視電阻率中梯及測深在脈石英找礦工作中的應用

田斌升，潘標開，陳永桂，周必文，吳李季

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣東總隊，廣東 廣州 510403)

脈石英是一種致密塊體的脈巖，由石英組成，粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，顏色為白色、乳白色，質(zhì)地堅硬，物化性質(zhì)穩(wěn)定[1]。是制取高純石英粉的原料，是一種不可多得的重要非金屬礦產(chǎn)資源，廣泛應用于玻璃、陶瓷及耐火材料、化工、冶金、航空航天等許多行業(yè)。高純石英在光纖通信、航空航天等高新技術產(chǎn)業(yè)中具有不可取代的地位[2]。

本文結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)概況，分析了陽江地區(qū)脈石英的地球物理特征，通過視電阻率中梯及電測深在陽江地區(qū)脈石英找礦工作中的應用，認為輔助找礦效果較好，可在陽江周邊地區(qū)或在其它地質(zhì)條件相似地區(qū)應用。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

本區(qū)地處華夏系構(gòu)造帶西南段、粵桂加里東隆起東緣，受吳川中新華系構(gòu)造帶控制，位于吳川—四會斷裂帶的南西段，出露的地層主要為寒武系高灘組和第四系。研究區(qū)位于塘口巖體北東部，該巖體處于粵桂隆起和粵中沉降的交接部位，受吳川中新華系構(gòu)造帶控制。塘口巖體為一復式巖體，具多期多階段性，呈巖基產(chǎn)出，巖體總體呈北東方向展布。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖漿巖廣泛分布，主要以燕山期侵入巖為主，呈巖基或巖株狀產(chǎn)出，少量呈巖脈狀。巖石主要為燕山期中粒、細粒黑云母花崗巖等[3]。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，規(guī)模較大的主要為2 條南北向的斷裂構(gòu)造。①F1 硅化斷裂帶：寬40 ～100m，長2 ～7km，產(chǎn)狀：330 ～20°∠60 ～90°，出露較明顯，規(guī)模較大，延伸較長，在中南部此構(gòu)造有膨脹變大趨勢，在北部有較弱趨勢出現(xiàn)。主要有白色塊狀石英、硅化碎裂巖、花崗質(zhì)碎裂巖、蝕變碎裂巖等。在構(gòu)造內(nèi)見穿插白色石英脈，大小不一、方向不一，見有石英晶洞、梳狀石英，并見有硬錳礦化、赤鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化等礦物；②F2 硅化斷裂帶：寬20 ～80m，長2 ～6km，產(chǎn)狀：340 ～30°∠60 ～90°，出露較明顯，規(guī)模較大，延伸較長。充填物為白色塊狀石英、硅質(zhì)細脈、硅化碎裂巖、花崗質(zhì)碎裂巖、梳狀石英、石英晶洞等，見有赤鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、高嶺土化[4]。

區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的石英脈主要賦存于近南北向的F1、F2 張扭性斷裂帶中，受斷裂控制明顯，其展布形態(tài)與斷層一致，呈條帶狀，其中在F1、F2 中的礦(化)體近南北向延長分別為7km、3.5km，寬12 ～60m，厚8 ～50m，傾向近東或近西，傾角60 ～90°[5]。

2 區(qū)域地球物理特征

2.1 地球物理特征

利用物探方法尋找脈石英，前人做了許多研究工作，李金銘[6]認為中間梯度法是用來追索和圈定高電阻薄巖脈的有效方法之一。

21 世紀以來，江蘇省多個地質(zhì)部門運用多種物探方法包括淺層地震折射波法、面波法、高密度法、探地雷達法、瞬變電磁法等方法對東海、贛榆地區(qū)脈石英進行找礦試驗，并對其可行性進行了研究，效果并不理想。中材地勘江蘇總隊在其后續(xù)工作中陸續(xù)使用了激電中梯和激電測深這兩種方法，認為對于大面積調(diào)查而言極化率參數(shù)對脈石英的找礦不具有指導意義[7]。

