激電中梯在晶質(zhì)石墨礦找礦中的應(yīng)用探討

解立發(fā)，楊殿宇，劉 吉，楊 雷，孫麗娟

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊(duì)，吉林 長(zhǎng)春 130033）

激電中梯在晶質(zhì)石墨礦找礦中的應(yīng)用探討

解立發(fā)，楊殿宇，劉 吉，楊 雷，孫麗娟

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊(duì)，吉林 長(zhǎng)春 130033）

本文較系統(tǒng)的論述了激電中梯在晶質(zhì)石墨找礦中的應(yīng)用。圈定高充電率、低電阻率異常區(qū)，指導(dǎo)槽探、鉆探施工，揭露、控制礦體，找出有進(jìn)一步工作價(jià)值的有利地段。

激電中梯；晶質(zhì)石墨；找礦

我國(guó)晶質(zhì)石墨資源分布極不平衡，保有儲(chǔ)量的90%集中分布于黑龍江、山東、內(nèi)蒙古、湖北、河南等省區(qū)。吉林省屬于晶質(zhì)石墨短缺省，制約了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尋找新的大磷片石墨礦產(chǎn)地已迫在眉睫。它對(duì)發(fā)展吉林省經(jīng)濟(jì)，滿足可持續(xù)發(fā)展的需要，振興東北老工業(yè)基地有著十分重要的意義。為此，中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊(duì)利用在吉林省集安市清河—財(cái)源一帶開(kāi)展的晶質(zhì)石墨資源潛力評(píng)價(jià)成果，選擇成礦條件較好的集安市泉眼—雙興四隊(duì)15.78km2范圍開(kāi)展晶質(zhì)石墨礦普查找礦工作，取得了良好的找礦成果。

1 地質(zhì)背景

工作區(qū)所處大地構(gòu)造單元為中朝準(zhǔn)地臺(tái)、遼東臺(tái)隆、太子河—渾江褶斷束和清河臺(tái)穹。

1.1 地層

工作區(qū)出露地層有下元古界集安群螞蟻河組(Pt1m)、荒岔溝組(Pt1h)、大東岔組(Pt1d)及第四系全新統(tǒng)。其中荒岔溝組(Pt1h)為晶質(zhì)石墨礦賦存層位，主要分布于泉眼—雙興四隊(duì)一帶。

(1) 集安群螞蟻河組(Pt1m)。

集安群下部地層，工作區(qū)南部有局部出露。分3個(gè)巖性段(工作區(qū)本組未分)。

一段(Pt1m1)：巖性以條痕狀鉀長(zhǎng)均質(zhì)混合巖為主，頂部為蛇紋巖斷裂化白云質(zhì)大理巖，是區(qū)域透輝石、金云母礦賦存層位。

二段(Pt1m2)：巖性特征與一段類似，頂部為蛇紋巖化白云質(zhì)大理巖，厚度較大而且穩(wěn)定，是區(qū)域主要硼礦賦存層位。

三段(Pt1m3)：淺粒巖、黑云變粒巖為主，局部夾斜長(zhǎng)角閃巖、石英巖、電氣變粒巖殘留體。

(2) 集安群荒岔溝組(Pt1h)。

分3個(gè)巖性段，其中一段和三段為區(qū)域晶質(zhì)石墨礦賦存層位。

一段(Pt1h1)：以含石墨變粒巖和斜長(zhǎng)角閃巖互層為主，斜長(zhǎng)角閃巖有3～5層。變粒巖中石墨局部富集成石墨礦。

二段(Pt1h2)：由含石墨大理巖夾斜長(zhǎng)角閃巖組成，巖石組合簡(jiǎn)單，標(biāo)志清楚，為荒溝岔組分段和橫向區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志。

三段(Pt1h3)：以含石墨變粒巖為主，底部見(jiàn)1～2層斜長(zhǎng)角閃巖，夾1～2層薄層大理巖。變粒巖中石墨含量高、片度大，局部富集成石墨礦。

(3) 集安群大東岔組(Pt1d )。

集安群上部地層，以多硅高鋁為特征，底部以石英巖為標(biāo)志，與下伏荒岔溝組平行不整合接觸。

(4) 第四系(Q)。

主要分布于山谷及低洼處，主要由腐植土、亞粘土、砂、礫石組成。厚度一般1～15m。

1.2 構(gòu)造

(1) 褶皺構(gòu)造。

工作區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為泉眼溝—蝦蠓溝疊加褶皺，是兩期褶皺褶異軸異面疊加，形成蘭姆賽Ⅱ型干擾格式。構(gòu)成新月形構(gòu)造形態(tài)(圖1)。由一系列同斜褶皺和推覆構(gòu)造組成，使區(qū)內(nèi)地層層序發(fā)生變化。地層總體呈單斜產(chǎn)出，受褶皺構(gòu)造影響，地層產(chǎn)狀變化較大，傾向153～189°，傾角35～50°，局部彎曲變形。

