井中磁測和激電測井在丁家山鉛鋅礦深部找礦上的運用

周能祥　黃舞炎　房佳　車申

摘要：文章簡述了井中磁測、激電測井兩種物探方法在福建尤溪丁家山鉛鋅礦勘探中的綜合應(yīng)用，介紹了井中磁測和激電測井概念、原理、儀器及資料解釋軟件，選擇了尤溪丁家山ZK1104鉆孔為實例進行異常解釋推斷并結(jié)合鉆孔資料對異常進行了對比驗證。

關(guān)鍵詞：鉛鋅礦；井中磁測；激電測井；異常推斷；鉆孔驗證；深部找礦 文獻標識碼：A

中圖分類號：P631 文章編號：1009-2374（2015）03-0152-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0265

1 概述

井中磁測是以巖礦石的磁性差異為物理基礎(chǔ)，通過儀器測定鉆孔中的磁場強度和孔壁附近巖礦石的磁化率，了解井旁磁異常及巖礦石磁化率的變化特征，結(jié)合工區(qū)地質(zhì)和地面磁測資料為基礎(chǔ)，經(jīng)過資料的分析研究，做出地質(zhì)解釋，以達到找礦和解決其他地質(zhì)問題的目的。

激電測井是勘查多金屬和貴金屬硫化物礦床及尋找井旁和深部盲礦體以及離鉆井的距離和方位的有效的井中物探方法之一，本項目采用的是井中物探測量方法中的地-井測量方式和井-地測量方式，利用該方法可確定鉆孔內(nèi)每個方位的地質(zhì)體（礦體）在地下半空間的賦存的位置情況。

2 激發(fā)極化效應(yīng)

在向地下供直流電時，在供電電流不變的情況下，地面兩個測量電極間的電位差隨時間有所變化（一般是變大），并在幾分鐘后衰減為零。這種在充電和放電過程中產(chǎn)生的隨時間變化的附加電場稱為“激發(fā)激化效應(yīng)”，變化的附加電場稱為“激發(fā)極化場”。

3 工作裝置方式

3.1 井中磁測的工作方法

將測井主機置于井口一定距離處，井口設(shè)置滑輪，將探管置于井中，通過電纜連接。測速采用0.15m/s。

3.2 激電測井的工作方法

井一地方式是將A極置于井內(nèi)某一選定的深度上，B極在地面“無窮遠”處，測量電極MN布置在地面并沿測線進行測量。其作用是發(fā)現(xiàn)孔底盲礦。

4 儀器及解釋軟件

4.1 工作儀器

重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)JCX-2型三分量井中磁力儀1臺、上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司1000m變頻絞車1臺、重慶生產(chǎn)的2000m變頻絞車1臺、北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的KGR-2相位激電儀1臺。

4.2 分析解釋軟件

井中磁測：應(yīng)用實時處理軟件對已采集的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的預(yù)處理、成圖及解釋。

激電測井：將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦，計算電阻率后，在surfer和CAD軟件下繪制測深曲線并劃分電性層，根據(jù)已知鉆孔資料和經(jīng)驗系數(shù)確定礦化層深度。

5 典型實例

以閔中福建尤溪丁家山鉛鋅礦ZK1104鉆孔的井中磁測和激電測井進行異常解釋推斷為典型實例。ZK1104鉆孔位于11線，開孔角度90°，深度600m。

5.1 地質(zhì)背景

區(qū)域出露地層主要為中生代陸相火山巖，次為中上元古界變質(zhì)巖，后者以基底“天窗”形式出現(xiàn)，成為區(qū)內(nèi)層控型鉛鋅（銀）礦產(chǎn)的有利找礦標志和控礦構(gòu)造。區(qū)域主構(gòu)造線呈北東向，次呈北西向，前者有政和～大埔深斷裂，后者有沙縣斷裂和順昌～莆田斷裂，兩組構(gòu)造交匯控制巖漿巖和成礦帶的分布。

