河北省煤田地质局第二地质队 赵超 张耀 054000
摘要：在邢台西部山区一带利用石墨矿的低阻抗，高极化的电性特征，在矿区内布设了激发极化法物探测量工作，通过激电剖面工作及激电测深工作，了解极化体的产状和估算极化体埋藏深度。并将物探与地质、钻探、岩矿鉴定等方法相互验证，在构造复杂的大和庄区，确定了钻孔布设位置，并于立羊河岩组上部圈定了2条石墨矿体。激发极化法在本次找矿工作中起到极为重要的作用。
关键词：石墨矿 物探 激发极化法 视极化率 视电阻率
Abstract: Based on the electrical characteristics of low impedance and high polarization of graphite ore in the western mountainous area of Xingtai, the induced polarization method is arranged in the mining area. Through the work of IP profiling and IP sounding, we can understand the properties of polarized objects. Occurrence and estimate the buried depth of the polarized body are understood. Through the mutual verification of geophysical prospecting, geology, drilling and rock ore identification, the location of boreholes was determined in dahezhuang area with complex structure, and two graphite ore bodies were delineated in the upper part of liyanghe formation. induced polarization method plays a very important role in this prospecting work.
Key word: graphite ore geophysical prospecting induced polarization method apparent polarizability apparent resistivity
1序言
石墨资源逐渐成为国际上的稀缺型矿种。随着我国节能环保、新能源、生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等产业的加快发展，与之密切相关的石墨产业也将随之发展，石墨资源在国内和国际上都有广阔的市场需求空间[1-2]。
位于邢台市内丘县天台-邢台县孟家咀一带具有良好的成矿环境，是寻找石墨矿的有利地带。但是该地地质构造较为复杂，第四系覆盖较为严重[3]，石墨矿体很难在地表出露，对于矿体地下的产出情况很难掌握。而利用石墨低阻高极化的特性，通过物探工作可以了解石墨极化体的产状并估算极化体埋藏深度。
因此本次工作以往激电中梯扫面测量成果，在激电中梯异常部位布置激电中梯剖面测量和激电测深工作，结合地质资料，通过浅钻、钻探验证对物探异常进行综合解译，为钻孔布设提供依据。
2.成矿地质背景
本区大地构造位置位于中朝准地台、中部山西断隆、太行拱断束、赞皇穹断束。区内地层由太古界、元古界、古生界、中生界、新生界构成，自下而上为新太古代大和庄岩组、立羊河岩组、宁家庄岩组；元古代官都岩组、长城系常州沟组；古生界寒武系；新生界冲洪积物等。区内总体显示出一宽缓的大型复背斜构造，即赞皇隆起，断裂极为发育，以张扭性正断层为主，逆断层次之。其形成时代，北西向断裂晚于北东向断裂，且北西向断裂多由基性岩脉贯入[3-6]。
区内存在有强变质的深成岩，经原岩恢复证明，新太古代、古元古代曾有多次岩浆活动，是经新太古代、古元古代变质的岩浆岩[4]。
3地球物理特征
3.1电物性特征
石墨矿及炭质地层有极低的电阻率和很高的极化率，与其围岩相比，一般能产生很强烈的自然电场和激电异常[7-9]。采用露头小四极法，对勘查区内主要出露岩矿石的电性参数进行了测定，通过供电电流和电压计算出电阻率，极化率由仪器直接测量读出。其结果如下表2所示。
