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[摘要]针对高原干旱地区地形复杂、矿体埋深较深、供电困难等地质条件,普通激电测深方法是探查隐伏矿层的有效地球物理方法。本文以一个矿区为例阐述普通激电测深方法在高原干旱地区的应用。
[关键词]普通激电测深 干旱 供电困难 断面图 小四级露头法
[中图分类号] S932.9+15 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-242-2
0前言
随着地表矿产资源日趋减少,找深部隐伏矿产成为今后找矿的主要方向。我国西北部高原干旱地区蕴藏了大量的矿产资源,这部分资源不易被发觉且开采难度极大。普通激电测深作为地球物理勘探方法的一种,可以很好的探测隐伏断层、破碎带、地下洞穴,探查成矿部位等。
普通激电测深是通过改变电极距(AB及MN)测量不同AB极距的视电阻率及极化率,研究各测量点地下不同深度的地质情况。多采用对称四极排列装置,称为对称四极测深法。
1地区描述
矿区地层主要为元古界前震旦系上墅组,次为震旦系休宁组、南沱组、陡山沱组、灯影组及第四系。其中,上墅组主要岩性为中-酸性火山岩;休宁组下段为紫红色砂岩,局部含砾砂岩;南沱组主要出现于矿区北西部,分上、中、下三部分:下部和上部由冰碛含砾砂泥岩、冰碛含砾泥岩组成,中部为含锰白云质泥岩或含锰白云岩;陡山沱组为浅黄绿色页岩间夹白云质灰岩及灰质白云岩;上统灯影组随陡山沱组分布,为深灰色中薄层状灰岩。
2矿区岩、矿石物性特征
矿区内,岩体为石英闪长斑岩,围岩为流纹岩凝灰熔岩、次生石英岩、霏细岩等,前人对矿区出露的各岩体进行了系统的极化率参数测定工作,测定结果显示,石英闪长岩极化率最大值为12.4%,次生石英岩极化率最大值为13.4%。同类岩石极化率值的变化范围比较大,如石英闪长斑岩极化率最大值为12.9%,而最小值1.6%,相差近8倍。这是因为石英闪长斑岩体矿化不均匀所致;同时可见矿化强时ηs值高,矿化弱时ηs值低。
通过对钻孔岩心标本进行电物性测定发现,矿区内金属矿化与无金属矿化岩(矿)石存在一定的电性差异。无金属矿化岩(矿)石的ηs值皆在4%以下,而金属矿化岩(矿)石的ηs值均高于4%,最大达11.82%。黄铜矿外,黄铁矿化是引起高极化率的主因。无金属矿化、金属矿化、黄铜矿的ρs值依次降低。无金属矿化标本ρs值一般为4000~2300Ω·M(表中的碳酸盐化凝灰岩因裂隙发育充水,使电阻率大大降低了,ρs值仅695.48Ω·M)。金属矿化ρs值在2200~870Ω·M之间变化,其ρs的大小与矿化程度有密切关系,矿化程度高则ρs低,矿化程度低则ρs高。团块状黄铜矿ρs值最低,为169.83Ω·M,相对其它岩性为低阻体。综上所述,该区的矿化带(远景)应具有高激化率低电阻率的电性特征。
3工作方法及资料解释
3.1工作方法
工作布置根据地质任务,在矿区北东已有勘探线0线的两侧、以ZK002钻孔为中心进行测线布置。0线向南西分别为4线、5线,向北东分别为6-1线、6线,测长均为500m、走向130°,线距50m,点距20m。其中,4线、5线采用对称四极激电测深,以发现矿体在垂向(断面)上引起的异常。6-1线、6线采用对称四极激电剖面测量,以了解矿体在平面上引起异常大致范围。
3.2资料解释
不同电性的地质体,在ρs、ηs断面等值线图和平面等值线图中会表现出不同的形态,反映出不同地质体或矿(化)体的电性特征,结合测区已知钻孔、地质、物性资料等就可初步判断引起异常的地质体及其产状等。下面以4线为例,进行具体分析。
4-1单元,约为地表至AB/2=15m的整条剖面。ρs等值线呈大小不一的闭合圈出现,电性不均匀,为第四系坡积,洪积、残积、粘土等物质引起。该单元极化率大多不高,有些测点在4%左右,系残、坡积物具金属矿化所致。
4-2单元,4-1 单元下部至 AB/2=100m、宽470/4~486/4号测点之间。ρs等值线相对平而密,极化率大多不高,在邻近4-3单元处有4%左右异常值出现。
4-3单元,4-2单元下部至AB/2=340m处,宽与4-2单元相同。两侧视电阻率高,中间视电阻率陡降,等值线呈深U状。两侧470/4号测点及480/4-484/4号测点高阻系上墅组地层引起。中间472/4-480/4号测点宽约80m为低阻带,可能是地层受断层破坏后,由后期热液运动黄铁矿、黄铜矿化引起,编为Ⅰ号异常,其断层编为断层F1。本单元极化率异常自上而下断续分布,其值多在4%左右,底部见有7%。
