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【摘 要】文章主要就抽水钻孔到盲矿体间距离估算问题进行探讨。
【关键词】抽水钻孔;盲矿;距离;估算
在地质勘查施用钻孔进行深部揭露时,经常会出现未见矿孔,若利用未见矿孔进行抽水,抽水过程中按一定间隔时间系统取水样对矿元素进行(浓度)含量分析测定,易发现盲矿体的存在。因为,基本上所有的含矿物在矿体及周围会形成高含矿元素地下水(即异常水晕),并且能在天然水中有一定的迁移性。而较多矿体赋存于构造破碎带、接触带、层间破碎带中,一般含水性较好,会形成含矿异常水晕。抽水找矿主要是在核地质找矿方面普遍应用,效果较好,随着分析测试仪噐科技进步,在现场能直接快速地测定其结果,因此抽水找矿对拓展到其他矿种水化学找矿方面具有广阔前景意义。
当抽水取样的水样测定结果一旦出现含矿离子有上升趋势,在周围附近就有存在矿体可能。这样就涉及到如何判断矿体所处方位以及抽水孔到矿体间距离计算问题,根据时间顺序取样所测定的含矿值作出的曲线变化情况,大至能分析判盲矿体方位(上方、下方或两侧)。现就抽水钻孔到盲矿体之间距离计算作以下探讨。
以前,在核地质抽水找矿中引用巴拉洛夫计算公式估算此距离,公式建立在L=V×t的基础上,通过衰变律N=N0e-λt计算出时间(t)。其中:N—表示矿体水晕最高氡含量,N0—表示矿体水晕最低氡含量,λ—表示氡的衰变系数,t—表示最高氡含量经衰变到最低氡含量所需要的时间。
它所反映的是盲矿体中的氡水经过衰变达到钻孔本底含量所进行的时间,也就是盲矿体中的氡水是在没有被破坏地下水天然运动的情况下,运动或影响到钻孔的这段时间,然而,由于抽水原因,周围已形降落漏斗,地下水运动已不是天然状态,含矿水向抽水孔方向运动速度和时间均发生改变或变化,另外,钻孔中的水不可能全部来自于盲矿体地段,其它方面来的地下水冲淡了来源于盲矿体中的氡含量。
另外,该计算方法只适用于:1、铀矿抽水找矿;2、钻孔应在盲矿体水晕的影响范围之内,而且盲矿水晕只能位于钻孔的上游。
这些问题的存在并不违背以下原则:盲矿体中的最高氡(或其它元素)含量水向抽水钻孔运动而进入钻孔,在运动的过程中虽然有冲淡,这时钻孔水中的氡(或其它元素)含量仍然有一个最高值,根据这一原则,本人提出以下计算方法,同时应用到其它矿种水化学找矿上,供讨论。
L—表示盲矿体到抽水钻孔之间的距离;
V—表示抽水状态下盲矿水向钻孔运动的平均速度;
t—表示盲矿水在抽水过程中运动到钻孔所需要的时间。
时间t,可以根据抽水取样测得氡(或其它元素)含量变化历时曲线来确定,即氡(或其它元素)刚开始上升拐点到出现峰值这段时间。
地下水在岩石的孔隙和裂隙或溶洞中运动,是一种十分复杂的运动,在地下水动力学中,为了简化问题,把地下水的运动看作一种渗流,也就是把整个含水层都看成是饱和含水的,并不存在固体骨架。达西公式表达为Q=F×v(Q:渗透量,F:过水断面,v:渗透流速),而v=K×I(K:渗透系数,由抽水试验获得或利用经验数据;I:抽水时影响到盲矿体的水力坡度),v:(渗透流速)不等于地下水的真正流速,因此,地下水的真正流速V=v/u(u给水度),裂隙岩层u值一般很小,一般不会超过0.01,孔隙岩层则可达0.1—0.3,根据情况来确定,也可由实验测得。在抽水条件下,地下水向抽水孔的运动速度加快了,但仍然符合v=K×I的公式,不过I(水力坡度)比天然状态下要大得多。I=S/L,(S:抽水降深,L:抽水孔到盲矿体间距离),也可根据观测孔水位或电测法测定降落漏斗的形状求得I值,以便得到v平均值,再由v/u求得地下水的真正流速V。
例如:某金矿普查阶段,施工了一钻孔未揭露到金矿体,后进行抽水找矿,2小时后其中水中金含量开始出现上升,经12小时出现峰值,水中金含量变化曲线见图一,抽水平均降深为20米,岩性为变质砂岩,地下水主要有基岩裂隙水,根据钻孔水文地质编录资料、抽水有关参数结合经验数据,渗透系数取值为0.02米/昼夜(即0.0083米/小时),给水度取值为0.001,计算了結果为40.7米,推断在上方41米左右可能有金矿体存在。
金矿体可能距抽水钻孔41米左右。
本公式适用于,在抽水过程中降深S值变化不大,基本上处于稳定情况,如图二所示:
当降深稳定在某一位置时,随抽水时间的延长,影响半径从R1至R2一直扩展到R。若所测得一些降深相差不大时,可以采用其平均值作为公式中的S值。
由于地下水在岩石孔隙、裂隙中运动十分复杂,在实际工作中要确定以上参数难度较大,如:渗透系数K、孔隙度或裂隙率n以及矿化水向抽水方向运动时间(t)等参数的确定不一定合理,因此公式计算出来的(L盲矿体到抽水孔间距离)结果只能供参考;但是利用抽水寻找发现盲矿体这一方向是可行的。
