物探方法在地质勘查中的应用——以甘肃省两当县火漆沟—二郎坝地区找矿项目为例

胡家源，王晓军

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730030）

1 项目概况

矿区处于西秦岭的南坡，属中高山区，植被极为发育，切割剧烈，沟谷发育且较深、陡。区内海拔1400～2135m间，相对高差735m。区内气候温暖而湿润，属温带大陆性气候。年平均气温为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；全年无霜期220天左右。相对湿度70%左右。区内水系较发育，最大河流为矿区东侧的黑河，其水质优良，无污染，矿区内多数河流即为黑河的次级支流。其流量随季节和降雨量的变化而变化。区内矿产资源较丰富，有金、铁、大理石、花岗石、石灰石等矿产[1]。

2 研究区地质背景

矿区出露地层为古元古代秦岭岩群，分布于矿区北部，中南部地层为早古生代李子园群。沟系、河谷地带发育第四系全新统地层。

（1）中下元古界秦岭群：分为郭庄岩组及雁岭沟组两个岩性组，主要分布在矿区北部，与下覆地层呈断层接触，接触带岩性呈破碎角砾状，地层中发育透镜状、条带状石墨矿化，是区域上石墨矿体的主要含矿地层。

（2）早古生代李子园群该组：为区内主要分布地层，主要出露在矿区西南及东部，组成马槽沟—火漆沟背斜核部。岩性主要为绿泥绢云母石英片岩、绢云母石英片岩、钙质绢云母石英片岩等。与上覆地层呈断层接触关系。

（3）第四系全新统矿区内第四系分布较广泛，主要分布在山梁、山坡及沟谷中。在山梁和山坡上的岩性，主要为残坡积物和腐植土、黄土，残坡积为原基岩碎屑或高处基岩风化后的滚石等。

区域内褶皱构造发育，丹凤岩群中发育了一系列近东西向的紧闭线形褶皱，部分地层发生倒转。矿区位于杨家坪—草滩沟（老湾沟）复向斜的北翼，受区域构造影响，矿区内褶皱构造也比较发育，主要发育褶皱构造有：马槽沟—火漆沟背斜、二郎坝—马槽沟背斜。区域断裂构造发育，南北两侧有区域性一级大断裂，区域性二级断裂呈近东西向、北东向及北西向。一、二级断裂构造是该区的基本构造骨架，不同走向的断裂相互交叉，将区内地层切割成菱形块体，发育三、四级构造。二级断裂主要表现为韧性剪切带、脆性剪切带和构造破碎带，是区内的导矿构造；三、四级构造在地层中表现为层间挤压片理化带，在岩体中为断裂构造破碎带，展布方向主要以近东西向、北西向、北东向为主，是主要的储矿构造。

矿区岩浆岩出露面积较少，仅发现少量安山岩、石英闪长岩、花岗斑岩脉、煌斑岩等[2]。

3 主要工作方法技术

3.1 岩石电性特征测量

本工作区有较好的岩性出露，为本次工作的岩石电性参数测量提供了便利。参数测量方法为露头小中梯测量。得到结果如下表：

表1 矿区岩石电性测量统计表

区内大理岩电阻率最高，电阻率在1000Ω·m～9500Ω·m，不含石墨时电阻率平均值4079Ω·m，含条带状石墨时电阻率平均值370Ω·m，含星点状石墨时电阻率平均值2839Ω·m；斜长片麻岩电阻率为数百Ω·m，相对偏低，电阻率平均值292Ω·m。

区内斜长片麻岩极化率一般，极化率在1～3%之间，极化率平均值1.29%；其次，含星点状石墨极化率高，极化率平均值6.74%；不含石墨的普通大理岩、含条带状石墨的大理岩极化率偏低，平均值分别为0.66%、0.58%。

由于区内金属硫化物含量较低，因此视极化率不作为重点研究对象，但斜长片麻岩、含石墨大理岩与不含石墨大理岩具有电学性质差异，有开展电法勘查的地球物理前提。

3.2 工作完成情况

依据《甘肃省两当县火漆沟—二郎坝饰面石材用大理石矿区3-116线石墨矿详查设计（2019年修改稿）》，本次物探工作完成激电中梯剖面6条，剖面编号为108、92、76、60、44、28线；激电测深点30个。各剖面测点点距均为20m。本次工作中，舍弃部分厂区测点，共计完成激电中梯剖面测量4.6km，物理点236个；激电测深点30个。

