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1、CSAMT法在大乌淀石墨矿勘查中的应用石墨具有耐高温、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。自可以从石墨中分离出石墨烯的技术掌握以来，石墨矿的勘查工作越来越受到社会的重视。因此，寻找晶质石墨矿产资源对我国科技发展、国防建设有着重要的意义2。 大乌淀晶质石墨矿位于中国内蒙古自治区，矿区海拔1625 1690m，露天矿床，石墨矿物储量达1775.58万吨，为世界级超大晶质石墨矿，矿石品位高，可选性好，被国土资源部列为重点找矿成果，CSAMT法在该石墨矿勘查中发挥了重要作用。 1
2、 地质概况 本区位于华北陆块北缘，所处大地构造位置属华北陆块区（级），阴山陆块（级），狼山-白云鄂博裂谷（级）。 1.1 地层。勘查区内出露有中上元古界白云鄂博群长城系尖山组（Chj）、蓟县系哈拉霍疙特组（Jxh）和第四系上更新统（Qp3apl）及全新统（Qhal+pl）。 尖山组岩性主要为深灰黑色含红柱石二云石墨片岩、变质中细粒石英砂岩、含矽线石红柱石石墨片岩夹变质石英砂透镜体等，局部为互层。地层走向50，地表出露宽度约1960m，长度约5040m。在勘查?为北西倾的单斜地层。为本区石墨矿含矿地层，地层厚度330m；哈拉霍疙特组为一套以碳酸盐建造为主的沉积岩，主要岩性为泥砂质、硅质灰岩夹石英
3、砂岩、炭质板岩、厚层状碎屑灰岩；第四系为亚砂粘土层夹砂砾石层及腐殖质土层，厚度010m。 1.2 岩浆岩。岩浆岩主要有辉长岩（）、晚石炭世灰色花岗闪长岩（C2）和早二叠世黑云母花岗岩及少量辉长岩脉、角闪石岩等。 1.3 构造。区内构造简单，地层主要为单斜构造，总体向北西倾。地表发现有一条破碎蚀变带F1，长约600m，最大宽度65m，一般宽度2540m，总体走向为55，倾向北西，倾角65，破碎带岩石破碎强烈，破碎蚀变带内见有强烈褐铁矿化、碳酸盐化、绢云母化等。在东南部花岗闪长岩与地层接触带部位有条破碎蚀变带F2。位于南东含矿带与变质石英砂岩南东边部，长约600m，最大宽度38m，一般宽度1020
4、m，总体走向为36，倾向北西，倾角55，破碎带岩石破碎强烈，破碎蚀变带内见有强烈褐铁矿化、透闪石化、碳酸盐化、绢云母化。 1.4 矿体特征。石墨矿体赋存于尖山组地层含红柱石二云石墨片岩中，总体呈层状、似层状、透镜状北东展布，发现大小不等矿体15条。石墨矿层分布在一定的层位中，延长稳定，与围岩产状一致，具有层状原生沉积特征。矿体产出受一定层位控制，与黑色含红柱石二云石墨片岩关系密切，石墨呈鳞片状均匀地分布于矿石之中，品位稳定。 2 物探方法及地球物理特征 在已知石墨矿露头及其附近，分别进行了大功率激发极化中间梯度法和激发极化对称四极测深法进行工作，实测发现石墨矿体仅出现低阻特性，无法测定极化率参
5、数。利用石墨矿体与围岩出现极大的电阻率差异，可以选择可控源音频大地电磁测深法（CSAMT法）进行石墨矿探测工作，CSAMT法实测剖面7条，控制总长8.7，点距50m，查明矿体的分布、规模、形态、产状和埋度等基本情况。 2.1 电性特征。工作区电性测量结果见表1。 从表1中可以看出，勘查区主要岩（矿）石的电性参数可划分为四个等级。石墨矿的电阻率值极低，电阻率值不大于50.m，矿石的品位越高，其电阻率值就越低，表现为极低电阻特征；下元古界白云鄂博尖山组含石墨二云母片岩（Gph）的电阻率值较低，一般为50600.m，岩石中随着含石墨量的增加，其电阻率值有降低的趋势，表现为低电阻特征；花岗闪长岩（C2
6、）与花岗岩（P1）的电阻率值大体相仿，电阻率值一般为5001800.m，表现为中高电阻特征；变质石英砂岩（mss）与石英岩（mss）的电阻率值在同一个级别上，电阻率值一般为12003000.m，表现为高电阻特征。这些电性上的差异，是开展电磁法工作的物理前提。 2.2 异常特征。图1为100线断面异常特征，从二维反演电阻率断面图中可知，分别在点号24002450和26002725段出现小于50.m低阻异常，异常形态均倾向北西（大号）。在两低阻异常的两侧出现了大于2000.m的高阻异常。结合地质资料分析后，推测两低阻异常为石墨矿体引起的异常，倾向北西，倾角为5060，向下延深150350m，北西端
7、（大号）中高阻异常区为花岗闪长岩（C2），南东端（小号）高阻异常区为变质石英砂岩（mss）或石英岩（mss），底部为变质石英砂岩、石英岩或花岗闪长岩。 2.3地质解释成果。综上所述，结合工作区成矿地质条件，石墨矿体赋存于下元古界白云鄂博群尖山组地层中，岩性为石墨黑云母石英片岩。矿体与围岩产状一致，走向为北东向，石墨矿床由多层矿体组成，规模较大。根据异常特征推测一共有六条主要矿体，从南至北编号为、（-1、-2）、。 号矿体：位于勘查区最南端，矿体似层状，矿体走向北东，走向延长约2000m。南西端延深出勘查区外，北东端尖灭，倾向南东，倾角4070，矿体厚度1050m，矿体延深100350m。 -1
8、号矿体：该矿体是规模较大的矿体，呈厚层状，矿体走向北东，走向延长约2000m。南西端延深出勘查区外，北东端尖灭，走向约70，倾向北西，倾角5070，矿体厚度80250m，矿体延深100350m。 -2号矿体：矿体呈透镜状，矿体走向北东，走向延长约3000m，南西端延深出勘查区外，北东端也延伸出勘查区外，倾向北西，倾角4070。矿体厚度70200m，矿体延深100300m。 号矿体：矿体呈扁豆状，矿体走向北东，走向延长约1300m，南西端尖灭，北东端也尖灭，倾向北西，倾角5070。矿体厚度1030m，矿体延深100350m。 号矿体：勘查区的主矿体，呈厚层状，矿体走向北东，控制矿体长约3500m
9、，南西端延深出勘查区外，北东端也延伸出勘查区外，倾向北西，倾角3570。矿体北东部厚度变大，南西部逐渐变薄。矿体厚度20270m，矿体延深100400m。 号矿体：矿体呈扁豆状，矿体走向北东，走向延长约800m，南西端尖灭，北东端也尖灭，倾向北西，倾角5070。矿体厚度1030m，矿体延深150300m。 3 钻探验证结果 钻探验证结果与物探推测结果基本上吻合，共圈定15条矿体，其中14条矿体参加资源/储量估算。矿产为石墨，固定碳平均品位4.40%。共获得（122b+333）类型石墨矿石量34922.71万吨，固定碳量1535.46万吨。其中，122b类型，矿石量17405.20万吨，占49.84%。固定碳量732.49万吨，占（122b+333）资源/储量的47.71%。CSAMT法在大乌淀石墨矿勘查中取得了显著的地质效果。