用視電阻率測(cè)井方法確定巖鹽礦區(qū)隱伏構(gòu)造嘗試

鮑世才

（甘肅省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水741020）

0 引言

測(cè)井方法是巖鹽礦勘探中不可缺少的手段之一。利用測(cè)井資料不但能劃分鉆孔地層剖面，發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)因鉆探巖芯采取率不足而打薄打丟的巖鹽礦層，同時(shí)通過(guò)對(duì)多口井視電阻率測(cè)井曲線形態(tài)的對(duì)比分析，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)及礦區(qū)地質(zhì)條件，還能夠確定深部隱伏構(gòu)造。

1 礦區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

工作區(qū)位于秦嶺緯向構(gòu)造帶北緣、祁呂賀蘭山字型構(gòu)造前弧西翼南緣及隴西旋卷構(gòu)造南部之復(fù)合部位的漳縣新生代斷陷盆地。區(qū)內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造較發(fā)育，構(gòu)造線總體呈北西西向。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和氣候周期的影響，區(qū)內(nèi)巖鹽礦的形成顯得極為復(fù)雜，鹽礦層傾角甚陡，多在50°～60°，個(gè)別達(dá)85°以上，鹽礦層厚度從幾十厘米到幾十米不等，含鹽量從百分之幾到百分之九十以上，埋深因受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，則為65～240m不等。

礦區(qū)地層巖性相對(duì)簡(jiǎn)單，主要為第四系沖洪積相砂礫卵石及粉土，厚5～10m；下伏新近系上新統(tǒng)臨夏組第三巖性段（N32）地層，巖性主要為碎屑巖和化學(xué)巖兩大類，厚390m左右。碎屑巖以灰綠、灰黑、灰黃等雜色泥巖為主，并夾有少量薄層泥灰?guī)r和砂質(zhì)泥巖；而具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的化學(xué)巖（以巖鹽為主）則夾在雜色泥巖中，局部夾有高品位的芒硝層。

由于礦區(qū)地層單一，巖性簡(jiǎn)單，地層的物理性質(zhì)視其巖性和NaCl含量而異，化學(xué)巖（以巖鹽為主）具最高的視電阻率值（15～92Ω·m），最低的自然伽馬強(qiáng)度（（2～6）×7.17×10－14C/kg·s），正的自然電位異常；碎屑巖（以泥巖為主）具最低的視電阻率值（2～5Ω·m），最高的自然伽馬強(qiáng)度（（10～24）×7.17×10－14C/kg·s），接近于基值的自然電位異常，上述物性差異，為測(cè)井方法劃分巖性，進(jìn)一步進(jìn)行地層對(duì)比，確定隱伏構(gòu)造提供了地球物理前提。

2 隱伏構(gòu)造的確定

2.1 方法和依據(jù)

用測(cè)井資料研究構(gòu)造特征，其方法就是地層對(duì)比，地層對(duì)比的根據(jù)是在一定范圍內(nèi)，同一時(shí)代的相似沉積環(huán)境下形成的地層具有相同的地質(zhì)特性和地球物理特征。因此，同一地層測(cè)井曲線形態(tài)相似［1］；不同的沉積環(huán)境下，由于物源情況不同、水動(dòng)力條件不同及水深不同，必然造成沉積物組合形式和層序特征的不同，反映在測(cè)井曲線上就是不同的測(cè)井曲線形態(tài)［2］?？捎脕?lái)進(jìn)行地層對(duì)比的資料有多種，與巖性、古生物化石等相比，利用測(cè)井資料作地層對(duì)比，具有形象直觀、工作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)［3］。

測(cè)井所獲得的各種信息，是井剖面上諸多地層巖性的綜合反映。在一定的勘探范圍內(nèi)，在相同時(shí)代、相似環(huán)境下形成的地層，具有大致相同或相近的地質(zhì)特征［3］。由于地層巖性及沉積韻律相似，僅靠剖面巖性對(duì)比并確定構(gòu)造現(xiàn)象，有時(shí)難以識(shí)別，稍有不慎，還會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。但伴隨這些構(gòu)造現(xiàn)象而產(chǎn)生的地層重復(fù)、缺失、柔皺、巖層破碎及地下水活動(dòng)等，在測(cè)井曲線上卻直觀形象，即在相同或相似環(huán)境下形成的地層巖性，反映在測(cè)井曲線上便有著相似或相近的異常幅值或曲線形態(tài)，而不同層系的地層，由于沉積環(huán)境、沉積物來(lái)源、沉積旋廻、巖性組合不同，因此所獲得的測(cè)井信息、曲線形態(tài)、異常幅值也就各異。依據(jù)測(cè)井反映的這一地質(zhì)特征，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，將相鄰各井的測(cè)井曲線繪制在同一剖面圖上，就能找出不同層系的地層巖性在深度、厚度及空間上的展布形態(tài)和構(gòu)造特征，這便是我們識(shí)別和確定構(gòu)造形態(tài)，進(jìn)行成礦條件研究的依據(jù)。

