基于地質(zhì)找礦技術(shù)的綜合物探方法應(yīng)用研究

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)，安徽 淮北 235000）

在深部礦產(chǎn)資源勘查中，地球物理勘探是最重要的技術(shù)手段之一，該領(lǐng)域的技術(shù)水平直接關(guān)系到我國(guó)深部資源探測(cè)的水平。因此，研究開(kāi)發(fā)地球物理勘查新技術(shù)是我國(guó)危機(jī)礦山資源大調(diào)查的重要技術(shù)保證之一[1]。

銅、鉛、鋅等金屬硫化物礦床及與硫化物密切相關(guān)的金、銀礦床是我國(guó)目前危機(jī)資源大調(diào)查的重點(diǎn)礦種，綜合物探是尋找這類礦產(chǎn)資源的最常用的勘探方法，在前期的找礦工作中發(fā)揮了重大的作用，并在深部找礦工作中取得了較大的突破[2]。

礦產(chǎn)資源是可以進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行加工，可以作為燃料用來(lái)發(fā)電和取暖，還可以用于生產(chǎn)建筑材料和化肥等。我國(guó)礦產(chǎn)資源較為豐富，資源潛潛力發(fā)展較大，但勘探程度較低，所有含礦區(qū)僅處于詳查和普查階段[3]。本文在現(xiàn)有礦產(chǎn)資源的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，可利用AlogR重疊方法的基礎(chǔ)上，對(duì)采礦礦井資源數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合行分析。

1 工作任務(wù)

充分收集以往地質(zhì)資料，以可控源和重力測(cè)量、鉆探為主要手段，結(jié)合分析研究，確定本區(qū)礦產(chǎn)資源的主要地質(zhì)結(jié)構(gòu)層位，大致了解礦產(chǎn)資源地質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體分布情況、分布范圍、層數(shù)、厚度及埋深；大致了解礦產(chǎn)資源的主要類型及資源儲(chǔ)備率。

1.1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征

測(cè)區(qū)內(nèi)全部為第四系覆蓋，其下伏地層主要有：新生界的古近系界首組和第四系。

界首組地層：黃口盆地中，界首組為灰、深灰、棕色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與淺棕色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖呈不等厚互層，上部見(jiàn)多層含膏泥巖、硬石膏夾礦產(chǎn)資源的成礦帶。厚度為737.5m～1100m。

1.2 調(diào)查區(qū)地球物理場(chǎng)特征

調(diào)查區(qū)重力特征：所調(diào)查的礦產(chǎn)資源區(qū)域內(nèi)，后黃樓由-34毫伽等值線圈閉。重力低北側(cè)為豐沛斷裂，南側(cè)為謝集-黃集斷裂，南北兩邊為重力高反映的斷層上升盤(pán)-斷塊凸起，可見(jiàn)后黃樓重力低反映了斷陷帶的存在，其形成與發(fā)展主要受豐沛斷裂控制[4]。

2 工作部署

2.1 工作部署原則

根據(jù)調(diào)查區(qū)的地質(zhì)、地球物理特征，按“重電解剖，對(duì)比研究，擇優(yōu)驗(yàn)證”的技術(shù)路線，布置合適的工作量，在后黃樓凹陷區(qū)開(kāi)展調(diào)查評(píng)價(jià)工作。在凹陷區(qū)開(kāi)展重力剖面測(cè)量與可控源音頻大地電磁法測(cè)量，根據(jù)重力異常和電阻率異常，判斷凹陷的范圍和大致了解工作地區(qū)構(gòu)造形態(tài)、礦產(chǎn)的巖性特征，對(duì)成礦最有利的重電組合異常進(jìn)行鉆探驗(yàn)證和綜合測(cè)井。

根據(jù)鉆探和測(cè)井結(jié)果，對(duì)重電異常進(jìn)行再處理和再解釋，提出正確評(píng)價(jià)重電異常的結(jié)論。

2.2 工作布置

布設(shè)3條1：1萬(wàn)重力剖面測(cè)量與可控源音頻大地電磁（CSAMT）法剖面各70km。重力剖面點(diǎn)距40m，測(cè)點(diǎn)數(shù)1725個(gè)，CSAMT剖面點(diǎn)距200m，測(cè)點(diǎn)數(shù)345個(gè)。判斷凹陷的范圍和大致了解工作地區(qū)構(gòu)造形態(tài)、巖性特征。3條CSAMT法剖

選擇2個(gè)有利異常區(qū)，確定最佳鉆探位置。布置鉆探驗(yàn)證孔2個(gè)，因第四系地層埋深達(dá)500m以上，鉆孔設(shè)計(jì)深度不宜低于1000m。暫設(shè)計(jì)1500m，綜合測(cè)井1500m。

