礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常及地球物理特征分析

王瑞輝

（河北省煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊(duì)，河北 張家口 075100）

1 研究區(qū)域的地質(zhì)背景

研究區(qū)位于東營坊盆地，區(qū)內(nèi)鐵礦產(chǎn)資源非常豐富，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包括袁家村、寺頭、尖山等大型鞍山式鐵礦體多個(gè)。研究區(qū)域是以遼河構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的下元古界變質(zhì)巖系、上元古界海相碎屑巖及古生代海陸交互相碎屑巖為基底，之后接受中生代陸相地層沉積，經(jīng)燕山運(yùn)動(dòng)改造而形成的盆地。

2 研究區(qū)域內(nèi)地質(zhì)特征

2.1 地層

東營坊盆地內(nèi)元古界、中生界、新生界均有出露，中生界沉積地層為主要研究對象，元古、中、新生界地層：震旦系南芬組、寒武系堿廠組、侏羅系大堡組、侏羅系三個(gè)嶺組以及侏羅系小東溝組。

不同構(gòu)造性質(zhì)和不同地質(zhì)演化歷史的大陸構(gòu)造單元的下地殼地震反射組構(gòu)在發(fā)育程度、排列方式、分布范圍等方面存在十分顯著的差異，可以劃分出4種類型:①高密型,為密集的紋層狀近水平地震反射組構(gòu);②中密型,表現(xiàn)為較稀疏、不連續(xù)、傾斜的弧形地震組構(gòu);③低密型,地震反射組構(gòu)零星分布,無明顯的定向性;④弱反射,幾乎缺失地震反射組構(gòu),近似于透明的空白區(qū)。

2.2 構(gòu)造

東營坊盆地內(nèi)地質(zhì)發(fā)育一褶皺構(gòu)造，該褶皺由沿垂直北西～南東軸向連續(xù)分布的向斜～背斜組成。地質(zhì)結(jié)構(gòu)下地質(zhì)地震波速主要通過如下兩種方法獲得：①在野外實(shí)測并計(jì)算下地質(zhì)的地震波速；②在實(shí)驗(yàn)室測量下地質(zhì)巖體樣品的聲速計(jì)算得出波速。

2.3 巖漿巖

東營坊盆地內(nèi)存在較多晚侏羅世的侵入巖，主要為花崗斑巖和石英正長巖，其他巖漿巖包括流紋巖、閃長巖。

3 地質(zhì)結(jié)構(gòu)含量背景值特征

普查區(qū)不同巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部礦物量背景值統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1。

表1 不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部礦物值統(tǒng)計(jì)表

數(shù)據(jù)表明，區(qū)內(nèi)出露巖體放射性背景值具有如下規(guī)律：

礫巖其放射性背景值為：K含量為1.52%，U含量為3.28×10-6，Th含量為9.75×10-6，Dr總道為90 nGy/h。

泥巖其放射性背景值為：K含量為2.14%，U含量為3.56×10-6，Th含量為17.27×10-6，Dr總道為105 nGy/h。

粉砂巖其放射性背景值為：K含量為2.01%，U含量為8.12×10-6，Th含量為11.05×10-6，Dr總道為110 nGy/h。

砂巖其放射性背景值為：K含量為2.22%，U含量為4.67×10-6，Th含量為14.35×10-6，Dr總道為105 nGy/h。

花崗斑巖其放射性背景值為：K含量為2.42%，U含量為10.13×10-6，Th含量為13.25×10-6，Dr總道為143 nGy/h。

4 放射性特征

本次磁測在工作區(qū)范圍內(nèi)圈定磁異常一處。異常形態(tài)規(guī)則，近似等軸狀，從平面形態(tài)上看具有三度磁異常特征。零等值線基本呈東西向?qū)y區(qū)分為南北兩部分，正異常分布在測區(qū)中部和南部，北部均為強(qiáng)度不大的負(fù)異常。正異常分布區(qū)NW-SE向稍長，長度為1500m左右，NE-SW向略短，長1300m左右。

長軸兩側(cè)異常對稱，異常中心位于32線92號(hào)點(diǎn)附近，異常最大值為1209nT。根據(jù)普查區(qū)1∶5000能譜剖面測量結(jié)果，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同礦產(chǎn)資源含量數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，在消除特高值（或特低值）的影響后，平均值確定為背景值。

確定地質(zhì)電性結(jié)構(gòu)的方法有多種,按場源的性質(zhì)可分為天然場和人工場兩類,前者節(jié)省了發(fā)射裝置,且穿透深度大,解釋效果好;后者不受時(shí)間和空間的限制,可選擇重要構(gòu)造區(qū)帶反復(fù)實(shí)驗(yàn),獲得理想的數(shù)據(jù),但是人工場源能量有限,難以有效地獲取地殼深部電性資料。探測地質(zhì)深部電性結(jié)構(gòu)最有效的方法是天然場法,如大地電磁測深法,由于它對低阻層的分辨率極高,因而在研究大陸下地殼電性結(jié)構(gòu)中顯得尤其重要。

普查區(qū)內(nèi)確定能譜鈾U含量平均值為3.87ppm，大于9.61ppm為異常；能譜釷Th含量平均值為10.92ppm，大于24.15ppm為異常；能譜鉀K含量的平均值為1.9%，大于3.62%為異常。

通過對能譜工作的統(tǒng)計(jì)分析，得到工作區(qū)內(nèi)能譜等值線圖。如圖1所示，圖1是K道等值線圖，圈定K異常3處，異常編號(hào)H-K-1，H-K-2，H-K-3。U道等值線圖圈定U異常2處，異常編號(hào)H-U-1，H-U-2。Th道等值線圖，圈定Th異常3處，異常編號(hào)H-Th-1，H-Th-2，H-Th-3。

圖1 蘭河峪地質(zhì)結(jié)構(gòu)普查能譜掃面K道等值線圖

5 地球物理場特征與地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常的關(guān)系

礦山地質(zhì)低阻層主要出現(xiàn)在年輕的構(gòu)造活動(dòng)區(qū)帶,而穩(wěn)定的前寒武紀(jì)地盾和克拉通下地殼往往顯示高阻特征,說明低阻層與構(gòu)造作用的關(guān)系十分密切。

通過對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的能譜綜合成果圖分析，可以看出放射性高值區(qū)有兩處，鈾值最高處位于普查區(qū)西北部，頭道溝溝頭東邊的陡坡上，最高值能達(dá)到50ppm～60ppm。取樣分析化驗(yàn)結(jié)果顯示LH2的U的含量能達(dá)到42.3ppm。另外一處位于工區(qū)南部，主要分布在花崗斑巖脈侵入?yún)^(qū)域及相近區(qū)域，平均值能達(dá)到12ppm左右，考慮到花崗斑巖的巖性，其整體放射性背景值較高。

6 主要成果

圈定地面伽瑪能譜地質(zhì)結(jié)構(gòu)異常點(diǎn)1個(gè)，異常點(diǎn)位于工區(qū)西北部山根巖性斷面處，U道能達(dá)到60±ppm，總道能達(dá)到600±nGy/h。

7 結(jié)論

（1）通過高精度磁測面積性工作，在工作區(qū)內(nèi)圈定磁異常1處。

（2）經(jīng)過對磁異常平面異常特征的分析，結(jié)合區(qū)域和礦區(qū)地質(zhì)特征及以往鉆孔資料，推斷引起該磁異常的礦體是由多個(gè)呈互層狀的層狀礦體疊加而成。