会宁县量子峡m勘查区石墨矿化找矿方法研究

会宁县量子峡m勘查区石墨矿化找矿方法研究

0加大石墨矿勘查力度，确定海洋矿产目录石墨是一种结晶碳，属于非金属矿物。它具有柔软、光滑、可导电、化学特征、不活跃、耐腐蚀性等特点。广泛应用于化工、建筑、电气、国防等领域。为保障国家经济安全、国防安全和战略性新兴产业发展需求，《全国矿产资源规划(2016～2020年)》确定将石墨等24种矿产列入战略性矿产目录。石墨矿勘查具有重要的现实意义，加大石墨矿勘查势在必行。甘肃省会宁县罐子峡一带地形切割剧烈、起伏频繁、交通不便，地质工作程度相对较低，主要做过区域调查及煤田普查工作。该区共含煤层4层，位于上石炭统羊虎沟组，平均厚度1.34m,主要为无烟煤，且区内褶皱、断裂发育，局部有岩浆岩侵入，具备煤成石墨的条件1地质概况其他黄土地貌发育时期地层的分布格局会宁县罐子峡一带地层区划属于北祁连地层小区，区域内地层发育较为齐全，除元古宇、二叠系、三叠系及白垩系外，其余各时代地层均有不同程度出露。第四系分布最为广泛，黄土地貌发育，其他各时代地层多分布于沟谷中，地层由老至新主要有寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、侏罗系、古近系、新近系及第四系。区域构造属于华家岭旋回褶皱带(六盘山以西，华家岭以东),由4个旋回层和2个旋回面组成。由西向东旋回层为：华家岭褶皱带、炭山槽地、石嘴—高界上古褶皱带、马莲川槽地，旋回面有义岗—会宁压扭性断裂、石咀—高界性质不明断裂，总体以NW—SE向的隆起与槽地相间的形式展布。区域内褶皱、断裂以及岩浆岩侵入接触面控制矿产生成，特别是控制了石墨矿产的形成。煤系地层的作用M勘查区位于甘肃省会宁县罐子峡一带，地处黄土高原丘陵沟壑区，地势由西北向东南倾斜，海拔1700～2000m,地形为河谷川地、河谷盆地、丘陵坡地和梁峁地。区内大部分被第四系黄土覆盖，部分地段有寒武系基岩及上石炭统羊虎沟组出露(图1)。勘查区历经多次构造运动，断裂构造发育，为NW走向的条带状盆地，区内发育4条断层(以往推断断层),可分为走向NW—SE的F1、F2断层，近SN向的F3断层及NE向的F4断层。F1、F2、F4为逆断层，寒武系逆于石炭系之上，F3为正断层。地层自下而上依次为：寒武系中下统黑茨沟组(上石炭统羊虎沟组为一套海陆交互相的含煤地层，区内含煤层4层，自下而上编号煤1～煤4。煤1层真厚0.32～2.24m,平均0.98m;煤2层真厚0.21～8.92m,平均2.33m;煤3层真厚0.72m;煤4层真厚0.17～0.48m,平均0.38m。各煤层厚度在0.17～8.92m之间，平均1.34m,煤类为无烟煤。煤系地层的存在为石墨矿的生成提供了物质条件，同时，煤系地层沉积后经历了变质作用及华力西期华家岭花岗岩体侵入，使得煤系地层受到区域变质及岩浆热接触变质双重作用，为石墨矿的生成提供了变质条件。综合分析，勘查区内有石墨矿形成的物质条件及外部环境，且沉积变质型石墨矿通常与沉积变质地层及构造有关并受其控制，往往可形成明显的地球物理异常岩石岩石学特征勘查区以往物性资料较少，收集以往煤田普查找煤电法成果可知，志留系变质岩(包括志留系以下老地层)电阻率为200～300Ω·m,石炭系电阻率为40Ω·m左右，新近系电阻率为40Ω·m,基底和上覆石炭系、新近系都有较为明显的电性差异。区内大部分被第四系黄土覆盖，岩石出露较少。本次在勘查区内及其附近沟谷中上石炭统羊虎沟组不同出露地段采集到了14组共计60块岩石标本，统计后为3类岩石样，采用GDD岩矿石电性参数测量仪进行了物性测定，结果见表1。测区的石墨矿(化)石极化率在2.51%～5.83%,平均值为4.64%,电阻率在43.65～138Ω·m之间，平均值为86.59Ω·m。围岩采集到的岩石为褐红色长石岩屑细砂岩、含砾石英粗砂岩，其中褐红色长石岩屑细砂岩极化率在0.48%～2.53%,平均值为1.34%,电阻率在68.89～2420Ω·m之间，平均值为710Ω·m;含砾石英粗砂岩极化率在0.56%～3.43%,平均值为1.52%,电阻率为89.22～3205Ω·m,平均值741.78Ω·m。石墨矿化石具有低阻、高极化率特征，与围岩存在明显的电性差异，可作为圈定石墨矿异常的依据之一。2利用“双频激电”法寻找石墨矿的研究方法石墨具有很强的电子导电性，化学性质稳定，且区内地表水及地下水均发育，为形成自然电场提供了良好的氧化还原条件，石墨矿体相对于围岩表现为低阻、高极化率特征，因此，利用物探方法寻找石墨矿是可行的激电剖面测量采用双频激电法石墨矿属于电子导电型非金属矿，应用自然电场法寻找石墨矿体是基于对电子导电体与围岩间电化学电场的观测，通常与石墨矿有关的电化学场在地面上能引起几十至几百毫伏的电位异常，且常在矿体顶部表现为电位负值激电测深采用重庆地质仪器厂生产的DJF-10大功率激电测量系统，结合本区地质情况及目的层埋深，采用对称四极等比装置，测量极距3异常属性解释3.1自然电位综合异常通过双频激电中梯测量和自然电场电位测量，在1、2线上发现了2处石墨矿化异常(YC1、YC2),激电异常表现为低电阻率、高幅频率特征，自然电位表现为明显的负值异常且与激电异常吻合较好(图2)。