2.2 構(gòu)造形態(tài)的分析確定

單口井的測(cè)井資料，只能反映一口井的地下地質(zhì)情況，而要搞清整個(gè)或部分礦區(qū)地下地質(zhì)情況，就必須利用多口井的資料進(jìn)行綜合分析對(duì)比，方可了解不同層系的地層巖性在橫向及縱向上的變化規(guī)律和構(gòu)造特征。圖1所繪的是一條鹽礦區(qū)在近南北向上的測(cè)井剖面曲線對(duì)比圖。不難看出，三條曲線在含鹽層段形態(tài)相似，巖鹽層數(shù)相同，表明沉積韻律相同，為相同時(shí)代，相同或相似環(huán)境下形成的巖層。由圖可見(jiàn)，三口井相距很近（ZK1孔距ZK2孔51m，ZK2孔距ZK3孔98m），但含鹽層段埋深卻相差很大（最大相差173m），分析造成上述差異的原因只能是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。在成鹽后期，受隴西旋卷構(gòu)造和地殼垂直升降運(yùn)動(dòng)的影響，區(qū)內(nèi)礦層嚴(yán)重柔皺變形，在垂向上造成了礦區(qū)部分巖層的隆起與降低，在長(zhǎng)不到150m的剖面上褶柔出一個(gè)隆起褶曲構(gòu)造（背形）。受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，背形兩翼的部分礦體形態(tài)改變，形似粘稠狀的流體滑向背形的轉(zhuǎn)折端，造成兩翼巖鹽礦體的部分缺失和轉(zhuǎn)折端礦體的增厚。所以處于背形近轉(zhuǎn)折端的ZK2孔曲線與處于背形兩翼的ZK1、ZK3孔曲線形態(tài)略有不同，ZK2孔曲線形似箱狀，巖鹽礦單層厚度較大，而ZK1、ZK3孔曲線呈鋸齒狀，巖鹽礦單層厚度相對(duì)較小。

圖1 鹽礦區(qū)南北向剖面視電阻率測(cè)井曲線

上述背形構(gòu)造的推論正確與否，礦區(qū)巖礦層的傾角測(cè)試結(jié)果從另一側(cè)面給予了回答。經(jīng)對(duì)礦區(qū)各孔采芯巖樣的傾角測(cè)試，處于南翼的巖礦層傾角在50°～70°之間，處于北翼的巖礦層傾角在40°～50°之間，而根據(jù)巖鹽層相對(duì)埋深估算，背形南翼視傾角約73°，北翼視傾角約58°?？梢?jiàn)，測(cè)井估算地層傾角與測(cè)試結(jié)果非常接近，進(jìn)一步證實(shí)該處確實(shí)存在一背形構(gòu)造。

圖2是礦區(qū)過(guò)ZK2孔近東西方向（110°）上的測(cè)井剖面曲線對(duì)比圖。可以看到，三條曲線形態(tài)相似，巖鹽層位基本對(duì)應(yīng)，說(shuō)明它們?yōu)橥粫r(shí)代相同沉積環(huán)境下的產(chǎn)物，在近300m的東西向剖面上巖鹽層的埋深沒(méi)有明顯的起伏變化。由此進(jìn)一步確定該處構(gòu)造就為背形構(gòu)造。剖面東端含鹽層段的埋深略有變深，曲線形態(tài)由ZK4孔較完整的箱形過(guò)渡為ZK5孔的鋸齒形，這可能是鉆孔處在背形構(gòu)造不同位置而受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響程度不同所致，推測(cè)ZK4孔很可能在背形構(gòu)造的軸部附近，而ZK5孔將向翼部略有偏移。由于含鹽層段的埋深相差不大，據(jù)此推測(cè)構(gòu)造走向與該剖面線的方向基本一致。

圖2 鹽礦區(qū)東西向剖面視電阻率測(cè)井曲線

3 結(jié)語(yǔ)

利用測(cè)井方法不但能劃分地層巖性，還能確定地質(zhì)上難以解決的隱伏構(gòu)造，測(cè)井確定隱伏構(gòu)造的方法就是地層對(duì)比。在同一測(cè)區(qū)的相鄰鉆孔，若測(cè)井曲線標(biāo)準(zhǔn)層的相對(duì)埋深相差較大，一般表明有構(gòu)造存在，根據(jù)多孔中標(biāo)準(zhǔn)層埋深變化特征，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料就可確定隱伏構(gòu)造。

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