大地電磁測(cè)深法在礦山地質(zhì)工程勘查中的應(yīng)用

賈曉鵬，周 雪

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，物探技術(shù)也獲得了極大的發(fā)展，尤其是大地電磁法近年來(lái)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。并在礦產(chǎn)資源勘探中發(fā)揮了巨大的作用，該方法應(yīng)用于礦產(chǎn)資源的勘查其技術(shù)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(guò)該法進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查，需要依賴(lài)于天然礦場(chǎng)，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(cè)地殼深部結(jié)構(gòu)方面有著非常廣泛的應(yīng)用，并發(fā)揮著巨大的效益。本文主要對(duì)大地電磁法在礦產(chǎn)勘查方面的應(yīng)用進(jìn)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(jí)政府的高度重視。礦產(chǎn)資源能源的開(kāi)發(fā)對(duì)企業(yè)建設(shè)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極大的推動(dòng)作用，國(guó)內(nèi)有多個(gè)城市開(kāi)發(fā)深層礦山田，并已取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 地質(zhì)概況

研究礦區(qū)所處的地質(zhì)構(gòu)造位置為膠遼臺(tái)隆鐵嶺―靖宇臺(tái)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(shí)期中國(guó)大陸邊緣活動(dòng)帶的組成部分，屬太平洋構(gòu)造域。本區(qū)受中新代時(shí)期中國(guó)東部大陸邊緣活動(dòng)帶作用，形成沈北盆地。其基底為中元古代長(zhǎng)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(zhì)之上，中生代以來(lái)礦層斷裂構(gòu)造作用使之?dāng)嘞莩练e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(zhì)構(gòu)造

該礦山為中新生代斷陷礦層，受區(qū)域斷裂帶構(gòu)造控制，以NNE走向?yàn)橹?。其礦山內(nèi)斷裂斷層也很發(fā)育，雖然地表無(wú)任何跡象，但經(jīng)過(guò)多種物探方法測(cè)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(zhì)特征

該礦山地質(zhì)地下水的特征與蒲河水系和地質(zhì)形成的相輔相成的關(guān)系，礦山水文地質(zhì)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(cè)治安屯―道義一帶可稱(chēng)為蒲河河谷礦山強(qiáng)富水段。本區(qū)的深層地下礦層，是本次勘查的主要目標(biāo)物。該礦區(qū)的隔水層為新生界和元古界的泥質(zhì)、泥炭質(zhì)礦層。阻熱層為新生界沉積蓋層，儲(chǔ)備層主要為薊縣系白云質(zhì)巖層及其破碎帶，其次為局部古近系下部砂質(zhì)巖層埋深較大時(shí)，也可形成含水儲(chǔ)備層。

3 綜合推斷解釋

3.1 剖面布設(shè)

測(cè)區(qū)位于該礦山西部斜坡帶上，區(qū)內(nèi)重力場(chǎng)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(yīng)為隆起區(qū)，東部應(yīng)為礦區(qū)凹陷區(qū)，線(xiàn)性特征以北北東向?yàn)橹?，有局部扭曲，推斷區(qū)內(nèi)構(gòu)造方向?yàn)楸北睎|向，據(jù)此布設(shè)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)較低。結(jié)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(duì)高阻為薊縣系礦層（圖1）。

3.3 斷裂推斷

L1剖面重力曲線(xiàn)總體較為光滑，在380點(diǎn)和1000點(diǎn)附近有局部突變，使得曲線(xiàn)在380-1000點(diǎn)段向上小幅度抬升。推斷1000點(diǎn)以西，曲線(xiàn)呈上凸形態(tài)，為隆起區(qū)，1000點(diǎn)以東，曲線(xiàn)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(diǎn)附近、L2剖面的1300點(diǎn)附近、L3剖面的1300點(diǎn)附近及L4剖面的1300點(diǎn)附近，剖面淺部等值線(xiàn)呈近直立狀梯度帶分布，向東傾，東側(cè)電阻率低，西側(cè)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(shì)，L4線(xiàn)斷裂延深較淺。參考以往資料，本次工作據(jù)此構(gòu)造位置劃分盆地范圍。同時(shí)，F(xiàn)1構(gòu)造為本次尋找地?zé)豳Y源的重要的導(dǎo)水導(dǎo)熱通道。

3.4 礦山地質(zhì)含水層推斷

薊縣系霧迷山組灰?guī)r和白云巖中構(gòu)造裂隙水是本次勘查的重點(diǎn)目標(biāo)層。L1剖面、L2剖面整體來(lái)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(dǎo)致L2剖面深部電阻率偏低，推斷其破碎含水相對(duì)較好。

4 結(jié)語(yǔ)

測(cè)區(qū)東部礦層為地質(zhì)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(zhì)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(zhì)大理巖分布相對(duì)廣泛，層位穩(wěn)定，推斷一般埋深在1500m～2000m左右，為較理想的儲(chǔ)備層深度。本礦區(qū)構(gòu)造應(yīng)歸屬于郯廬斷裂帶，且具有活動(dòng)性的特征，是礦山向上傳導(dǎo)的主要通道；白云巖儲(chǔ)備層內(nèi)斷裂帶是最重要水文地質(zhì)賦水部位。