3、4线的视电阻率、视幅频率及自然电位变化不大，没有低电阻率、高幅频率及自然电位负异常特征，推断没有石墨矿化。在1线15号点，1线15～20测点间表现为低阻、高幅频率及负极小值自然电位综合异常(图2中YC1),该异常处在上石炭统羊虎沟组和古近系野狐城组交接部位，推断与断裂构造带内赋存的极化体有关，结合本区地质及物性特征，认为异常可能为石墨矿化引起。15～20测点间表现出的自然电位负异常不排除是由于存在电子导体而形成的氧化还原自然电场，即该地段自然电位负异常为石墨氧化还原自然电场和河流的过滤电场共同作用的结果。根据中梯装置2线在26号点上上石炭统羊虎沟组储层岩石化学特征在综合异常YC1、YC2上各布设了10个激电测深点，分别位于1线的13～22点和2线的24～33点。图4为激电测深综合剖面，其中视电阻率剖面由浅至深上大体可分为3个电性层(图4d),呈水平层状略有起伏变化，第1电性层为中低阻、低极化率(地表至粉色虚线之间),电阻率为40～60Ω·m,极化率通常小于3%,厚度约20m左右，推断为古近系野孤城组砾岩、砂岩、泥灰岩、泥岩的反映。第2电性层为低阻、中高极化率，电阻率变化在40～140Ω·m,极化率变化在3%～12%,电性横向上存在变化，反映了岩性差异，推断该层为上石炭统羊虎沟组石英砾岩、砂岩、泥岩、煤层及石墨的反映。第3电性层为高阻、中低极化率，电阻率纵向上逐渐增大，一般大于140Ω·m,极化率变化在3%～7%,推断该层为中下寒武统黑茨沟组砂岩、千枚岩、大理岩的反映。2条测线上，断层下盘附近上石炭统羊虎沟组内均存在高极化率、低电阻率综合异常，以视极化率不小于8%为异常边界圈定异常SM1、SM2。1线异常SM1位于18.5～21点之间(上石炭统羊虎沟组出露地段),形态封闭，异常体近水平略向北倾斜，中心埋深约120m,视极化率极大值达到9.67%,对应低电阻率。SM2位于28～29.5点之间(覆盖层为古近系野狐城组地段),形态封闭，异常体近直立，中心埋深约60m,异常中心位置视极化率极大值12.1%,对应低阻。当然，极化率剖面上SM2异常以东至31号点附近，视极化率也相对较高(达8%左右),结合前文中对YC2矿化异常倾向的推断，不排除SM2异常向东有所扩大。结合区域地质资料，断裂是本区石墨的主要成矿构造之一，推测异常SM1、SM2由构造带的含矿部位引起，即SM1、SM2可能为石墨矿化异常。石墨矿化异常验证结合1、2线激电测深综合剖面特征，拟在目的层(上石炭统羊虎沟组)出露地段，SM1异常横向沿伸相对较长的1线18.5～21点之间布设钻孔。结合地形地物特征，钻孔布设在1线20测点，在深度117.53～118.69m内发现零星石墨矿化，在深度124.8～131m见石墨矿2层，厚度均为0.9m,产于上石炭统羊虎沟组煤层的底板附近，宏观上呈土状，灰黑色，具有似层状构造，与激电测深推断的异常埋深基本吻合。根据钻孔及物探成果，石墨矿化异常地段位于F1断层下盘附近，且与F1断层走向基本一致，初步分析认为石墨矿化与F1断层有关，煤层受F1断层强烈挤压作用，发生强烈的破坏及变质作用形成石墨，F1断层是区内石墨矿的控矿构造之一。结合本区地质情况，初步圈定了石墨找矿远景区(见图1)。远景区西南以F1为界，东南以F4为界，西北以F3为界，走向与F1基本一致，呈NW—SE条带状展布，长约4.5km,宽约120m。4石墨矿勘查选择钢化层序本次应用自然电位测量和激电中梯剖面测量共圈定异常2处，推断异常由石墨矿(化)体引起，并在异常位置布置了激电测深。激电测深工作在自然电位测量和激电中梯剖面测量的基础上大致查明了引起自然电位负值异常及低阻高极化异常石墨矿(化)体的产状及延伸情况，经钻孔验证见石墨矿2层，与激电测深推断的异常埋深基本吻合，说明本次所选用的物探方法是有效的。依据钻孔资料及本区的地球物理特征，认为F1断层是本区的石墨矿的控矿构造之一，提出了找矿远景区，为进一步工作提供了依据，同时也为今后具有相同或类似成因类型地区石墨矿勘查选择物探手段提供了可参考的范例。通过本次石墨矿勘查有几点认识：1)本区激电中梯和自然电位测量测线间距(约为1.2km)偏大，控制程度低，以致在追索石墨矿化异常平面上的展布时存在一定困难，主要表现在测线间平面插值网格化后异常失真(异常不明显或扩大)。2)煤成石墨是一个连续演化的过程，常形成不同石墨化程度的石墨化无烟煤、半石墨和石墨逐渐过渡演化的物质3)剖面测量发现异常，测深定量解释异常的工作程序是进行石墨矿勘查的有效方案之一，低电阻率、高极化率(高幅频率)及自然电位负异常是本区石墨矿化的物探识