表2 完成实物工作量统计总表

表3 激电中梯剖面各测线完成工作量统计表

4 成果解译及地质认识

4.1 成果解译

28线20～0号点视电阻率、视极化率曲线基本稳定无变化，结合地质资料中局部出露角闪斜长片麻岩，推测整体为角闪斜长片麻岩；1-15号点为白色大理岩夹破碎带；17～37号点视极化率大致平稳为2%左右，视电阻率起伏较大，结合地质资料，推测为含石墨大理岩体，其中夹杂高阻岩脉；39、41视极化率值低，为0.3%左右，视极化率400Ω·m左右，推测为条带状含石墨大理岩。

44线南面可见大片大理岩露头，视极化率值低，视电阻率出现规律增长，幅值逐渐增大，推测为大理岩岩体且埋深逐渐变浅；5～9号点受信号塔影响，视极化率出现高值；39～51号点视电阻率先减小后增大，推测该段浅表地层较为破碎[3]。

60线1～5号点为生产厂房舍点，7号点旁为高护坡舍点，南部39号点往后视电阻率突然变大，出现高值，推测岩性由灰色粒状大理岩变为电阻率更高的大理岩，或43号点夹有细石英脉。

76线45～61号点视电阻率先增大后减小，且在49、51号点出现高值，地表有大理岩连续出露，推测在49、51号点位置为大理岩中间夹有石英脉。1～41号点为连续低阻、视极化率较大且变化不大，与测区内其他测线含石墨矿化体电性参数较为一致，推测该区段为含石墨矿化体。

92线59～47号点视电阻率曲线南陡北缓，地表有大理岩出露，推测该段为大理岩，整体产状向北倾；41-9号点整体视电阻率较低，中间33～25号点有高值，视极化率值较大且变化不大，推测该段为含石墨矿化体中间夹杂其他高阻岩体；0、1号点为陡护坡、水泥路舍点。

108线2～6号点为角闪斜长片麻岩出露，夹杂石英脉等。0～9号点为河道堆积平地，9号点为河道，整体处于富水环境，视电阻率测量值偏低。结合剖面、测深和地质钻探资料，0～9号点地下出现一相对高值的电阻体深度100m左右，往下为低阻体，推断为白色大理岩体和低阻的含石墨大理岩体。11～35号点由地质资料可知为含石墨大理岩与不含石墨大理岩和其他高阻岩体穿插，结合测深断面图可知，整体视电阻率较低为200Ω·m～400Ω·m，但局部由高阻体引起高阻异常。19、21和23号点出现高阻，结合地质资料推测为含石墨大理岩体中夹杂的高阻花岗闪长岩脉和花岗斑岩脉引起，这也与测深断面中的高阻异常吻合较好。17～25号点视电阻率剖面曲线北缓南陡，为典型的地下异常体南倾表现。35号点往南为覆盖，37～47号点视电阻率突然变小，结合测深断面图可知视电阻率为100Ω·m左右，推测为低阻低极化的南倾角闪斜长片麻岩抑或其他低阻岩体。47～55号点视极化率基本不变，视电阻率出现规律增长，幅值逐渐增大，推测为白色大理岩岩体且埋深逐渐变浅。

图1 108线视电阻率测深断面图

图2 108线视极化率测深断面图

4.2 地质认识

结合地质剖面推测：本地区含石墨大理岩基本受控于早元古代秦岭岩群雁岭沟组（Pt1Qy）。由以往资料得知，早元古代秦岭岩群雁岭沟组（Pt1Qy）中的含石墨大理岩视极化率基本都在2%以上，实地测量结果也与之吻合。含石墨大理岩视电阻率大部分在1000Ω·m 以下，部分由于中间夹杂其他高阻体，局部视电阻率出现高值。

对推断的岩体及其含矿性进行更进一步的地质勘查，部分可进行钻探验证；本区的岩性、构造中金属硫化物比较缺乏，视电阻率能基本能反应测区岩矿的电性特征，但视极化率效果反应较差，建议以后的物探工作尽量避免开展激电工作。