物探方法在脈石英找礦工作中的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

冀魯雪，肖楷模，張 南，蔡曉旭

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì)，山東 濟(jì)南 250100）

高純石英在光纖通信、航空航天等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中具有不可取代的地位[1]，脈石英作為高純石英的主要來(lái)源是一種不可多得、用途廣泛的重要非金屬礦產(chǎn)資源。利用物探方法尋找脈石英，前人做了許多研究工作，李金銘[2]認(rèn)為中間梯度法是用來(lái)追索和圈定高電阻薄巖脈的有效方法之一，此法用來(lái)追索和圈定石英脈可以得到良好的經(jīng)濟(jì)及地質(zhì)效果。薛林家等[3]通過(guò)試驗(yàn)，認(rèn)為物探電法是淺覆蓋區(qū)石英脈找礦的一種有效方法，利用電阻率中梯法(以下簡(jiǎn)稱中梯)結(jié)合電阻率測(cè)深法(以下簡(jiǎn)稱測(cè)深)可以取得較好的效果，同時(shí)還總結(jié)了異常體埋深、規(guī)模、面積等與異常強(qiáng)度的關(guān)系。中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì)在臨沂中北部地區(qū)脈石英找礦工作中開展了大量的物探工作，利用中梯和測(cè)深圈定了一批有價(jià)值的異常體。

1 物性分析工作

若僅從物性角度來(lái)考慮，脈石英是自然界中電阻率最高的礦物之一，但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，視電阻率值最高的異常卻往往不是由脈石英引起的 ，通常情況下，大片的裸露基巖所引起的異常要高于脈石英所引起的異常。經(jīng)過(guò)近幾年的工作總結(jié)發(fā)現(xiàn)，若將測(cè)區(qū)內(nèi)的異常分為低阻異常、次高阻異常和高阻異常，除重點(diǎn)關(guān)注高阻異常外，條帶狀的次高阻異常往往也存在賦存脈石英礦的可能性。原因在于，自然界中存在的脈石英往往較破碎，裂隙會(huì)被泥質(zhì)等充填，視電阻率值降低，同時(shí)熱液成因的脈石英圍巖往往會(huì)發(fā)生蝕變，使得部分圍巖的抗風(fēng)化能力減弱，而脈石英和沒有發(fā)生蝕變的圍巖抗風(fēng)化能力較淺部蝕變圍巖強(qiáng)，此外，若脈石英上覆蓋較厚，也會(huì)降低脈石英引起的異常強(qiáng)度[3]。因此會(huì)出現(xiàn)裸露基巖的視電阻率值最高、脈石英視電阻率值次高、脈石英淺部圍巖視電阻率值相對(duì)較低的現(xiàn)象。

圖1 道士海測(cè)區(qū)視電阻率中梯法平面等值線圖(部分)

以道士海測(cè)區(qū)為例，圖1為道士海測(cè)區(qū)視電阻率中梯法平面等值線圖的一部分，圖中可見兩條條帶狀高阻異常(D2和D3)，其中D2所處位置為一條山谷，推測(cè)受地形影響，D3異常視電阻率值最高，但該位置卻是大片的裸露基巖。在圖1的最左側(cè)，有一條發(fā)育在低阻中的條帶狀次高阻異常(圖中D1處)，在該異常南端發(fā)現(xiàn)有脈石英露頭，推測(cè)該次高阻異常有賦存脈石英礦的可能性。

在面梨溝測(cè)區(qū)，該區(qū)域內(nèi)發(fā)育有大量水晶，若仍僅從物性角度來(lái)考慮，水晶也會(huì)表現(xiàn)為高阻異常。但經(jīng)實(shí)地踏勘發(fā)現(xiàn)，水晶發(fā)育的空洞往往會(huì)被泥質(zhì)充填，尋找泥質(zhì)充填的空洞可以起到間接尋找水晶的效果。分析認(rèn)為，泥質(zhì)充填的空洞應(yīng)表現(xiàn)為低阻異常，經(jīng)在采坑附近施工的3號(hào)測(cè)深剖面驗(yàn)證(圖2)，空洞確實(shí)表現(xiàn)為低阻。在該測(cè)區(qū)的后續(xù)施工中，重點(diǎn)關(guān)注了區(qū)域內(nèi)的低阻異常，取得了較好的效果。

圖2 面梨溝測(cè)區(qū)3號(hào)剖面視電阻率等值線斷面圖

2 設(shè)計(jì)露頭參數(shù)測(cè)點(diǎn)(剖面)

為了解巖礦體的異常特征，在露頭發(fā)育的測(cè)區(qū)應(yīng)設(shè)計(jì)露頭參數(shù)剖面或參數(shù)電測(cè)深點(diǎn)，這既是規(guī)范[4]要求，也是實(shí)際工作中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行的，面梨溝測(cè)區(qū)采坑旁測(cè)深剖面即屬于露頭參數(shù)剖面。

以連埠峪測(cè)區(qū)為例，在正式施工前，首先在連埠峪村東北方向一脈石英露頭上進(jìn)行了參數(shù)電測(cè)深點(diǎn)CS-1點(diǎn)的測(cè)量(圖3)。通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，露頭處電測(cè)深曲線類型為A型，介質(zhì)分為三層，中間層即脈石英礦體，從而對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)的地電特征有了初步的認(rèn)識(shí)。通過(guò)分析其他測(cè)深點(diǎn)的測(cè)深曲線，認(rèn)為2號(hào)線75號(hào)點(diǎn)與參數(shù)測(cè)深點(diǎn)異常特征相似(圖4)，且該點(diǎn)位于一條帶狀中梯異常上，推測(cè)該處有賦存脈石英礦的可能性，后期通過(guò)槽探工程驗(yàn)證，確實(shí)揭露有脈石英礦體(圖5)。

