摘要：石墨具有耐高温、导电、导热、润滑、化学性质稳定、可塑性强等特点，因此其在冶金、耐火材料、机器电子、新能源汽车、航空航天和国防建设等领域中得到了广泛的应用，是当代高新技术发展的重要物资之一。尤其是在现代科学技术快速发展的背景下，人们针对石墨的开发深度不断增加，尤其是从石墨中分离获得石墨烯的技术得到开发，石墨在工业生产和技术应用中的地位日益上升。
关键词：石墨矿；找矿；物探
石墨具有耐高温、导电、导热、润滑、化学稳定、可塑、抗热震等特点，广泛应用于冶金、机械、耐火、电器电子、环保、新能源汽车、航空航天、国防等工业领域，是支撑高新技术发展的战略物资。
1 某石墨矿区地质情况
1.1 地层概况，该石墨矿区出露包括元古界火地垭群麻窝子组、上两组，地层分别是：（1）麻窝子组：该地层主要是以厚层块状白云大理岩为主要岩质的碳酸岩，其中夹杂有石墨化的白云大理岩；（2）上两组一段：主要是中厚至厚层状的白云大理岩石，其中夹杂有薄层状钙质绢云母板岩、变质砂岩和石墨片岩等；（3）上两组二段：其中的岩石形状主要以碎屑岩为主，岩性主要包括绢云母石英板岩、绢云母千枚岩、石英岩等，其中局部夹杂有泥灰岩等。其中，主岩石在横向呈现韵律构造发育，局部岩石从横向上延伸数米至数十米，且逐步变成另外一种岩性，形成组合形式。从纵向发展方向来看，其成为了犬牙交错的渐变试过渡关系，通常不同岩性位置较为杂乱，厚度的变化区间在5-～200ｍ之间；（4）上两组三段：该部分岩层主要是由碳酸岩构造而成，颜色从灰逐渐变为深灰色，厚度从中厚逐渐发展成为薄层，主要岩石为条状不纯灰岩，其中夹杂有钙质绢云母板岩，其中局部含有黄铁矿。
1.2 矿区地质构造，矿区出露姜为斜向构造的部分，矿区中是次级复式背向斜构造结构。背斜向西倾没，整个构造线的方向接近东西向，轴部是长岩体贯入，岩层的走向接近东西向，并倾向北西，倾角大致为40°－60°，其翼部属于上两组二段地层。整个矿区内部断裂构造发育，一共发育有4条断裂层，以北东、南西向为主，整个矿区的地质构造相对较为简单。
1.3 矿区的矿体特征。该矿区中，石墨矿主要分布在麻窝子角砾岩当中，且其产状形式与角砾岩基本一致，但是其界线没有明显区分开，但是其间没有明显的界线，而且石墨大多分布在砾面或者岩石裂隙的边界，部分角砾岩存在普遍石墨化的现象，从而在挤压带会形成石墨片岩。
2 物探特征分析
根据找矿试验区地质特征分析，石墨矿床属区域变质矿床，矿体形态呈似层状、透镜状，矿石质量较稳定，矿区构造较简单，岩浆岩分布较少。石墨含矿岩层大部分被第四系所覆盖，因此，物探采用大功率激电中梯测量及剖面测量。
2.1 物性特征，试验区内物性（电性）测量结果见表1。
由表1可知：区内所采四种标本的极化率值均较低，均值在1%左右，仅褐铁矿化变质花岗岩的极化率最大值为3.06%，电阻率值大致可以分为低、中、高三个等级，其中片麻岩为低阻，电阻率几何均值为318Ω•m；褐铁矿化变质花岗岩和安山玄武岩为中阻，电阻率均值在1 100～1 200Ω•m之间；大理岩的电阻率值最高，均值达到5 000Ω•m。根据附近矿区岩芯电性资料可见：石墨化变粒岩、黄铁矿化变粒岩及铅锌矿的极化率值均较高；铅锌矿的极化率最小，均值达到7.6%；石墨化变粒岩的极化率值最高，达到14.2%，但是石墨化变粒岩及铅锌矿的电阻率值均较低，最大不超过235Ω•m；黄铁矿化变粒岩的电阻率值较高，均值达到3 045Ω•m。由试验区实测的视充电率值的大小，可以分为高充电率（＞100ms，相当于极化率16.7%）、中等充电率（40～100ms，相当于极化率6.7%～16.7%之间）和低充电率（＜40ms，相当于极化率＜6.7%）三个等级，同理按照野外实测剖面的视电阻率值的大小，可以将本区分为高阻（＞300Ω•m）、中阻（100～300Ω•m）和低阻（＜100Ω•m）三个等级。