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由表2可知，大部分地层的电阻率值一般在1000Ω.m以下，极化率值为2%左右。具备中低阻低极化特征。其它岩石的电阻率值在2062～6097Ω.m之间，极化率值在2%左右，与其他地层相比具备高阻、低极化特征。而含石墨蓝晶石榴二云母片岩，即矿石，平均电阻率值在200Ω.m以下，平均极化率在7%以上，具备低阻高极化特征。
含石墨蓝晶石榴二云母片岩具有低电阻率高极化率的电性特征，与围岩及其他地层有明显的电性差异，因此利用激发极化法寻找含石墨矿化层较为可靠。
3.2 工作方法
利用石墨矿体低电阻高极化的特性，通过激发极化法在工作区前期激电中梯异常区及附近布置激电中梯剖面与激电测深剖面，剖面方向大致垂直于矿脉走向、地质构造方向或其他物化探异常的长轴方向。
激电测深最小AB距为6m，最大AB距为1200m， MN与AB距比值为1：5，具体极距选择见下表：
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本次激电中梯剖面和激电测深工作选用的仪器为重庆奔腾数控技术研究所生产的(WDFZ-10)10kW直流激电发射机系统，接收机选用WDJS-2数字直流激电接收机。确定供电周期为16s，延时参数为100ms，MN极距最终选择40m。
3.3 激电异常资料解释
大和庄区完成1:2000激电剖面剖面2条（D1—D2），1:2000激电剖面剖面3条（D3-D5），共计测量4.54km，测点232个，激电测深工作点17个。但仅D3、D4、D5剖面线局部明显的表现出石墨矿体明的低阻高极化特征。其他激电剖面因矿化体矿化低等原因，未表现出石墨矿化体低阻高极化的电性特征。下面以D5线为例进行介绍。
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1、激电中梯解释
图5为D5线激电中梯剖面曲线图，D5线位于该区西南部，该剖面穿过Ⅱ号矿化体露头。该剖面视电阻率曲线上下波动较大，1-12号点视极化率基本都在8%左右，视电阻率在1000Ω*m以下，表现为低阻中等极化特征；12-19号点之间视极化率逐渐升高，峰值可达13.4%，视电阻率基本都在500Ω*m以下，低阻高极化特征明显。Ⅱ号矿化体露头位于剖面20号点附近，倾向北西，由激电中梯剖面数据可见，在Ⅱ号矿化体倾向一侧视极化率均在4%以上且视电阻率基本都在1000Ω*m以下，表现为明显的低阻高极化异常，推测为含石墨蓝晶石榴二云母片岩层位引起，石墨矿化特征明显。剖面12-19点之间高极化异常更为明显，异常幅值均在10%以上，视电阻率在500Ω*m以下，推断为Ⅱ号矿化体深部有二层矿化层叠加引起。
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2、激电测深资料解释
为了验证D5剖面Ⅱ号矿化体深部延伸特征，为布置深钻提供依据，在D5剖面布置了激电测深工作，激电测深剖面位于激电中梯剖面11-19号点之间，完成激电测深点4个，AB/2最大为600m。
图6为D5线激电测深综合断面图，视电阻率拟断面图中视电阻率高低变化较明显，4号点AB/2=50m以上视电阻率较低，剖面2、3号点之间及1、2号点AB/2=350m以下低阻异常明显，在视极化率拟断面图中4号点露头及2、3号点中部极化异常明显，峰值可达11%以上，1号点高极化异常出现在AB/2=80m以下。据此在该剖面推断了一条含石墨矿化异常带，异常带露头位于4号点附近，倾向北西，倾角较缓，推测该矿化异常带含石墨矿化程度较高且埋深较浅。ZK1钻孔位于1号测深点附近，该孔75.2m深度钻遇含石墨蓝晶石榴二云母片岩地层，有多个含石墨矿化层位分布，矿化层位总厚约27m，激电测深推断结果与钻孔揭露情况基本吻合。
2、3号点埋深120m以下高极化特征异常明显,异常幅值在10%左右且视电阻率降至1000Ω*m以下，结合激电中梯剖面资料，推断为多层矿化异常叠加引起，布置深孔钻探时应引起注意。
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4.结论
1、通过岩石电性参数测定，对测区内主要出露岩石及含石墨矿化层的电性特征有了初步认识，基本了解区内含石墨蓝晶石榴二云母片岩具有明显的低阻、高极化电性特征，为本次电法异常的解译奠定了基础。
2、根据对激电异常验证结果及区内物性测量对比分析，认为激电中梯剖面极化率值大于6%异常段为隐伏石墨矿（化）体赋存找矿靶区。
3、通过对本次物探资料综合分析，Ⅱ号矿化体下伏地层局部有二层矿化异常带分布，开展深钻施工时应注意。
参考文献
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