大地電磁測深法在礦山地質工程勘查中的應用

賈曉鵬，周 雪

（河北省地礦局第九地質大隊，河北 邢臺 054000）

隨著科學技術的不斷發(fā)展，物探技術也獲得了極大的發(fā)展，尤其是大地電磁法近年來呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。并在礦產(chǎn)資源勘探中發(fā)揮了巨大的作用，該方法應用于礦產(chǎn)資源的勘查其技術已經(jīng)非常成熟，而且具有非常豐富的信息量，且裝置輕便，然而由于通過該法進行礦產(chǎn)資源勘查，需要依賴于天然礦場，所以在抗干擾能力上較弱。大地電磁法主要在深部資源礦產(chǎn)勘查以及地下礦層分布和探測地殼深部結構方面有著非常廣泛的應用，并發(fā)揮著巨大的效益。本文主要對大地電磁法在礦產(chǎn)勘查方面的應用進行探討，以供參考。

礦產(chǎn)資源是一種不可再生、可綜合利用的能源，得到各級政府的高度重視。礦產(chǎn)資源能源的開發(fā)對企業(yè)建設和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有極大的推動作用，國內(nèi)有多個城市開發(fā)深層礦山田，并已取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 地質概況

研究礦區(qū)所處的地質構造位置為膠遼臺隆鐵嶺―靖宇臺拱與華北斷坳之接合部，與鐵嶺―靖宇隆起內(nèi)的凡河凹陷相毗鄰，屬下遼河斷陷北段，為中新生代時期中國大陸邊緣活動帶的組成部分，屬太平洋構造域。本區(qū)受中新代時期中國東部大陸邊緣活動帶作用，形成沈北盆地。其基底為中元古代長城―薊縣期海相沉積巖，與凡河凹陷連為一體。

1.1 礦層

該礦區(qū)為新生代古近系斷陷沉積盆地，它是繼承于中元古代薊縣期大甸子礦山地質之上，中生代以來礦層斷裂構造作用使之斷陷沉積而成。其內(nèi)分布第四系、新近系與古近系陸相碎屑巖和少量火山碎屑巖熔巖體，自新至老敘述如下：第四系：包括全新統(tǒng)和更新礦層，覆蓋全區(qū)，厚度10m～110m，以蒲河兩岸最為發(fā)育。

1.2 地質構造

該礦山為中新生代斷陷礦層，受區(qū)域斷裂帶構造控制，以NNE走向為主。其礦山內(nèi)斷裂斷層也很發(fā)育，雖然地表無任何跡象，但經(jīng)過多種物探方法測量，發(fā)現(xiàn)北東、北西，近東西和近南北走向的斷裂。

2 水文地質特征

該礦山地質地下水的特征與蒲河水系和地質形成的相輔相成的關系，礦山水文地質內(nèi)含水層基本可分淺層地下水和深層地下水兩種。淺層地下水主要為第四系松散堆積層（含沖積、洪積等）的孔隙水及少量的孔隙水和裂隙水，含水層由礫、卵石及中粗砂等組成，蒲河兩側治安屯―道義一帶可稱為蒲河河谷礦山強富水段。本區(qū)的深層地下礦層，是本次勘查的主要目標物。該礦區(qū)的隔水層為新生界和元古界的泥質、泥炭質礦層。阻熱層為新生界沉積蓋層，儲備層主要為薊縣系白云質巖層及其破碎帶，其次為局部古近系下部砂質巖層埋深較大時，也可形成含水儲備層。

3 綜合推斷解釋

3.1 剖面布設

測區(qū)位于該礦山西部斜坡帶上，區(qū)內(nèi)重力場總體西高東低，重力異常值在12×10-5m/s2～26×10-5m/s2之間，西部應為隆起區(qū)，東部應為礦區(qū)凹陷區(qū)，線性特征以北北東向為主，有局部扭曲，推斷區(qū)內(nèi)構造方向為北北東向，據(jù)此布設4條東西向綜合物探剖面。使用方法為重力和MT法。

3.2 礦層推斷

測礦區(qū)西部隆起礦區(qū)內(nèi)第四系、新近系、古近系礦層厚度相對較小，基底埋深較淺，重力異常偏高；而東部凹陷區(qū)內(nèi)第四系、新近系、古近系礦層厚度相對較大，基底埋深較深，重力異常值偏低。從4條剖面的視電阻率反演擬斷面圖中可以看出，4條剖面的東端淺部均存在明顯的低阻區(qū)域，推斷為道義礦區(qū)內(nèi)第四系（厚度小于110m）、新近系、古近系地層（厚度在1500m～1700m左右）所引起的，其電阻率值相對較低。結合收集到的鉆孔資料及物性資料，推斷剖面西部及深部的相對高阻為薊縣系礦層（圖1）。

3.3 斷裂推斷

L1剖面重力曲線總體較為光滑，在380點和1000點附近有局部突變，使得曲線在380-1000點段向上小幅度抬升。推斷1000點以西，曲線呈上凸形態(tài)，為隆起區(qū)，1000點以東，曲線略向下凹，推斷為盆地凹陷區(qū)。

圖1 礦層電性剖面解釋

在L1剖面的1650點附近、L2剖面的1300點附近、L3剖面的1300點附近及L4剖面的1300點附近，剖面淺部等值線呈近直立狀梯度帶分布，向東傾，東側電阻率低，西側電阻率高，推斷此處有斷裂F1，在各剖面上的反映，傾角65-71°，延深大于1600m，僅在L2剖面顯示比較完全，其他剖面均延伸至剖面以外，L3剖面斷裂傾角有變緩的趨勢，L4線斷裂延深較淺。參考以往資料，本次工作據(jù)此構造位置劃分盆地范圍。同時，F(xiàn)1構造為本次尋找地熱資源的重要的導水導熱通道。

3.4 礦山地質含水層推斷

薊縣系霧迷山組灰?guī)r和白云巖中構造裂隙水是本次勘查的重點目標層。L1剖面、L2剖面整體來看，電阻率與L3、L4剖面低，推斷可能是由于在L2剖面附近存在一條近東西向斷裂，與L2剖面大致平行，導致L2剖面深部電阻率偏低，推斷其破碎含水相對較好。

4 結語

測區(qū)東部礦層為地質表面第四系松散沉積物，厚度小于110m，及其下部新近系、古近系礦層，厚度在1500m～1700m之間。本礦區(qū)新生界地層普遍泥質含量較高，這決定了本區(qū)新生代礦層是良好的保溫層。礦區(qū)基底為中元古界礦層，其中薊縣系霧迷山組白云巖及白云質大理巖分布相對廣泛，層位穩(wěn)定，推斷一般埋深在1500m～2000m左右，為較理想的儲備層深度。本礦區(qū)構造應歸屬于郯廬斷裂帶，且具有活動性的特征，是礦山向上傳導的主要通道；白云巖儲備層內(nèi)斷裂帶是最重要水文地質賦水部位。