3 物探異常解釋

本次物探工作的主要目的是通過(guò)高精度重力以及可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面測(cè)量，對(duì)礦產(chǎn)資源區(qū)域內(nèi)的凹陷區(qū)范圍進(jìn)行劃分，并結(jié)合施工鉆孔大致了解油頁(yè)巖層的分布范圍、厚度及埋深情況。

本區(qū)礦產(chǎn)資源巖賦存期為古近紀(jì)，賦礦層位為古近系界首組。由區(qū)內(nèi)地質(zhì)層巖性特征以及相關(guān)物性資料可知古近系地質(zhì)層表現(xiàn)為低阻、低密度特征，當(dāng)存在油氣藏時(shí)，剖面上將出現(xiàn)電阻率略有升高及局部重力低異常特征，據(jù)此可以在剖面上對(duì)可能含礦產(chǎn)資源地質(zhì)層的分布范圍、厚度及埋深情況進(jìn)行粗略劃分。

高精度重力剖面測(cè)量：綜合三條剖面圖可見(jiàn)，重力異常在平面上呈似橢圓狀重力低，長(zhǎng)軸近東西走向，中心位于周寨一帶，異常極值-20×10-5m/s2，表現(xiàn)為明顯的凹陷區(qū)特征。

1線：剖面長(zhǎng)度20km，方位角12°。由重力布格異常剖面圖可見(jiàn)，重力異常值從100號(hào)點(diǎn)往大號(hào)點(diǎn)方向逐漸減小，在600號(hào)點(diǎn)達(dá)最小值，600號(hào)點(diǎn)以后又逐漸增大，呈現(xiàn)兩端異常值大，中間異常值小的U型模樣，表現(xiàn)出明顯的凹陷特征。剖面凹陷中心的異常值為-19.8×10-5m/s2。

使用GeoIPAS對(duì)1線布格異常進(jìn)行了二度半剖面反演，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)及鉆孔資料推測(cè)認(rèn)為：剖面400m以淺為第四系和新近系地層，其下為古近系，厚度約1100m；剖面凹陷中心位于600號(hào)點(diǎn)；在重力剖面230號(hào)點(diǎn)處可能對(duì)應(yīng)有北傾斷層存在。

可控源大地音頻1線剖面長(zhǎng)度20km，方位角12°，分三段測(cè)量，收發(fā)距分別為8.91、8.9和10.2km。

圖1 1號(hào)線物探綜合剖面圖

二維反演電阻率斷面圖（圖1）顯示400m以淺為高阻，淺部阻值可達(dá)數(shù)十歐姆·米，部分地段橫向上連續(xù)性較差，局部區(qū)段在深約200m處有一低阻層；400m～1500m為低阻，以5歐姆·米勾劃?rùn)M向上連續(xù)性較好，略有起伏，研究區(qū)域礦層的平均厚度在1100m左右；深部電性基本上以等梯度遞增；剖面小號(hào)端100～200號(hào)點(diǎn)有一局部隆起。

該剖面穿過(guò)施工鉆孔zk5-1，對(duì)應(yīng)剖面點(diǎn)號(hào)720號(hào)。據(jù)了解：鉆孔580.00m～900.00m為資源較為豐富的礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)巖體地段，為灰黑色含頁(yè)巖（油頁(yè)巖，850.00m結(jié)構(gòu)資源開(kāi)采率最高為6.4%，超過(guò)6%的最低工業(yè)品位），對(duì)比電阻率斷面圖發(fā)現(xiàn)720號(hào)點(diǎn)約500m深處的低阻異常有所收斂，電阻率值略有升高，1000m深處電阻率等值線也有所隆起。據(jù)此初步可以認(rèn)為電阻率等值線橫向上的局部隆起可能與巖體結(jié)構(gòu)發(fā)育相關(guān)。

結(jié)合區(qū)域地質(zhì)及鉆孔資料推測(cè)認(rèn)為：剖面400m以淺為第四系和新近系地層，其下為古近系，厚度約1100m，剖面凹陷中心位于600號(hào)點(diǎn)，參照重力剖面230號(hào)點(diǎn)處可能對(duì)應(yīng)有北傾斷層存在，其中610號(hào)點(diǎn)500m至1000m深處以及900號(hào)點(diǎn)600至1100m深處可能為找尋礦產(chǎn)資源結(jié)構(gòu)發(fā)育的較理想部位。

圖2 ZK5-1孔測(cè)井曲線節(jié)選

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)高精度重力以及可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面測(cè)量數(shù)據(jù)所進(jìn)行的詳細(xì)分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)及鉆孔資料對(duì)本次安徽省碭山縣所研究區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源調(diào)查工作總結(jié)如下：根據(jù)物探成果分析推測(cè)認(rèn)為在1線610號(hào)點(diǎn)500m至1000m深處以及900號(hào)點(diǎn)600至1100m深處可能為找尋礦產(chǎn)資源的較理想部位。經(jīng)鉆探和測(cè)井結(jié)果認(rèn)證，結(jié)果較理想。