冀魯雪，肖楷模，張 南，蔡曉旭

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100）

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[1]，脈石英作為高純石英的主要來源是一種不可多得、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，此法用來追索和圈定石英脈可以得到良好的經(jīng)濟及地質(zhì)效果。薛林家等[3]通過試驗，認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(以下簡稱中梯)結合電阻率測深法(以下簡稱測深)可以取得較好的效果，同時還總結了異常體埋深、規(guī)模、面積等與異常強度的關系。中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊在臨沂中北部地區(qū)脈石英找礦工作中開展了大量的物探工作，利用中梯和測深圈定了一批有價值的異常體。

1 物性分析工作

若僅從物性角度來考慮，脈石英是自然界中電阻率最高的礦物之一，但在實際生產(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)過近幾年的工作總結發(fā)現(xiàn)，若將測區(qū)內(nèi)的異常分為低阻異常、次高阻異常和高阻異常，除重點關注高阻異常外，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，裂隙會被泥質(zhì)等充填，視電阻率值降低，同時熱液成因的脈石英圍巖往往會發(fā)生蝕變，使得部分圍巖的抗風化能力減弱，而脈石英和沒有發(fā)生蝕變的圍巖抗風化能力較淺部蝕變圍巖強，此外，若脈石英上覆蓋較厚，也會降低脈石英引起的異常強度[3]。因此會出現(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較低的現(xiàn)象。

圖1 道士海測區(qū)視電阻率中梯法平面等值線圖(部分)

以道士海測區(qū)為例，圖1為道士海測區(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，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，推測該次高阻異常有賦存脈石英礦的可能性。

在面梨溝測區(qū)，該區(qū)域內(nèi)發(fā)育有大量水晶，若仍僅從物性角度來考慮，水晶也會表現(xiàn)為高阻異常。但經(jīng)實地踏勘發(fā)現(xiàn)，水晶發(fā)育的空洞往往會被泥質(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。分析認為，泥質(zhì)充填的空洞應表現(xiàn)為低阻異常，經(jīng)在采坑附近施工的3號測深剖面驗證(圖2)，空洞確實表現(xiàn)為低阻。在該測區(qū)的后續(xù)施工中，重點關注了區(qū)域內(nèi)的低阻異常，取得了較好的效果。

圖2 面梨溝測區(qū)3號剖面視電阻率等值線斷面圖

2 設計露頭參數(shù)測點(剖面)

為了解巖礦體的異常特征，在露頭發(fā)育的測區(qū)應設計露頭參數(shù)剖面或參數(shù)電測深點，這既是規(guī)范[4]要求，也是實際工作中應當進行的，面梨溝測區(qū)采坑旁測深剖面即屬于露頭參數(shù)剖面。

以連埠峪測區(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行了參數(shù)電測深點CS-1點的測量(圖3)。通過測量發(fā)現(xiàn)，露頭處電測深曲線類型為A型，介質(zhì)分為三層，中間層即脈石英礦體，從而對測區(qū)內(nèi)的地電特征有了初步的認識。通過分析其他測深點的測深曲線，認為2號線75號點與參數(shù)測深點異常特征相似(圖4)，且該點位于一條帶狀中梯異常上，推測該處有賦存脈石英礦的可能性，后期通過槽探工程驗證，確實揭露有脈石英礦體(圖5)。

圖3 CS-1點測深曲線圖

圖4 2-75點測深曲線圖

圖5 槽探工程揭露的石英脈

3 綜合物探異常分析

3.1 結合測深曲線進行解釋

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

以叉河測區(qū)為例，圖6為叉河測區(qū)1號測深剖面視電阻率等值線圖，圖中70號點下方，有一明顯的陡立高阻異常，若僅利用該圖進行分析，易誤認為由脈石英引起。若結合各點的測深曲線進行分析，70號點的測深曲線類型應為G型(圖7)，介質(zhì)分為兩層，而40號點的測深曲線類型為A型(圖8)，當AB/2=6m時，對應一層高阻體。后期經(jīng)驗證，40號點確實對應一條石英脈，而70號點位于一條排水溝附近，地表為雜亂的碎石，造成測深曲線中淺部數(shù)據(jù)的鋸齒狀跳動，該點的高阻異常即為體積效應引起。

圖6 叉河測區(qū)1號剖面視電阻率等值線斷面圖

圖7 1-70點測深曲線圖

3.2 結合地質(zhì)工作進行分析

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[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，會表現(xiàn)為不同的物探異常。因此在工作中除盡量取全取準各種物探參數(shù)外，還應與地質(zhì)工作緊密結合，多種條件做約束，才能得到較為肯定的結論。

以棉花洼測區(qū)為例，圖9為棉花洼測區(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)實地驗證，該處為山谷，且覆蓋較嚴重，該異常在初期被認為是受地形影響引起。在后來的地質(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)布設在該處的1號測深剖面驗證(圖10)，在40～60號點下方確實存在板狀的高阻異常，推測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，且無明顯證據(jù)支持時，則要謹慎圈定深部礦體。在實際工作中曾出現(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點測深曲線圖

圖9 棉花洼測區(qū)視電阻率中梯法平面等值線圖(部分)

4 結語

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，不易區(qū)分；脈石英引起的物探異常范圍要遠大于其實際范圍，進行定量或半定量解釋較困難等。在接下來的工作中，還應盡可能提高物探的觀測和解釋精度，以更好的發(fā)揮物探的作用。

圖10 棉花洼測區(qū)1號測深剖面等值線圖