物探方法在脉石英找矿工作中的几点认识

冀鲁雪，肖楷模，张 南，蔡晓旭

（中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100）

高纯石英在光纤通信、航空航天等高新技术产业中具有不可取代的地位[1]，脉石英作为高纯石英的主要来源是一种不可多得、用途广泛的重要非金属矿产资源。利用物探方法寻找脉石英，前人做了许多研究工作，李金铭[2]认为中间梯度法是用来追索和圈定高电阻薄岩脉的有效方法之一，此法用来追索和圈定石英脉可以得到良好的经济及地质效果。薛林家等[3]通过试验，认为物探电法是浅覆盖区石英脉找矿的一种有效方法，利用电阻率中梯法(以下简称中梯)结合电阻率测深法(以下简称测深)可以取得较好的效果，同时还总结了异常体埋深、规模、面积等与异常强度的关系。中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队在临沂中北部地区脉石英找矿工作中开展了大量的物探工作，利用中梯和测深圈定了一批有价值的异常体。

1 物性分析工作

若仅从物性角度来考虑，脉石英是自然界中电阻率最高的矿物之一，但在实际生产中发现，视电阻率值最高的异常却往往不是由脉石英引起的 ，通常情况下，大片的裸露基岩所引起的异常要高于脉石英所引起的异常。经过近几年的工作总结发现，若将测区内的异常分为低阻异常、次高阻异常和高阻异常，除重点关注高阻异常外，条带状的次高阻异常往往也存在赋存脉石英矿的可能性。原因在于，自然界中存在的脉石英往往较破碎，裂隙会被泥质等充填，视电阻率值降低，同时热液成因的脉石英围岩往往会发生蚀变，使得部分围岩的抗风化能力减弱，而脉石英和没有发生蚀变的围岩抗风化能力较浅部蚀变围岩强，此外，若脉石英上覆盖较厚，也会降低脉石英引起的异常强度[3]。因此会出现裸露基岩的视电阻率值最高、脉石英视电阻率值次高、脉石英浅部围岩视电阻率值相对较低的现象。

图1 道士海测区视电阻率中梯法平面等值线图(部分)

以道士海测区为例，图1为道士海测区视电阻率中梯法平面等值线图的一部分，图中可见两条条带状高阻异常(D2和D3)，其中D2所处位置为一条山谷，推测受地形影响，D3异常视电阻率值最高，但该位置却是大片的裸露基岩。在图1的最左侧，有一条发育在低阻中的条带状次高阻异常(图中D1处)，在该异常南端发现有脉石英露头，推测该次高阻异常有赋存脉石英矿的可能性。

在面梨沟测区，该区域内发育有大量水晶，若仍仅从物性角度来考虑，水晶也会表现为高阻异常。但经实地踏勘发现，水晶发育的空洞往往会被泥质充填，寻找泥质充填的空洞可以起到间接寻找水晶的效果。分析认为，泥质充填的空洞应表现为低阻异常，经在采坑附近施工的3号测深剖面验证(图2)，空洞确实表现为低阻。在该测区的后续施工中，重点关注了区域内的低阻异常，取得了较好的效果。

图2 面梨沟测区3号剖面视电阻率等值线断面图

2 设计露头参数测点(剖面)

为了解岩矿体的异常特征，在露头发育的测区应设计露头参数剖面或参数电测深点，这既是规范[4]要求，也是实际工作中应当进行的，面梨沟测区采坑旁测深剖面即属于露头参数剖面。

以连埠峪测区为例，在正式施工前，首先在连埠峪村东北方向一脉石英露头上进行了参数电测深点CS-1点的测量(图3)。通过测量发现，露头处电测深曲线类型为A型，介质分为三层，中间层即脉石英矿体，从而对测区内的地电特征有了初步的认识。通过分析其他测深点的测深曲线，认为2号线75号点与参数测深点异常特征相似(图4)，且该点位于一条带状中梯异常上，推测该处有赋存脉石英矿的可能性，后期通过槽探工程验证，确实揭露有脉石英矿体(图5)。

图3 CS-1点测深曲线图

图4 2-75点测深曲线图

图5 槽探工程揭露的石英脉

3 综合物探异常分析

3.1 结合测深曲线进行解释

所谓视电阻率，即是由于电法勘探存在体积效应，属于体积勘探，因而计算得到的电阻率值通常是中心点周围电阻率的综合效应，因此被称为视电阻率[5]。若假设地表为高阻体，如裸露的基岩，则该点所有极距的视电阻率值都会有不同程度的上升，若地表为低阻体，如富水的粘土层，则该点所有极距的视电阻率值都会降低，以此数据形成等值线图，则容易形成“假异常”，而使用单点测深曲线进行解释则可有效避免这个问题。

以叉河测区为例，图6为叉河测区1号测深剖面视电阻率等值线图，图中70号点下方，有一明显的陡立高阻异常，若仅利用该图进行分析，易误认为由脉石英引起。若结合各点的测深曲线进行分析，70号点的测深曲线类型应为G型(图7)，介质分为两层，而40号点的测深曲线类型为A型(图8)，当AB/2=6m时，对应一层高阻体。后期经验证，40号点确实对应一条石英脉，而70号点位于一条排水沟附近，地表为杂乱的碎石，造成测深曲线中浅部数据的锯齿状跳动，该点的高阻异常即为体积效应引起。

图6 叉河测区1号剖面视电阻率等值线断面图

图7 1-70点测深曲线图

3.2 结合地质工作进行分析

产生物探异常的原因往往是多种多样的，这是由于不同的地质体可以引起强度和形态相近的物探异常，而同一种地质体也可产生强度和形态不同的物探异常，这就是物探的多解性[6]。如前文所述，脉石英、裸露基岩都可以引起高阻异常；受地形影响，山谷地区也会表现为高阻异常；而同样都是脉石英，完整的脉石英和破碎的脉石英，会表现为不同的物探异常。因此在工作中除尽量取全取准各种物探参数外，还应与地质工作紧密结合，多种条件做约束，才能得到较为肯定的结论。

以棉花洼测区为例，图9为棉花洼测区视电阻率中梯法平面等值线图的一部分，从图中可见一条带状高阻异常，经实地验证，该处为山谷，且覆盖较严重，该异常在初期被认为是受地形影响引起。在后来的地质工作中，在该区域发现脉石英露头，因此怀疑该异常可能是由脉石英和地形引起的综合异常，经布设在该处的1号测深剖面验证(图10)，在40～60号点下方确实存在板状的高阻异常，推测该处有赋存脉石英的可能性。另外，若深部存在异常而地表有覆盖，且无明显证据支持时，则要谨慎圈定深部矿体。在实际工作中曾出现将深部异常圈定为脉石英矿体，经槽探揭露发现是片麻岩的情况。

图8 1-40点测深曲线图

图9 棉花洼测区视电阻率中梯法平面等值线图(部分)

4 结语

物探方法在临沂中北部地区脉石英找矿工作中取得了一定的成果，也存在一些问题。如：脉石英发育地区多为山区，地形影响较大；脉石英与围岩物性差异不大时，不易区分；脉石英引起的物探异常范围要远大于其实际范围，进行定量或半定量解释较困难等。在接下来的工作中，还应尽可能提高物探的观测和解释精度，以更好的发挥物探的作用。

图10 棉花洼测区1号测深剖面等值线图