5.2 礦床地質(zhì)特征及礦體特征

丁家山礦床賦存層位是中上元古界上段（Pt2-3l3）綠片巖地層，礦體產(chǎn)狀與含礦地層產(chǎn)狀基本一致。受含礦巖性段（Pt2-3l3）控制的礦體（層）可以劃分為三個主要的礦體層位，相互垂向間距約10～20m，在每一個礦體層位內(nèi)，礦體可以是不連續(xù)，往往分解為層位上大體一致但空間上相互間隔的礦體群或礦體帶。

5.3 地球物理特征

巖礦石物性參數(shù)特征如表1所示：

鉛鋅礦礦石磁性參數(shù)測定結(jié)果顯示，梅仙地區(qū)丁家山礦段各類鉛鋅礦石及綠片巖等均具有磁性。

5.4 裝置系數(shù)的設(shè)置

5.4.1 采用井中激電測井（地-井工作方式）激電中梯裝置方式：選擇MN極距為20m，點距為10m，部分段5m。結(jié)合信號強度及以往經(jīng)驗選取r=250m，遠極R=1500m。

5.4.2 井-地方式激電測深MN為40m，地面測量點距為40/100m，供電電極A起始點為井下200m，間距50m；井-地方式剖面測量MN為50m，網(wǎng)度50×50m。供電電極A位置選取三個，分別為井下200m、400m、600m。

5.5 異常響應(yīng)特征及鉆孔對比驗證

5.5.1 井中磁測。成果分析表明：整個鉆孔處于強磁性體互層中，對應(yīng)的巖性多為磁鐵、磁黃鐵礦

巖層。

5.5.2 地-井工作方式激電測井。根據(jù)測井成果并結(jié)合鉆孔揭露的地質(zhì)情況對比分析：推斷異常層的大致傾向為北西緩傾且越往北西變得越緩。同時可以看出由鉛鋅礦所致異常對應(yīng)相位都很低，而磁鐵礦、磁黃鐵（化）礦所致異常對應(yīng)相位幅值都較高。

5.5.3 井-地工作方式激電測深。如圖1所示：經(jīng)過處理后圖上標明了異常點位置（圓點），橫向為水平距離（鉆孔位置為零點），縱向上為零點地面距離到地下的深度。換算到鉆孔深度如圖上虛線邊標注的深度位置所示?？梢钥闯霎惓Ｖ饕蟹植荚阢@孔上部，異常的距離深度與磁測井、地-井激電測井所劃分的異常對應(yīng)良好，與鉆孔揭露的地質(zhì)情況甚為吻合；在鉆孔井旁約750m深約850m處有一異常體存在，但結(jié)合異常幅值大小及單點異常等因素綜合考慮，此處異常體可信度較低，不建議在此處追索礦體。

5.5.4 成果與鉆孔對比驗證：（1）此次綜合測井工作效果明顯，井中磁測、地-井激電和井-地激電三種方法圈定的異常段與鉆孔已揭露的地質(zhì)情況對應(yīng)良好，三種方法之間的吻合度較高；（2）磁鐵礦、磁黃鐵（化）礦的地球物理特征為低阻高頻散率且對應(yīng)相位幅值大，而鉛鋅礦（化）則為低阻低頻散率特征且相位小；（3）結(jié)合地-井、井-地方式的井中激電兩種方法劃分的異常段的具體深度，可以推測ZK1104孔巖層都向西緩傾；（4）局部地區(qū)由于工區(qū)條件限制，一定程度上影響、限制了數(shù)據(jù)的采集。

6 結(jié)語

井中磁測是一種成本低、效率高，工作又比較簡單的井中物探方法。它所取得的磁異常資料，甚至到礦體開采過程中，仍有其實用價值。但也存在一定問題，如精度比較低、探測范圍不夠、解釋系統(tǒng)等。激電測井（地-井方式和井-地方式）兩種裝置各有優(yōu)缺點，兩種方式的結(jié)合，可確定異常體范圍和深度，同時提高工作效率。

此文的實例來源于閔中福建尤溪丁家山鉛鋅礦深部探礦項目資料，在此對參加該項目的所有同事表示由衷的感謝。

參考文獻

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作者簡介：周能祥（1988-），男，江西撫州人，福建金東礦業(yè)股份有限公司物化遙專業(yè)助理工程師，研究方向：礦山

地質(zhì)。

（責任編輯：蔣建華）