2.2 剖面异常，试验区内1～4剖面在西部具有明显的低阻高充电特征，在剖面的中间部位的电阻率变化梯级带附近具有明显的次一级的高充电率特性，以4剖面为例说明如下：4剖面视充电率值（见图3）在1.05～165.6ms之间，幅值变化较大，异常明显，初步推断视充电率有两处异常，分别命名为Ms1和Ms2异常，视充电率Ms1异常中心在剖面的西部，极高值在262号点处，达165.6ms。结合地质剖面可明显看出，视充电率高值异常Ms1分布于红旗营子群出露地段的边缘，根据异常向北东向范围有增宽的趋势，且该激电异常所处的位置在红旗营子群变粒岩与白垩系张家口组地层的交界部位，初步判断异常与断裂构造破碎带内赋存的极化体有关。由试验区1～4剖面绘制的视充电率、视电阻率等值线平面图（图4）可见：试验区内可圈定四处激电异常（编号Ms1、Ms2、Ms3、Ms4）。Ms1为明显的低阻高充电特征，异常走向为北东向，南西窄、北东宽，异常向两侧均没有封闭，因此推断向北东或南西方向有延伸。
根据以上各种数据综合分析认为，Ms1的视充电率值明显的高于围岩及实测铅锌矿标本的视充电率值，视电阻率值又较低，低于100Ω•m，判断异常Ms1为石墨矿化引起的激电异常，因此Ms1范围附近有发现隐伏石墨矿可能，且异常向两侧均没有封闭，因此，有向北东或南西方向延伸的可能。
2.4 取样测试结果，为了验证试验区内的Ms1异常，在4剖面的248号点进行了钻探验证。钻孔编号HZK-1，钻孔倾角75.42°，钻孔方位角136°，孔深359.3m，孔内取样62件。
3 结论与分析
综合物探方法是对厚覆盖层矿区进行勘察的有效方式，还可以对人文影响严重的区域进行勘探。在具体的实施过程中，通过前期的面积勘探和测量实施自然电法激发极化法两种方式进行对比试验，获得自然电位法、激电中梯装置、激电温纳装置等在该矿区的石墨矿体中的应用效果，发现使用激电中梯方法能够在干扰区域中采集获得较好的激电异常现象，可以为石墨矿化导致的低阻高极化激电异常范围形成良好的边界划分依据。且该结果在后期得到了良好的验证。
石墨矿因其特殊的低阻高极化特点，在使用物探方法进行找矿作业时，可以通过应用物探与钻探相结合的方法为石墨矿床的评价和勘探提供良好的手段。尤其是在当前矿区受到人文因素的干扰和影响日益严重，普通的物探方法已经不能够满足当前的石墨找矿需要，利用本方法能够有效的解决该问题。通过本方法的试验与勘查结果对比分析，该方法的有效性得到了有效的验证。该方法可以为类似地址特征和相关勘探手段下石墨矿的找寻提供有效途径。
参考文献：
［1］杨子建．物探方法在石墨找矿中的应用．2016.
［2］黎明．物探方法在石墨矿中的选择及应用效果．2016.
论文作者:于国辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/22
标签：石墨论文; 矿区论文; 电阻率论文; 剖面论文; 物探论文; 异常论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第1期论文;