【关键词】抽水钻孔;盲矿;距离;估算
在地质勘查施用钻孔进行深部揭露时,经常会出现未见矿孔,若利用未见矿孔进行抽水,抽水过程中按一定间隔时间系统取水样对矿元素进行(浓度)含量分析测定,易发现盲矿体的存在。因为,基本上所有的含矿物在矿体及周围会形成高含矿元素地下水(即异常水晕),并且能在天然水中有一定的迁移性。而较多矿体赋存于构造破碎带、接触带、层间破碎带中,一般含水性较好,会形成含矿异常水晕。抽水找矿主要是在核地质找矿方面普遍应用,效果较好,随着分析测试仪噐科技进步,在现场能直接快速地测定其结果,因此抽水找矿对拓展到其他矿种水化学找矿方面具有广阔前景意义。
当抽水取样的水样测定结果一旦出现含矿离子有上升趋势,在周围附近就有存在矿体可能。这样就涉及到如何判断矿体所处方位以及抽水孔到矿体间距离计算问题,根据时间顺序取样所测定的含矿值作出的曲线变化情况,大至能分析判盲矿体方位(上方、下方或两侧)。现就抽水钻孔到盲矿体之间距离计算作以下探讨。
以前,在核地质抽水找矿中引用巴拉洛夫计算公式估算此距离,公式建立在L=V×t的基础上,通过衰变律N=N0e-λt计算出时间(t)。其中:N—表示矿体水晕最高氡含量,N0—表示矿体水晕最低氡含量,λ—表示氡的衰变系数,t—表示最高氡含量经衰变到最低氡含量所需要的时间。
它所反映的是盲矿体中的氡水经过衰变达到钻孔本底含量所进行的时间,也就是盲矿体中的氡水是在没有被破坏地下水天然运动的情况下,运动或影响到钻孔的这段时间,然而,由于抽水原因,周围已形降落漏斗,地下水运动已不是天然状态,含矿水向抽水孔方向运动速度和时间均发生改变或变化,另外,钻孔中的水不可能全部来自于盲矿体地段,其它方面来的地下水冲淡了来源于盲矿体中的氡含量。
另外,该计算方法只适用于:1、铀矿抽水找矿;2、钻孔应在盲矿体水晕的影响范围之内,而且盲矿水晕只能位于钻孔的上游。
这些问题的存在并不违背以下原则:盲矿体中的最高氡(或其它元素)含量水向抽水钻孔运动而进入钻孔,在运动的过程中虽然有冲淡,这时钻孔水中的氡(或其它元素)含量仍然有一个最高值,根据这一原则,本人提出以下计算方法,同时应用到其它矿种水化学找矿上,供讨论。
L—表示盲矿体到抽水钻孔之间的距离;
V—表示抽水状态下盲矿水向钻孔运动的平均速度;
t—表示盲矿水在抽水过程中运动到钻孔所需要的时间。
时间t,可以根据抽水取样测得氡(或其它元素)含量变化历时曲线来确定,即氡(或其它元素)刚开始上升拐点到出现峰值这段时间。
地下水在岩石的孔隙和裂隙或溶洞中运动,是一种十分复杂的运动,在地下水动力学中,为了简化问题,把地下水的运动看作一种渗流,也就是把整个含水层都看成是饱和含水的,并不存在固体骨架。达西公式表达为Q=F×v(Q:渗透量,F:过水断面,v:渗透流速),而v=K×I(K:渗透系数,由抽水试验获得或利用经验数据;I:抽水时影响到盲矿体的水力坡度),v:(渗透流速)不等于地下水的真正流速,因此,地下水的真正流速V=v/u(u给水度),裂隙岩层u值一般很小,一般不会超过0.01,孔隙岩层则可达0.1—0.3,根据情况来确定,也可由实验测得。在抽水条件下,地下水向抽水孔的运动速度加快了,但仍然符合v=K×I的公式,不过I(水力坡度)比天然状态下要大得多。I=S/L,(S:抽水降深,L:抽水孔到盲矿体间距离),也可根据观测孔水位或电测法测定降落漏斗的形状求得I值,以便得到v平均值,再由v/u求得地下水的真正流速V。
例如:某金矿普查阶段,施工了一钻孔未揭露到金矿体,后进行抽水找矿,2小时后其中水中金含量开始出现上升,经12小时出现峰值,水中金含量变化曲线见图一,抽水平均降深为20米,岩性为变质砂岩,地下水主要有基岩裂隙水,根据钻孔水文地质编录资料、抽水有关参数结合经验数据,渗透系数取值为0.02米/昼夜(即0.0083米/小时),给水度取值为0.001,计算了結果为40.7米,推断在上方41米左右可能有金矿体存在。
金矿体可能距抽水钻孔41米左右。
本公式适用于,在抽水过程中降深S值变化不大,基本上处于稳定情况,如图二所示:
当降深稳定在某一位置时,随抽水时间的延长,影响半径从R1至R2一直扩展到R。若所测得一些降深相差不大时,可以采用其平均值作为公式中的S值。
由于地下水在岩石孔隙、裂隙中运动十分复杂,在实际工作中要确定以上参数难度较大,如:渗透系数K、孔隙度或裂隙率n以及矿化水向抽水方向运动时间(t)等参数的确定不一定合理,因此公式计算出来的(L盲矿体到抽水孔间距离)结果只能供参考;但是利用抽水寻找发现盲矿体这一方向是可行的。