圖3 CS-1點(diǎn)測(cè)深曲線圖

圖4 2-75點(diǎn)測(cè)深曲線圖

圖5 槽探工程揭露的石英脈

3 綜合物探異常分析

3.1 結(jié)合測(cè)深曲線進(jìn)行解釋

所謂視電阻率，即是由于電法勘探存在體積效應(yīng)，屬于體積勘探，因而計(jì)算得到的電阻率值通常是中心點(diǎn)周圍電阻率的綜合效應(yīng)，因此被稱為視電阻率[5]。若假設(shè)地表為高阻體，如裸露的基巖，則該點(diǎn)所有極距的視電阻率值都會(huì)有不同程度的上升，若地表為低阻體，如富水的粘土層，則該點(diǎn)所有極距的視電阻率值都會(huì)降低，以此數(shù)據(jù)形成等值線圖，則容易形成“假異?！?，而使用單點(diǎn)測(cè)深曲線進(jìn)行解釋則可有效避免這個(gè)問(wèn)題。

以叉河測(cè)區(qū)為例，圖6為叉河測(cè)區(qū)1號(hào)測(cè)深剖面視電阻率等值線圖，圖中70號(hào)點(diǎn)下方，有一明顯的陡立高阻異常，若僅利用該圖進(jìn)行分析，易誤認(rèn)為由脈石英引起。若結(jié)合各點(diǎn)的測(cè)深曲線進(jìn)行分析，70號(hào)點(diǎn)的測(cè)深曲線類型應(yīng)為G型(圖7)，介質(zhì)分為兩層，而40號(hào)點(diǎn)的測(cè)深曲線類型為A型(圖8)，當(dāng)AB/2=6m時(shí)，對(duì)應(yīng)一層高阻體。后期經(jīng)驗(yàn)證，40號(hào)點(diǎn)確實(shí)對(duì)應(yīng)一條石英脈，而70號(hào)點(diǎn)位于一條排水溝附近，地表為雜亂的碎石，造成測(cè)深曲線中淺部數(shù)據(jù)的鋸齒狀跳動(dòng)，該點(diǎn)的高阻異常即為體積效應(yīng)引起。

圖6 叉河測(cè)區(qū)1號(hào)剖面視電阻率等值線斷面圖

圖7 1-70點(diǎn)測(cè)深曲線圖

3.2 結(jié)合地質(zhì)工作進(jìn)行分析

產(chǎn)生物探異常的原因往往是多種多樣的，這是由于不同的地質(zhì)體可以引起強(qiáng)度和形態(tài)相近的物探異常，而同一種地質(zhì)體也可產(chǎn)生強(qiáng)度和形態(tài)不同的物探異常，這就是物探的多解性[6]。如前文所述，脈石英、裸露基巖都可以引起高阻異常；受地形影響，山谷地區(qū)也會(huì)表現(xiàn)為高阻異常；而同樣都是脈石英，完整的脈石英和破碎的脈石英，會(huì)表現(xiàn)為不同的物探異常。因此在工作中除盡量取全取準(zhǔn)各種物探參數(shù)外，還應(yīng)與地質(zhì)工作緊密結(jié)合，多種條件做約束，才能得到較為肯定的結(jié)論。

以棉花洼測(cè)區(qū)為例，圖9為棉花洼測(cè)區(qū)視電阻率中梯法平面等值線圖的一部分，從圖中可見一條帶狀高阻異常，經(jīng)實(shí)地驗(yàn)證，該處為山谷，且覆蓋較嚴(yán)重，該異常在初期被認(rèn)為是受地形影響引起。在后來(lái)的地質(zhì)工作中，在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)脈石英露頭，因此懷疑該異常可能是由脈石英和地形引起的綜合異常，經(jīng)布設(shè)在該處的1號(hào)測(cè)深剖面驗(yàn)證(圖10)，在40～60號(hào)點(diǎn)下方確實(shí)存在板狀的高阻異常，推測(cè)該處有賦存脈石英的可能性。另外，若深部存在異常而地表有覆蓋，且無(wú)明顯證據(jù)支持時(shí)，則要謹(jǐn)慎圈定深部礦體。在實(shí)際工作中曾出現(xiàn)將深部異常圈定為脈石英礦體，經(jīng)槽探揭露發(fā)現(xiàn)是片麻巖的情況。

圖8 1-40點(diǎn)測(cè)深曲線圖

圖9 棉花洼測(cè)區(qū)視電阻率中梯法平面等值線圖(部分)

4 結(jié)語(yǔ)

物探方法在臨沂中北部地區(qū)脈石英找礦工作中取得了一定的成果，也存在一些問(wèn)題。如：脈石英發(fā)育地區(qū)多為山區(qū)，地形影響較大；脈石英與圍巖物性差異不大時(shí)，不易區(qū)分；脈石英引起的物探異常范圍要遠(yuǎn)大于其實(shí)際范圍，進(jìn)行定量或半定量解釋較困難等。在接下來(lái)的工作中，還應(yīng)盡可能提高物探的觀測(cè)和解釋精度，以更好的發(fā)揮物探的作用。

圖10 棉花洼測(cè)區(qū)1號(hào)測(cè)深剖面等值線圖