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地质工程勘查中电磁测深法的应用

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摘要:矿产资源作为重要的工业资源,近年来受到了人们的广泛重视。而物探方法在矿山地质工程勘查中发挥着巨大的作用,大地电磁测深法不仅分辨率高,而且勘探深度大,越来越被广泛的应用于矿产资源勘查中。通过大地电磁测深法的应用,能够将地质体之中的电体差异反应出来,并且也可以确定具有各种不同电性特质的地质体空间分布,基于此,本文论述了大地电磁其在矿产勘查之中的应用。

关键词:大地电磁;矿产勘查;应用

随着科学技术的不断发展,物探技术也获得了极大的发展,尤其是大地电磁法近年来呈现出良好的发展态势。并在矿产资源勘探中发挥了巨大的作用,该方法应用于矿产资源的勘查其技术已经非常成熟,而且具有非常丰富的信息量,且装置轻便,然而由于通过该法进行矿产资源勘查,需要依赖于天然矿场,所以在抗干扰能力上较弱。大地电磁法主要在深部资源矿产勘查以及地下矿层分布和探测地壳深部结构方面有着非常广泛的应用,并发挥着巨大的效益。本文主要对大地电磁法在矿产勘查方面的应用进行探讨,以供参考。矿产资源是一种不可再生、可综合利用的能源,得到各级政府的高度重视。矿产资源能源的开发对企业建设和地区经济发展具有极大的推动作用,国内有多个城市开发深层矿山田,并已取得显著的经济效益和社会效益。

1地质概况

研究矿区所处的地质构造位置为胶辽台隆铁岭―靖宇台拱与华北断坳之接合部,与铁岭―靖宇隆起内的凡河凹陷相毗邻,属下辽河断陷北段,为中新生代时期中国大陆边缘活动带的组成部分,属太平洋构造域。本区受中新代时期中国东部大陆边缘活动带作用,形成沈北盆地。其基底为中元古代长城―蓟县期海相沉积岩,与凡河凹陷连为一体。

1.1矿层

该矿区为新生代古近系断陷沉积盆地,它是继承于中元古代蓟县期大甸子矿山地质之上,中生代以来矿层断裂构造作用使之断陷沉积而成。其内分布第四系、新近系与古近系陆相碎屑岩和少量火山碎屑岩熔岩体,自新至老叙述如下:第四系:包括全新统和更新矿层,覆盖全区,厚度10m~110m,以蒲河两岸最为发育。

1.2地质构造

该矿山为中新生代断陷矿层,受区域断裂带构造控制,以NNE走向为主。其矿山内断裂断层也很发育,虽然地表无任何迹象,但经过多种物探方法测量,发现北东、北西,近东西和近南北走向的断裂。

2水文地质特征

该矿山地质地下水的特征与蒲河水系和地质形成的相辅相成的关系,矿山水文地质内含水层基本可分浅层地下水和深层地下水两种。浅层地下水主要为第四系松散堆积层(含冲积、洪积等)的孔隙水及少量的孔隙水和裂隙水,含水层由砾、卵石及中粗砂等组成,蒲河两侧治安屯―道义一带可称为蒲河河谷矿山强富水段。本区的深层地下矿层,是本次勘查的主要目标物。该矿区的隔水层为新生界和元古界的泥质、泥炭质矿层。阻热层为新生界沉积盖层,储备层主要为蓟县系白云质岩层及其破碎带,其次为局部古近系下部砂质岩层埋深较大时,也可形成含水储备层。

3综合推断解释

3.1剖面布设

测区位于该矿山西部斜坡带上,区内重力场总体西高东低,重力异常值在12×10-5m/s2~26×10-5m/s2之间,西部应为隆起区,东部应为矿区凹陷区,线性特征以北北东向为主,有局部扭曲,推断区内构造方向为北北东向,据此布设4条东西向综合物探剖面。使用方法为重力和MT法。

3.2矿层推断

测矿区西部隆起矿区内第四系、新近系、古近系矿层厚度相对较小,基底埋深较浅,重力异常偏高;而东部凹陷区内第四系、新近系、古近系矿层厚度相对较大,基底埋深较深,重力异常值偏低。从4条剖面的视电阻率反演拟断面图中可以看出,4条剖面的东端浅部均存在明显的低阻区域,推断为道义矿区内第四系(厚度小于110m)、新近系、古近系地层(厚度在1500m~1700m左右)所引起的,其电阻率值相对较低。结合收集到的钻孔资料及物性资料,推断剖面西部及深部的相对高阻为蓟县系矿层(图1)。

3.3断裂推断

L1剖面重力曲线总体较为光滑,在380点和1000点附近有局部突变,使得曲线在380-1000点段向上小幅度抬升。推断1000点以西,曲线呈上凸形态,为隆起区,1000点以东,曲线略向下凹,推断为盆地凹陷区。在L1剖面的1650点附近、L2剖面的1300点附近、L3剖面的1300点附近及L4剖面的1300点附近,剖面浅部等值线呈近直立状梯度带分布,向东倾,东侧电阻率低,西侧电阻率高,推断此处有断裂F1,在各剖面上的反映,倾角65-71°,延深大于1600m,仅在L2剖面显示比较完全,其他剖面均延伸至剖面以外,L3剖面断裂倾角有变缓的趋势,L4线断裂延深较浅。参考以往资料,本次工作据此构造位置划分盆地范围。同时,F1构造为本次寻找地热资源的重要的导水导热通道。

3.4矿山地质含水层推断

蓟县系雾迷山组灰岩和白云岩中构造裂隙水是本次勘查的重点目标层。L1剖面、L2剖面整体来看,电阻率与L3、L4剖面低,推断可能是由于在L2剖面附近存在一条近东西向断裂,与L2剖面大致平行,导致L2剖面深部电阻率偏低,推断其破碎含水相对较好。

4结语

测区东部矿层为地质表面第四系松散沉积物,厚度小于110m,及其下部新近系、古近系矿层,厚度在1500m~1700m之间。本矿区新生界地层普遍泥质含量较高,这决定了本区新生代矿层是良好的保温层。矿区基底为中元古界矿层,其中蓟县系雾迷山组白云岩及白云质大理岩分布相对广泛,层位稳定,推断一般埋深在1500m~2000m左右,为较理想的储备层深度。本矿区构造应归属于郯庐断裂带,且具有活动性的特征,是矿山向上传导的主要通道;白云岩储备层内断裂带是最重要水文地质赋水部位。

参考文献

[1]徐坤,杜发,王鹏,等.大地电磁测深法在地下水勘查中的应用[J].地下水,2018,40(1):93-95.

[2]张军辉.物探技术在矿山地质资源勘探中的应用探讨[J].世界有色金属,2018,No.499(7):154+156.

作者:贾晓鹏 周雪 单位:河北省地矿局第九地质大队

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