(2) 斷裂構(gòu)造。

工作區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要斷裂構(gòu)造有：北東向的馬蹄溝—復(fù)興屯逆掩斷層、性質(zhì)不明斷層F1和F2。

1.3 巖漿巖

工作區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要為集安期早元古代斜長(zhǎng)花崗巖(γ21)，分布于礦區(qū)的北部和中部的鹿圈子溝、山城子一帶，呈巖株?duì)钋秩牖牟頊辖M，出露面積不等，以鹿圈子溝和山城子侵入體最大，面積1～3km2，一般為0.20～0.51km2。

斜長(zhǎng)花崗巖呈灰白色、白色，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由斜長(zhǎng)石、石英、微斜長(zhǎng)石及黑母云組成。

巖漿巖為礦床的形成提供了熱量，有利于晶質(zhì)石墨礦床的形成和賦存。

1.4 混合巖化作用

工作區(qū)內(nèi)混合巖化作用較弱，見(jiàn)后期混合長(zhǎng)英質(zhì)巖脈體貫入。呈白色—淺肉紅色，中—粗粒結(jié)構(gòu)。主要礦物成分為斜長(zhǎng)石70%、石英30%。脈寬0.5～2.6m，長(zhǎng)度大于300m，呈脈狀產(chǎn)出。

集安群中荒岔溝組(Pt1h)為一套含晶質(zhì)石墨巖系，巖系中的石墨透輝變粒巖、石墨大理巖、石墨黑云變粒巖和石墨黑云片麻巖為晶質(zhì)石墨的主要含礦巖石。含礦巖石都經(jīng)受過(guò)1～3期中—深程度的區(qū)域變質(zhì)作用，混合巖化廣泛發(fā)育，但不太強(qiáng)。

2 激電中梯應(yīng)用依據(jù)

2.1 理論依據(jù)

(1) 石墨具有很高的電子導(dǎo)電性。

(2) 與硫化礦體不同，它的化學(xué)性穩(wěn)定，使得近于地表的石墨都是比較完整的，因而能產(chǎn)生很強(qiáng)的自然電場(chǎng)。

2.2 物性參數(shù)特征

在工作區(qū)探槽內(nèi)采集了物性標(biāo)本，并進(jìn)行測(cè)定，因區(qū)內(nèi)露頭較少，物性標(biāo)本采集困難，故此收集了鄰區(qū)物性資料，并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，參數(shù)特征如下：

(1) 石墨巖(礦)石充電率(M )呈高值出現(xiàn)，電阻率(ρ)呈低值出現(xiàn)，低者僅為幾個(gè)歐米。

(2) 含石墨巖石，M、ρ值較低。

(3) 其他巖石，M 為中低值，ρ為高值，高出其他巖(礦)石3個(gè)級(jí)次。

2.3 背景值(Mb)和異常下限(Mx)的確定

(1) 背景值(Mb)的確定。

背景值是測(cè)區(qū)內(nèi)ΔV1≥3mV所有點(diǎn)的充電率值相加，除以相加的總點(diǎn)數(shù)，本工作區(qū)的Mb值為5.2%。

(2) 異常下限(Mx)的確定。

異常下限為Mb+3ε×Mb，ε為均方誤差，本工作區(qū)的ε值為0.11，從式中求出本工作區(qū)的異常下限為6.9%。

應(yīng)用激電中梯開(kāi)展晶質(zhì)石墨找礦，方法、理論依據(jù)充分，物理前提明顯。區(qū)內(nèi)森林覆蓋率高達(dá)85%以上，基巖地表出露的較少，礦體在地表未見(jiàn)出露，因此，采用激電中梯圈出高充電率、低電阻率異常區(qū)，是一種有效、快捷、經(jīng)濟(jì)的方法。

3 應(yīng)用成果

通過(guò)激電中梯工作，在工作區(qū)內(nèi)圈定出高充電率值(＞6.9%)，低電阻率(≤50Ω·m)的異常1處，編號(hào)為DHJ-1。

充電率大于6.9%, 電阻率10～200Ω·m的異常6處，分別編號(hào)為DHJ-2～DHJ-7，見(jiàn)圖2。

3.1 異常的分類原則

(1) 甲類異常：礦異常。充電率異常所處地質(zhì)環(huán)境有利，地表見(jiàn)含石墨礦地層(Pt1h3)，并見(jiàn)到很好的礦化蝕變現(xiàn)象，充電率呈高值，視電阻率呈低值(＜50Ω·m)。

