EH4和直流激電測深在龍橋鐵礦隱伏斷裂及含水構(gòu)造勘查中的應(yīng)用

楊海峰，許 煜，蔡永生

（安徽省廬江龍橋礦業(yè)有限公司，安徽 合肥 231500）

在礦山生產(chǎn)過程中，會遇到巖溶、斷層破碎帶、含水構(gòu)造、地下暗河等程地質(zhì)問題，這些地質(zhì)現(xiàn)象對礦山生產(chǎn)有很大的安全隱患。前期地質(zhì)勘探，大部分構(gòu)造已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但有些隱伏構(gòu)造尚未探明，這會在后期的礦山生產(chǎn)中會有更大的安全隱患。

本次物探工作采用EH－4型StrataGem電磁系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對斷面電性信息分析可以應(yīng)用在礦產(chǎn)資源勘查、工程勘查、地下水研究等工作中。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 地層

龍橋鐵礦位于廬樅火山巖盆地的北部邊緣，出露地層主要為沉積巖地層及火山巖地層兩大部分，火山巖地層以角度不整合覆蓋于基底沉積巖地層之上。

1.2 構(gòu)造

廬樅火山巖盆地位于揚子板塊西北緣，靠近揚子與華北板塊的拼合帶，盆地西側(cè)為北北東向郯（城）～廬（江）深斷裂帶。廬樅火山巖盆地是一個在郯（城）～廬（江）深斷裂帶的控制和影響下，以中、下侏羅統(tǒng)陸相碎屑巖建造為基底，經(jīng)燕山運動而發(fā)育起來的陸相斷陷式火山巖盆地。盆地基底基本上構(gòu)成了一個北東50°走向的平緩向斜，火山巖系呈噴發(fā)不整合覆蓋其上。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層由老至新為：

（1）下侏羅統(tǒng)磨山組上段粉砂巖、泥巖等。

（2）中侏羅統(tǒng)羅嶺組砂巖。

（3）龍門院組凝灰?guī)r、粗安巖、凝灰質(zhì)粉砂巖。

（4）磚橋組凝灰?guī)r、粗安巖、粉砂巖。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于基底沉積巖系棗樹咀背斜的南東翼。礦區(qū)褶皺不發(fā)育，構(gòu)造主要以斷裂為主，基底沉積巖系地層走向近東西向，向南傾的單斜構(gòu)造（二房院至馬鞭山單斜構(gòu)造），火山巖地層呈微角度不整合覆蓋其上。

圖1 礦區(qū)位于基底沉積巖發(fā)育結(jié)構(gòu)

3 物性分析

物性差異（物性資料）是開展地球物理勘查和物探異常解釋的前提和理論基礎(chǔ)。通過對龍橋鐵礦的各主要巖性標本進行了電性參數(shù)測定工作，測量成果匯總列于下表。

表1 主要巖（礦）石標本電物性參數(shù)統(tǒng)計表

根據(jù)本區(qū)的巖礦石電性測定結(jié)果表明，塊狀鐵礦石的電阻率常見值小于100Ω·m，具有低阻特征。測得砂巖、凝灰質(zhì)砂巖及凝灰?guī)r一般大于200Ω·m，呈相對低阻特征；粗安巖及正長巖等體現(xiàn)出電阻率中等特征，數(shù)量級在103Ω·m左右；粗安班巖及角閃粗安巖電阻率最高，數(shù)量級在104Ω·m左右。斷裂破碎帶由于巖石破碎后有泥質(zhì)和水充填導致電阻率下降，與完整圍巖相比，呈低阻特征。各種巖性間電阻率存在明顯差異，同種巖性中完整與否也存在明顯電阻率差異，為利用電阻率圈定斷裂構(gòu)造提供了依據(jù)。

4 平面電阻率特征

從AMT測量電阻率等值線平面圖可以看出，視電阻率西北部電阻率較高，一般大于800Ω?m；東南部電阻率較低，一般小于800Ω?m，分界線明顯。結(jié)合該區(qū)地質(zhì)資料及物性資料可知，工作區(qū)內(nèi)主要巖性在完整的前提下均不富水，電阻率高低反映了斷裂構(gòu)造的分布情況及富水情況，高、低阻分界處推斷為規(guī)模較大的北東向構(gòu)造。

表2 推斷斷裂構(gòu)造統(tǒng)計表

西北部高阻區(qū)內(nèi)1450線～1650線范圍，電阻率2000Ω?m～3400Ω?m等值線形態(tài)變化較均勻，推斷巖性較完整，富水性差，等值線低阻彎曲反映了局部構(gòu)造發(fā)育。在1200線～1400線范圍為工作區(qū)內(nèi)的礦體水平投影范圍，電阻率約800Ω?m～1900Ω?m，等值線整體較稀疏，等值線形態(tài)較凌亂，推斷為礦體低阻及局部構(gòu)造發(fā)育的綜合反映。東南部低阻區(qū)整體電阻率較低，電阻率小于800Ω?m，反映了構(gòu)造發(fā)育，同時該區(qū)域基本位于區(qū)域水文地質(zhì)上的排泄區(qū)，相對較為富水。

5 斷裂構(gòu)造的推斷

通過AMT測量成果，推斷了工作區(qū)中的6條斷裂，編號Fa～Ff，平面位置見圖2及圖3。物探推斷斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為視電阻率等值線梯級帶的轉(zhuǎn)折及同向彎曲及“U”型、“V”型電阻率等值線轉(zhuǎn)折部位。其中北東向斷裂3條，編號Fa、Fb、Fc；北西向斷裂3條，編號Fd、Fe、Ff。

圖2 不同高程AMT測深電阻率等值線平面圖

圖3 物探鉆探工作區(qū)域

6 鉆探驗證

根據(jù)物探成果，在地表布置3個鉆孔對本次工作進行驗證，分別為SZK01-SZK03。

SZK01孔：50.5m～76.5m為構(gòu)造破碎帶，淺灰色粗安巖，角礫大小0.5*0.5cm～6*6cm，角礫含量約30%～60%。泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)，綠泥石化嚴重，節(jié)理面與巖芯軸夾角0°～25°。鉆孔施工后，穩(wěn)定水位標高-181.5m。

SZK02孔：463.68m～479.78m構(gòu)造角礫巖，青灰色、局部肉紅色，巖石中多為凝灰質(zhì)角礫，角礫大小0.5*0.5cm～5*5cm，角礫含量約30%～50%。充填物為凝灰?guī)r、粗安巖及少量高嶺石，裂隙面黃鐵礦化、高嶺石化較強。鉆孔施工后，穩(wěn)定水位標高-336m。

SZK03孔260.28m～299.48m處為構(gòu)造破碎帶，灰色粗安巖碎裂巖，整體呈粉狀、破碎狀，節(jié)理面與巖芯軸夾角0°～30°，節(jié)理面充填有高嶺土，見團塊狀黃鐵礦晶體和礦脈細晶狀黃鐵條，局部偶見磁鐵礦化。鉆孔施工后，穩(wěn)定水位標高-206.96m。

7 結(jié)論

礦區(qū)防治水參考EH4測量成果，并通過鉆探驗證后開展工作。

物探成果具有多解性，結(jié)合已有資料及結(jié)果對物探成果不斷加深認識，以達到工作目的。