各类岩性的极化率相差悬殊，所引起的异常将也极易区分。

3 成果解释推断

区内石墨矿体均采用激电中梯剖面控制，在激电异常段进行激电测深工作。

3.1 板桥矿区

测区北部透镜状石墨矿体上布设有一条激电中梯剖面，圈定出近200 m宽激电异常段，视极化率值大于3%，最高值为9.49%，与地表石墨矿体分布范围一致，矿体为南东倾向。激电测深圈定近直立极化异常一处，异常极值为13.55%，对应中低阻异常，视电阻率异常值小于900 Ω·m。于矿体外围布置钻孔一个，了解矿体沿倾向方向的延伸情况，孔内见角闪斜长片麻岩(具黄铁矿化)和煌斑岩等岩性，由于离地表矿体较远，该孔未见石墨矿体。推断圈定的激电异常为石墨矿和金属硫化物共同引起的叠加异常。

测区北部透镜状石墨矿体上布置有一条激电中梯剖面，圈定出近120 m宽激电异常段，视极化率值大于3%，最高值为8.37%，与地表石墨矿体分布范围大体一致，矿体为南东倾向；第四系覆盖区中发现一处极化率大于3%的极化率异常，对应低阻特征。激电测深结果显示，两处激电异常连接在一起，呈哑铃状展布，极化率异常极值分别为6.62%和11.49%。因为异常值较高且规模较大，结合地质资料推断为隐伏石墨矿体引起。

测区中部似层状矿体上布设有两条平行的激电中梯剖面，剖面间距400 m，分别编号为北侧的P00剖面和南侧的P04剖面，在石墨矿体部位均有明显的激电异常，极化率异常极值分别为5.56%和5.48%，对应低电阻率异常特征。圈定的异常与地表石墨矿体分布范围大体一致，说明该层状矿体在走向上连续性较好；极化率异常曲线北西陡，南东缓，与北东走向的矿体向南东倾斜的产状一致，也证明了该石墨矿体在倾向上延伸良好。P00剖面激电测深圈定出480～840点间极化率异常一处，异常极值为5.56%，异常未封闭(见图1)，对应异常的ρs值总体表现为中低阻。于870点施工验证孔，孔内见多层石墨矿体，验证了该剖面激电异常为石墨矿体引起，且矿体沿倾向方向延伸大。P04剖面激电测深圈定近直立极化率异常一处，异常极值为6.87%，对应电阻率呈低值异常特征，同时发现剖面中深部极化率值也较高，且异常在深部连为一体。于激电异常部位布置验证孔，井深70.9～103.6 m见厚石墨矿(化)体。验证了该剖面激电异常为石墨矿体引起，且矿体沿倾向方向延伸大，推测与P00剖面钻孔内矿体连为一体。

图1 P00线激电综合剖面图

3.2 方家龙窝矿区

测区南部布设有三条平行的北东向激电中梯剖面，剖面间距80 m，圈定出低阻高极化异常一处，与石墨矿特征吻合[4]，结合地质资料，对应石墨矿脉，走向约125°。异常段布设的激电测深圈定一处低阻高极化异常，推测为石墨矿，走向约125°，倾向北东，产状较陡。

测区北部布设有三条平行的北东向激电中梯剖面，剖面间距150 m，圈定出低阻高极化异常两处。结合地质资料，方家龙窝异常对应石墨矿脉，走向约60°；金家附近，圈定低阻高极化异常，推测为石墨矿引起，走向约76°。

4 结论

(1)激发极化法是石墨矿有效找矿方法，对矿体的分布范围和矿体深部赋存特征具有较好的识别性。

(2)激电异常与已知矿体相对应，异常强度与石墨含量及矿体规模呈正相关，通过激电中梯测量发现，区内地表呈透镜状分布的矿体之间的连续性差，呈独立的矿体存在；似层状的矿体连续性好，呈带状分布。

(3)根据物探及地质资料分析，区内北西部透镜状分布的矿体为风化剥蚀残留石墨矿，沿矿体倾向延伸不大；研究区中部似层状分布的石墨矿，无论在走向上还是倾向上延伸都比较好，具有较大的找矿潜力。