4-4单元,4-1单元下部至AB/2=70~130m、宽486/4-520/4测点。多个高、低阻闭合自成体系,并相间、穿插,比较杂乱,推断系由后期闪长岩体的缓慢侵入,巨大上升应力致使前期岩体就地碎裂造成。所谓“就地碎裂”,就是虽然后期岩体的上升压力巨大,但由于上升缓慢又具有一定的面积性,这种应力类似于静压,加上前期岩体具有一定的上覆盖层规模,所以只造成挤压碎裂,但位移却不大,从ZK002、ZK003等钻孔岩心中可以看到角砾可对接现象。从而形成了具有面积性的似层状挤压碎裂带,也就是所称的隐爆角砾岩层,其分布和大小显然与岩体有关。压碎层形成之后,在更后期,如图2中的断层F2、断层F3的破坏作用形成热液通道,多期次多成分的热液矿物呈胶结物充填于角砾的空隙中,形成含矿压碎角砾岩。从本单元的电阻率等值线上看,热液通道附近多为低阻中心,相对而言,无通道处电阻率略高。488/4和510/4测点处有高阻闭合圈出现,其值与4-2单元相当,推断为上墅组地层的捕虏体引起。本单元虽然有多个低阻中心,但属同一层含矿压碎角砾岩引起,统编为Ⅱ号异常。从图3看,本单元也有视极化率异常对应。但510/4-520/4低阻测点范围内,未见极化率异常,从电阻率断面等值线图判断,可能是断层F4规模太小矿化不强或无矿化。
4结论
本次应用激电测深方法对高原干旱地区矿层进行了勘探,解决了供电困难,接受苦难等问题。由于该地区水量较小,灰岩中存在溶洞或者断裂现象比较普遍,因此在进行激电测深时,应综合各方面材料,对干扰异常进行剔除,才能使成果可以更精确地反映实际地质情况。
参考文献
[1]刘达龙,刘鸿福,等.双频激电法在浙江省苦麻岭地区找矿勘查中的应用[J].中国煤炭地质,2011,(2),23:59-63.
[2]石明生,张永雨.电测深法和钻探相结合在山区地质勘察中的应用[J].地质与勘探,2005,(5),41:92-95.
[3]张保详,杨宏,等.电测深剖面法在孤东油田海堤质量探测中的应用[J].勘察科学技术,1997,(5):59-61.
[4]张赓,庹先国,等.电测深法在无定河某段地下水探寻中的应用[J].科学技术与工程,2013,(27) 13:7953-7959.
[5]李百详,李安吉,等.电测深在榆中盆地地热勘查中的应用[J].甘肃地质学报,2000,(1),9:85-91.
[关键词]普通激电测深 干旱 供电困难 断面图 小四级露头法
[中图分类号] S932.9+15 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-6-242-2
0前言
随着地表矿产资源日趋减少,找深部隐伏矿产成为今后找矿的主要方向。我国西北部高原干旱地区蕴藏了大量的矿产资源,这部分资源不易被发觉且开采难度极大。普通激电测深作为地球物理勘探方法的一种,可以很好的探测隐伏断层、破碎带、地下洞穴,探查成矿部位等。
普通激电测深是通过改变电极距(AB及MN)测量不同AB极距的视电阻率及极化率,研究各测量点地下不同深度的地质情况。多采用对称四极排列装置,称为对称四极测深法。
1地区描述
矿区地层主要为元古界前震旦系上墅组,次为震旦系休宁组、南沱组、陡山沱组、灯影组及第四系。其中,上墅组主要岩性为中-酸性火山岩;休宁组下段为紫红色砂岩,局部含砾砂岩;南沱组主要出现于矿区北西部,分上、中、下三部分:下部和上部由冰碛含砾砂泥岩、冰碛含砾泥岩组成,中部为含锰白云质泥岩或含锰白云岩;陡山沱组为浅黄绿色页岩间夹白云质灰岩及灰质白云岩;上统灯影组随陡山沱组分布,为深灰色中薄层状灰岩。
2矿区岩、矿石物性特征
矿区内,岩体为石英闪长斑岩,围岩为流纹岩凝灰熔岩、次生石英岩、霏细岩等,前人对矿区出露的各岩体进行了系统的极化率参数测定工作,测定结果显示,石英闪长岩极化率最大值为12.4%,次生石英岩极化率最大值为13.4%。同类岩石极化率值的变化范围比较大,如石英闪长斑岩极化率最大值为12.9%,而最小值1.6%,相差近8倍。这是因为石英闪长斑岩体矿化不均匀所致;同时可见矿化强时ηs值高,矿化弱时ηs值低。