本研究區(qū)內(nèi)脈石英的圍巖主要為黑云母花崗巖、閃長巖，此次物探工作展開之初，在工作區(qū)5 線進行圍巖和脈石英物性參數(shù)測量工作，此處脈石英地表露頭十分明顯，石英脈走向及傾向清晰可見，故在此位置進行物性參數(shù)測量比對方法可行。通過此次測量工作可得圍巖花崗巖、閃長巖等電阻率相對較低，約為100 ～700Ω·m。脈石英的電阻率平均為1 581Ω·m(表1)。脈石英與圍巖二者之間差異明顯[8]。

表1 巖(礦)石電性參數(shù)統(tǒng)計

2.2 干擾因素

在本次物探工作區(qū)域內(nèi)，部分測線因基巖覆蓋造成電極接觸不良，給物探工作帶來較大困難，測量過程中部分區(qū)域出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定現(xiàn)象，此情況下則選取較多相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)求得平均值以確保數(shù)據(jù)有效性。

3 工作方法及質(zhì)量評價

3.1 測網(wǎng)布設原則

根據(jù)本區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征及地質(zhì)工作要求，布設了不等間距東西向中梯剖面線38 條(圖1)，剖面間距100 ～300m 不等，每條剖面長1.5km。

3.2 工作方法

本次工作選擇視電阻率中間梯度裝置，觀測段為三分之二供電極距AB 中段；在綜合剖面上投入了對稱四極電測深工作。

觀測參數(shù)選擇：正式開始工作前，在已開挖礦區(qū)內(nèi)布置一條剖面，即1 區(qū)5 線。對測量極距參數(shù)進行了試驗選擇，經(jīng)對比選擇AB=1 000m，MN=40m。

4 物探成果與資料解釋

4.1 解釋的基本原則

物探資料推斷解釋的基本原則是地質(zhì)—物性原則，這是正確進行異常解釋的基本前提。與周圍圍巖相比，脈石英明顯具有較高的視電阻率特性，兩者間的電性差異十分明顯[9]。這為研究區(qū)脈石英礦勘查提供了必要依據(jù)。

本測區(qū)視電阻率異常下限以1 000Ω·m 初步圈定了視電阻率異常。一般來說脈石英含量越高，其電阻率越高。脈石英含量越低，其視電阻率越低因此，在本區(qū)用視電阻率中梯找脈石英礦具備地球物理前提，方法可行。

4.2 物探成果資料解釋

物探解釋通常綜合考慮以下因素：異常強度特征、規(guī)模大小、異常的連續(xù)性、異常的基本形態(tài)特征等，結(jié)合地質(zhì)資料和野外調(diào)查結(jié)果建立了電性層與礦化體和地質(zhì)層位的對應關系[10]。合理地分析這些條件有利于提高礦體定性解釋的準確性，為物探資料估算資源量提供相應依據(jù)。

4.2.1 1 區(qū)物探成果解釋

根據(jù)1 區(qū)激電中梯視電阻率平面等值線圖可見異常位于研究區(qū)中部，視電阻率約1 000 ～1 400Ω·m(圖2)。該異常寬約140m， 長約7.7km，高阻峰值1 450Ω·m，在平面上總體呈現(xiàn)南—北向條帶狀展布特征，研究區(qū)內(nèi)異常尚未閉合。結(jié)合已有地質(zhì)資料所圈定的脈石英礦化帶，物探異常與地質(zhì)異常信息吻合度較好。地表槽探揭露有石英脈、水晶的存在，與物探高阻異常相對應。由此推斷該礦化帶異常為石英脈與水晶引起。

在激電中梯所得成果的基礎上，重點在4 線、13 線和21 線剖面上布設激電測深點，得到了1 區(qū)激電測深視電阻率反演斷面圖(圖3)。

由視電阻率反演斷面圖可見，三條測線電阻率異常幅值范圍為650 ～1 250Ω·m，圍巖介質(zhì)電阻率低于650Ω·m，高幅值電阻率異常較為明顯；而電測深異常由東向西埋深逐漸變深，由于三條測線平行布置，相同傾向的電阻率異常得到了較好的一致性反映。其中，4 線75-84 點、AB/2 為20 ～180m 范圍對應電阻率高值異常；13 線71-80點、AB/2 為20 ～140m 范圍對應電阻率高值異常；21 線62-71 點、AB/2 為0 ～100m 范 圍 對應電阻率高值異常。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)分布情況，高幅值電阻率異常區(qū)域地面可見明顯脈石英出露，綜合上述電阻率異常分布，推斷本區(qū)域?qū)娮杪十惓７秶嬖诙嗵幍V體，礦體由深及淺向西部傾斜，埋深約0 ～100m 不等，其中4 線礦體深度埋深約20 ～100m、13 線礦體深度埋深約20 ～80m 及21線礦體深度埋深約0 ～80m。

