EH4和直流激電測深在龍橋鐵礦隱伏斷裂及含水構造勘查中的應用

楊海峰，許 煜，蔡永生

（安徽省廬江龍橋礦業有限公司，安徽 合肥 231500）

在礦山生產過程中，會遇到巖溶、斷層破碎帶、含水構造、地下暗河等程地質問題，這些地質現象對礦山生產有很大的安全隱患。前期地質勘探，大部分構造已經被發現，但有些隱伏構造尚未探明，這會在后期的礦山生產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，該系統通過對斷面電性信息分析可以應用在礦產資源勘查、工程勘查、地下水研究等工作中。

1 區域地質

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、下侏羅統陸相碎屑巖建造為基底，經燕山運動而發育起來的陸相斷陷式火山巖盆地。盆地基底基本上構成了一個北東50°走向的平緩向斜，火山巖系呈噴發不整合覆蓋其上。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露的地層由老至新為：

（1）下侏羅統磨山組上段粉砂巖、泥巖等。

（2）中侏羅統羅嶺組砂巖。

（3）龍門院組凝灰巖、粗安巖、凝灰質粉砂巖。

（4）磚橋組凝灰巖、粗安巖、粉砂巖。

2.2 構造

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

圖1 礦區位于基底沉積巖發育結構

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。通過對龍橋鐵礦的各主要巖性標本進行了電性參數測定工作，測量成果匯總列于下表。

表1 主要巖（礦）石標本電物性參數統計表

根據本區的巖礦石電性測定結果表明，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、凝灰質砂巖及凝灰巖一般大于200Ω·m，呈相對低阻特征；粗安巖及正長巖等體現出電阻率中等特征，數量級在103Ω·m左右；粗安班巖及角閃粗安巖電阻率最高，數量級在104Ω·m左右。斷裂破碎帶由于巖石破碎后有泥質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造提供了依據。

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。結合該區地質資料及物性資料可知，工作區內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造的分布情況及富水情況，高、低阻分界處推斷為規模較大的北東向構造。

表2 推斷斷裂構造統計表

西北部高阻區內1450線～1650線范圍，電阻率2000Ω?m～3400Ω?m等值線形態變化較均勻，推斷巖性較完整，富水性差，等值線低阻彎曲反映了局部構造發育。在1200線～1400線范圍為工作區內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，等值線形態較凌亂，推斷為礦體低阻及局部構造發育的綜合反映。東南部低阻區整體電阻率較低，電阻率小于800Ω?m，反映了構造發育，同時該區域基本位于區域水文地質上的排泄區，相對較為富水。

5 斷裂構造的推斷

通過AMT測量成果，推斷了工作區中的6條斷裂，編號Fa～Ff，平面位置見圖2及圖3。物探推斷斷裂構造表現為視電阻率等值線梯級帶的轉折及同向彎曲及“U”型、“V”型電阻率等值線轉折部位。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 物探鉆探工作區域

6 鉆探驗證

根據物探成果，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、鈣質膠結，綠泥石化嚴重，節理面與巖芯軸夾角0°～25°。鉆孔施工后，穩定水位標高-181.5m。

SZK02孔：463.68m～479.78m構造角礫巖，青灰色、局部肉紅色，巖石中多為凝灰質角礫，角礫大小0.5*0.5cm～5*5cm，角礫含量約30%～50%。充填物為凝灰巖、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，穩定水位標高-336m。

SZK03孔260.28m～299.48m處為構造破碎帶，灰色粗安巖碎裂巖，整體呈粉狀、破碎狀，節理面與巖芯軸夾角0°～30°，節理面充填有高嶺土，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，穩定水位標高-206.96m。

7 結論

礦區防治水參考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，結合已有資料及結果對物探成果不斷加深認識，以達到工作目的。