(2) 乙類異常：推斷具有一定找礦意義的異常。充電率異常所處地質(zhì)環(huán)境有利，地表見(jiàn)含礦地層(Pt1h3)，有較好的礦化蝕變地段。充電率值較高，視電阻率較低。

(3) 丙類異常：異常性質(zhì)不明，有進(jìn)一步工作的異常。異常所處地質(zhì)環(huán)境有利成礦，地表巖石輕微礦化蝕變。電場(chǎng)特征為充電率較高，視電阻率較低。

3.2 異常特征

DHJ-1：甲類異常，該異常面積達(dá)1.7km2，均呈高充電率25%，低電阻率≤50Ω·m，該異常內(nèi)自然電場(chǎng)較強(qiáng)，一般在-100mV以上，該異常內(nèi)充電率值的規(guī)律不強(qiáng)，由于石墨礦的電場(chǎng)場(chǎng)態(tài)均呈低阻高極化特征，造成一次場(chǎng)，數(shù)值較小，在充電率等值線平面圖上對(duì)DHJ-1充電率等值線進(jìn)行了圓滑處理。在異常好的部位施工了槽探，揭露礦體，證實(shí)為礦異常。

DHJ-2：丙類異常，異常呈北西向分布，長(zhǎng)350m，寬100m。最大充電率值為13.7%，對(duì)應(yīng)的ρ值為97Ω·m。在DHJ-1的南翼，為石墨礦化帶的邊緣部位，為礦化異常。

DHJ-3：丙類異常，為DHJ-1異常的北翼，最大充電率值為10.2%，對(duì)應(yīng)的ρ值為12Ω·m，走向近北西，面積近0.09km2，為礦化異常。

DHJ-4：丙類異常，異常近東西向，最大充電率值為13.1%，對(duì)應(yīng)ρ值為97Ω·m，處在DHJ-1的南翼。面積可達(dá)0.08km2，長(zhǎng)600m，寬126m，為礦化異常。

DHJ-5：乙類異常，該異常走向近北西，東側(cè)未能封閉，異常長(zhǎng)600m，寬130m，面積可達(dá)0.08 km2，最大充電率值為13.1%，對(duì)應(yīng)的ρ值為89Ω·m。該異常貼近DHJ-1的南翼，為石墨礦化所引起的異常。

DHJ-6：甲類異常，異常東側(cè)未能封閉，異常走向?yàn)楸蔽飨?，長(zhǎng)400m，寬236m，面積為0.09km2。該異常處于ΔV1≤3mV，ρ值0～50Ω·m，為石墨礦體所引起的異常。

DHJ-7：丙類異常，異常長(zhǎng)為600m，寬280m，面積0.17km2。該處是一處獨(dú)立異常，北側(cè)東側(cè)均未封閉，最大充電率值為9.9%，ρ值為191Ω·m, 為礦化異常。

3.3 異常驗(yàn)證

在主要異常區(qū)DHJ-1內(nèi)共施工探槽5條、鉆孔12個(gè)，對(duì)異常進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)工程驗(yàn)證，控制礦體20條，控制礦體長(zhǎng)300～1 000m，厚度2.00～26.77m，厚度變化系數(shù)0～120.33%，控制礦體傾向延伸45～440m，ZK0001控制礦體45m，ZK1202控制礦體440m，ZK0702控制礦體385m。其中①、③、、4 和號(hào)礦體為風(fēng)化礦石，⑧號(hào)礦體為原生礦石，其他礦體既有風(fēng)化礦石也有原生礦石。礦體平均品位(固定碳含量)2.64%～6.87%，品位變化系數(shù)8%～62%。礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，傾向153～189°，傾角35～64°。①號(hào)礦體走向最長(zhǎng)1 000m，號(hào)礦體傾向延伸最深440m。探求333+3341資源量(礦物量)76.55萬(wàn)t。礦體特征見(jiàn)下表。

晶質(zhì)石墨礦特征

4 結(jié)論

通過(guò)激電中梯在晶質(zhì)石墨找礦中的應(yīng)用表明，該方法具有投入小、效率高、效果明顯的特點(diǎn)，能夠有效指導(dǎo)探槽和鉆探施工，揭露和控制礦體，達(dá)到找礦目的。

P619.252;P631.322

A

1007-9386(2011)02-0061-03

2010-12-10