圖1 廣東省陽江地區(qū)脈石英資源調(diào)查評價物探測線布置圖

圖2 1 區(qū)激電中梯視電阻率等值線及綜合推斷解釋圖

4.2.2 2 區(qū)物探成果解釋

根據(jù)2 區(qū)激電中梯視電阻率平面等值線圖可見異常位于研究區(qū)中部，視電阻率約1 000 ～1 500Ω·m(圖4)。該異常寬約150m，長約5km，高阻峰值1 530Ω·m。在平面上總體呈現(xiàn)南—北向條帶狀展布特征，結(jié)合已有地質(zhì)資料所圈定的脈石英礦化帶，物探異常與地質(zhì)異常信息吻合度較好。地表槽探揭露有脈石英、水晶的存在，與物探高阻異常相對應。推斷該礦化帶異常為石英脈與水晶引起。

在激電中梯所得成果的基礎上，重點在25 線、30 線和35 線剖面上布設激電測深點，得到了2 區(qū)激電測深視電阻率反演斷面圖(圖5)。

由視電阻率反演斷面圖可見，三條測線電阻率異常幅值范圍為650 ～1 200Ω·m，圍巖介質(zhì)電阻率低于650Ω·m，高幅值電阻率異常較為明顯；而電測深異常由東向西埋深逐漸變深，由于三條測線平行布置，相同傾向的電阻率異常得到了較好的一致性反映。其中，25 線66-73 點、AB/2 為20 ～80m范圍對應電阻率高值異常；30 線60-66 點、AB/2為20 ～180m 范圍對應電阻率高值異常；35 線96-102點、AB/2為20～80m范圍對應電阻率高值異常。根據(jù)本區(qū)地質(zhì)分布情況，高幅值電阻率異常區(qū)域地面可見明顯脈石英出露，綜合上述電阻率異常分布，推斷本區(qū)域?qū)娮杪十惓７秶嬖诙嗵幍V體，礦體由深及淺向西部傾斜，埋深約0 ～100m 不等，其中25 線礦體深度埋深約20 ～70m、30 線礦體深度埋深約20 ～100m 及35 線礦體深度埋深約20 ～70m。

圖3 1 區(qū)激電測深視電阻率反演斷面圖

圖4 2 區(qū)激電中梯視電阻率等值線及綜合推斷解釋圖

圖5 2 區(qū)激電測深視電阻率反演斷面圖

5 結(jié)論及建議

本次脈石英礦物探工作方法運用合理，野外數(shù)據(jù)真實可信，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后所編制的成果圖件展示了有一定規(guī)律的視電阻率異常，為工作區(qū)的脈石英礦地質(zhì)勘查工作提供了有效的幫助。

視電阻率中梯測量及激電測深大致查明調(diào)查區(qū)內(nèi)脈石英礦(化)帶的分布范圍及深部變化形態(tài)，基本查明調(diào)查區(qū)內(nèi)脈石英礦(化)帶的分布形態(tài)。

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)生強度和形態(tài)不同的物探異常，這就是物探的多解性。

本次物探工作在廣東陽江地區(qū)脈石英找礦工作中取得了一定的成果，但也存在一些問題。如：工作區(qū)地形起伏較大，對采集數(shù)據(jù)的準確性有一定的干擾；脈石英與圍巖差異接近時，不易區(qū)分。在今后的物探工作中除應盡量取得物探數(shù)據(jù)的準確性外，還應與地質(zhì)工作緊密結(jié)合，相互印證，發(fā)揮良好的作用。