通过对钻孔岩心标本进行电物性测定发现,矿区内金属矿化与无金属矿化岩(矿)石存在一定的电性差异。无金属矿化岩(矿)石的ηs值皆在4%以下,而金属矿化岩(矿)石的ηs值均高于4%,最大达11.82%。黄铜矿外,黄铁矿化是引起高极化率的主因。无金属矿化、金属矿化、黄铜矿的ρs值依次降低。无金属矿化标本ρs值一般为4000~2300Ω·M(表中的碳酸盐化凝灰岩因裂隙发育充水,使电阻率大大降低了,ρs值仅695.48Ω·M)。金属矿化ρs值在2200~870Ω·M之间变化,其ρs的大小与矿化程度有密切关系,矿化程度高则ρs低,矿化程度低则ρs高。团块状黄铜矿ρs值最低,为169.83Ω·M,相对其它岩性为低阻体。综上所述,该区的矿化带(远景)应具有高激化率低电阻率的电性特征。
3工作方法及资料解释
3.1工作方法
工作布置根据地质任务,在矿区北东已有勘探线0线的两侧、以ZK002钻孔为中心进行测线布置。0线向南西分别为4线、5线,向北东分别为6-1线、6线,测长均为500m、走向130°,线距50m,点距20m。其中,4线、5线采用对称四极激电测深,以发现矿体在垂向(断面)上引起的异常。6-1线、6线采用对称四极激电剖面测量,以了解矿体在平面上引起异常大致范围。
3.2资料解释
不同电性的地质体,在ρs、ηs断面等值线图和平面等值线图中会表现出不同的形态,反映出不同地质体或矿(化)体的电性特征,结合测区已知钻孔、地质、物性资料等就可初步判断引起异常的地质体及其产状等。下面以4线为例,进行具体分析。
4-1单元,约为地表至AB/2=15m的整条剖面。ρs等值线呈大小不一的闭合圈出现,电性不均匀,为第四系坡积,洪积、残积、粘土等物质引起。该单元极化率大多不高,有些测点在4%左右,系残、坡积物具金属矿化所致。
4-2单元,4-1 单元下部至 AB/2=100m、宽470/4~486/4号测点之间。ρs等值线相对平而密,极化率大多不高,在邻近4-3单元处有4%左右异常值出现。
4-3单元,4-2单元下部至AB/2=340m处,宽与4-2单元相同。两侧视电阻率高,中间视电阻率陡降,等值线呈深U状。两侧470/4号测点及480/4-484/4号测点高阻系上墅组地层引起。中间472/4-480/4号测点宽约80m为低阻带,可能是地层受断层破坏后,由后期热液运动黄铁矿、黄铜矿化引起,编为Ⅰ号异常,其断层编为断层F1。本单元极化率异常自上而下断续分布,其值多在4%左右,底部见有7%。
4-4单元,4-1单元下部至AB/2=70~130m、宽486/4-520/4测点。多个高、低阻闭合自成体系,并相间、穿插,比较杂乱,推断系由后期闪长岩体的缓慢侵入,巨大上升应力致使前期岩体就地碎裂造成。所谓“就地碎裂”,就是虽然后期岩体的上升压力巨大,但由于上升缓慢又具有一定的面积性,这种应力类似于静压,加上前期岩体具有一定的上覆盖层规模,所以只造成挤压碎裂,但位移却不大,从ZK002、ZK003等钻孔岩心中可以看到角砾可对接现象。从而形成了具有面积性的似层状挤压碎裂带,也就是所称的隐爆角砾岩层,其分布和大小显然与岩体有关。压碎层形成之后,在更后期,如图2中的断层F2、断层F3的破坏作用形成热液通道,多期次多成分的热液矿物呈胶结物充填于角砾的空隙中,形成含矿压碎角砾岩。从本单元的电阻率等值线上看,热液通道附近多为低阻中心,相对而言,无通道处电阻率略高。488/4和510/4测点处有高阻闭合圈出现,其值与4-2单元相当,推断为上墅组地层的捕虏体引起。本单元虽然有多个低阻中心,但属同一层含矿压碎角砾岩引起,统编为Ⅱ号异常。从图3看,本单元也有视极化率异常对应。但510/4-520/4低阻测点范围内,未见极化率异常,从电阻率断面等值线图判断,可能是断层F4规模太小矿化不强或无矿化。
4结论
本次应用激电测深方法对高原干旱地区矿层进行了勘探,解决了供电困难,接受苦难等问题。由于该地区水量较小,灰岩中存在溶洞或者断裂现象比较普遍,因此在进行激电测深时,应综合各方面材料,对干扰异常进行剔除,才能使成果可以更精确地反映实际地质情况。
参考文献
[1]刘达龙,刘鸿福,等.双频激电法在浙江省苦麻岭地区找矿勘查中的应用[J].中国煤炭地质,2011,(2),23:59-63.
[2]石明生,张永雨.电测深法和钻探相结合在山区地质勘察中的应用[J].地质与勘探,2005,(5),41:92-95.
[3]张保详,杨宏,等.电测深剖面法在孤东油田海堤质量探测中的应用[J].勘察科学技术,1997,(5):59-61.
[4]张赓,庹先国,等.电测深法在无定河某段地下水探寻中的应用[J].科学技术与工程,2013,(27) 13:7953-7959.
[5]李百详,李安吉,等.电测深在榆中盆地地热勘查中的应用[J].甘肃地质学报,2000,(1),9:85-91.