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        激電中梯在晶質(zhì)石墨礦找礦中的應用探討

        2011-09-28 01:42:26解立發(fā)楊殿宇孫麗娟
        中國非金屬礦工業(yè)導刊 2011年2期
        關(guān)鍵詞:中梯晶質(zhì)集安

        解立發(fā),楊殿宇,劉 吉,楊 雷,孫麗娟

        (中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊,吉林 長春 130033)

        激電中梯在晶質(zhì)石墨礦找礦中的應用探討

        解立發(fā),楊殿宇,劉 吉,楊 雷,孫麗娟

        (中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊,吉林 長春 130033)

        本文較系統(tǒng)的論述了激電中梯在晶質(zhì)石墨找礦中的應用。圈定高充電率、低電阻率異常區(qū),指導槽探、鉆探施工,揭露、控制礦體,找出有進一步工作價值的有利地段。

        激電中梯;晶質(zhì)石墨;找礦

        我國晶質(zhì)石墨資源分布極不平衡,保有儲量的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。它對發(fā)展吉林省經(jīng)濟,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,中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊利用在吉林省集安市清河—財源一帶開展的晶質(zhì)石墨資源潛力評價成果,選擇成礦條件較好的集安市泉眼—雙興四隊15.78km2范圍開展晶質(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)造單元為中朝準地臺、遼東臺隆、太子河—渾江褶斷束和清河臺穹。

        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個巖性段(工作區(qū)本組未分)。

        一段(Pt1m1):巖性以條痕狀鉀長均質(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角閃巖互層為主,斜長角閃巖有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角閃巖組成,巖石組合簡單,標志清楚,為荒溝岔組分段和橫向區(qū)域?qū)Ρ葮酥尽?/p>

        三段(Pt1h3):以含石墨變粒巖為主,底部見1~2層斜長角閃巖,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,呈巖株狀侵入荒岔溝組,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,由斜長石、石英、微斜長石及黑母云組成。

        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,見后期混合長英質(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石70%、石英30%。脈寬0.5~2.6m,長度大于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。

        2 激電中梯應用依據(jù)

        2.1 理論依據(jù)

        (1) 石墨具有很高的電子導電性。

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

        2.2 物性參數(shù)特征

        在工作區(qū)探槽內(nèi)采集了物性標本,并進行測定,因區(qū)內(nèi)露頭較少,物性標本采集困難,故此收集了鄰區(qū)物性資料,并進行了統(tǒng)計,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個級次。

        2.3 背景值(Mb)和異常下限(Mx)的確定

        (1) 背景值(Mb)的確定。

        背景值是測區(qū)內(nèi)ΔV1≥3mV所有點的充電率值相加,除以相加的總點數(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%。

        應用激電中梯開展晶質(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85%以上,基巖地表出露的較少,礦體在地表未見出露,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)濟的方法。

        3 應用成果

        通過激電中梯工作,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,分別編號為DHJ-2~DHJ-7,見圖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,地表見含石墨礦地層(Pt1h3),并見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1.7km2,均呈高充電率25%,低電阻率≤50Ω·m,該異常內(nèi)自然電場較強,一般在-100mV以上,該異常內(nèi)充電率值的規(guī)律不強,由于石墨礦的電場場態(tài)均呈低阻高極化特征,造成一次場,數(shù)值較小,在充電率等值線平面圖上對DHJ-1充電率等值線進行了圓滑處理。在異常好的部位施工了槽探,揭露礦體,證實為礦異常。

        DHJ-2:丙類異常,異常呈北西向分布,長350m,寬100m。最大充電率值為13.7%,對應的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%,對應的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%,對應ρ值為97Ω·m,處在DHJ-1的南翼。面積可達0.08km2,長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600m,寬130m,面積可達0.08 km2,最大充電率值為13.1%,對應的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,異常走向為北西向,長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,異常長為600m,寬280m,面積0.17km2。該處是一處獨立異常,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 異常驗證

        在主要異常區(qū)DHJ-1內(nèi)共施工探槽5條、鉆孔12個,對異常進行了驗證。通過工程驗證,控制礦體20條,控制礦體長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 和號礦體為風化礦石,⑧號礦體為原生礦石,其他礦體既有風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號礦體走向最長1 000m,號礦體傾向延伸最深440m。探求333+3341資源量(礦物量)76.55萬t。礦體特征見下表。

        晶質(zhì)石墨礦特征

        4 結(jié)論

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

        P619.252;P631.322

        A

        1007-9386(2011)02-0061-03

        2010-12-10

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