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[摘要]本文阐述伽玛能谱测量方法和音频大地电磁测深方法在同一个矿区应用取得的成果。基于成果探讨伽玛能谱测量方法和音频大地电磁测深方法的优点及使用过程中存在的局限性,为今后利用物探方法攻深找盲选择方法时提供依据。
[关键词]电磁测深 伽玛能谱测量 电阻率反演 综合应用
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-5-130-2
0前言
音频大地电磁测深(AMT)是针对天然场在大地中激励的电磁场分布,并由观测到的电磁场值来研究地电参数沿深度变化的一种电磁测深法[2]。伽玛能谱测量是使用伽玛能谱仪在地表直接测定土壤或岩石中当量铀(eU)、当量钍(eTh)和钾(K)等核素含量的方法[1]。
在近几年中,随着找矿工作的进一步深入,浅表矿日益减少,寻找深部(这里深部是指深度大于500米)隐伏矿是今后找矿的主要目标。国家提出攻深找盲寻找深部隐伏矿体的战略,利用已探明的矿床,在其周围寻找隐伏盲矿体。为了响应国家号召,我队选择了已探明的一处礦区周围进行深部探索工作,所选的矿区未进行过深部探索工作。利用原有资料,经过研读资料,了解矿床的成因与该区构造、地层岩性有关。确定探索方向。如何查明该地区主构造深部变化情况和基底起伏情况?深部是否存在侵入岩体等?探索地表异常与深部之间是否存在关联?如果能解决这些问题,对今后在该矿区乃至整个盆地开展寻找盲矿体有着非常大的意义。因此我们选择在该矿区进行了伽玛能谱测量和音频大地电磁测深测量。
本文将进行探讨两种方法在该矿区内综合应用取得的成果及自身存在的问题,能为今后开展勘探工作提供哪些依据。
1野外施工布置
2取得的成果
2.1伽玛能谱测量成果
经过对数据处理及统计,在该地区圈定出三个异常晕(见图1)。结合地质图,异常晕主要集中分布在矿区南部山脚下鹅湖岭组第三段中,而北部地区未发现异常情况。经槽探工程揭露异常晕所圈定区域,发现了很好的几条矿化带。
2.2音频大地测深成果
图2为I号测线电阻率反演剖面图,由图可见,纵向上电阻率随深度加大而增大,表明从第四系覆盖层至侏罗系地层,再到变质岩基底存在明显的电性差异。横向上,电阻率也有明显的变化,等值线呈波浪状起伏,并在测线两个地段出现较明显的电性结构分界面,其他四条反演剖面亦是如此。
在充分掌握工作区地质、地球物理资料的基础上,对电阻率反演剖面进行地质解释推断。综合I~V号测线电阻率反演剖面解释结果,得出以下主要结论:
(1)在侏罗系地层中,在地表以下约150~350米深度范围内普遍存在一个低阻电性结构层。据钻孔地质资料对比,推断该低阻层与侏罗系地层中角砾粗安岩有关,因为该层存在大量黄铁矿化,且岩石裂隙发育,含角砾。据此,可作为全区圈定角砾粗安岩分布的主要依据,为该区铀矿找矿提供参考。
(2)I~V号测线电阻率反演剖面低阻异常特征均反应了F1构造的存在,反演结果显示,F1构造呈弧状展布,宽度在50m左右,向下延深较大,往西北倾向,倾角一般大于65°。
(3)在III号测线电阻率反演剖面上反应出的F3构造,未能延续至邻近测线。
(4)F4构造带在I~III号测线电阻率反演剖面上一直延续,其走向为北北东。
(5)I~V号测线电阻率反演剖面反应出变质岩基底起伏形态明显,基底埋深一般大于700m,基底低洼部位可能形成“槽洼”构造。
3两种方法应用成果的探讨
伽玛能谱是做为扫面工作,面上往广度探索,探索地表各地层中铀、钍、钾含量富集情况,能更好地区分弱异常,也能通过其比值数据来研究该地区矿床特点及成因。在该矿区应用伽玛能谱测量成果来看,地表基岩出露完整的地方,应用的效果非常好,能准确圈定异常区域,此次得到地表工程的验证。
我们经过多方研究,决定利用普通物探方法进行探索,利用各种岩石和矿石物性差异为研究基础来推断岩层沿深度的变化。音频大地电磁测深就是我们此次探索选择的方法。在该区通过布设五条大地电磁测深剖面线,经过电阻率反演剖面解释,得到在侏罗系地层中,在地表以下(如图2)沿地层倾向延伸约150~350米深度范围内普遍存在一个低阻电性结构层,初步推断为J3e地层。见图2,剖面线的点10~13处,是该低阻层在地表出露处,该处也是伽玛能谱圈定的Ⅱ号异常晕区。在图1中可见Ⅰ号剖面线,也正好经过伽玛能谱圈定的Ⅱ号异常晕,且该地层中铀、钍、钾含量偏高。其他剖面也出现同样的情况。又从音频大地电磁测深解释取得的成果看,低阻层往北部地区延伸,且厚度加厚。而且矿区北部局部地区出现电阻率偏高区,推断可能存在侵入岩脉,基底起伏变化也非常明显,从而推断北部深部地区可能存在含矿层。
4结论
从目前的结果看,伽玛能谱测量方法利用地层中各元素的含量解决地层的分层和元素的富集情况,音频大地电磁测深利用岩石和矿石物性差异解决地层深部的分层问题,两种方法的综合运用,初步推断圈定地层深部异常区。
音频大地电磁测深初步解决了伽玛能谱本身存在的缺陷,能很好的解决了岩层深部变化的问题,同时也暴露自身存在的问题。所以很多方法都存在自身的短处,采用多种方法相结合在一个地区使用,可以起到互补作用。利用方法本身的优点相结合可以起到事半功倍的作用。从本次方法的使用过程中,可以同时解决面上和地下的问题,达到预期的目的。两种方法综合应用,解决了放射性矿产普查中存在的缺陷。可见,这可以作为今后方法找矿选择时的有力依据。
参考文献
[1] 吴慧山,章晔 核技术勘查[M] 成都理工大学出版,2008年.
[2] 李正文,贺振华. 勘查技术工程学[M] .地质出版社,2003年.
[3] 王家映. 地球物理反演理论[M]. 武汉:中国地质大学出版社,1998.
[4] 吴小平,徐果明.大地电磁数据的Occam的反演改进[J]. 地球物理学报,1998,41(4):547.
[5] 黄力军,陆桂福,刘瑞德.可控源音频大地电磁测深法应用实例[J].物探化探计算技术,2006.(4):337-341.
[关键词]电磁测深 伽玛能谱测量 电阻率反演 综合应用
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-5-130-2
0前言
音频大地电磁测深(AMT)是针对天然场在大地中激励的电磁场分布,并由观测到的电磁场值来研究地电参数沿深度变化的一种电磁测深法[2]。伽玛能谱测量是使用伽玛能谱仪在地表直接测定土壤或岩石中当量铀(eU)、当量钍(eTh)和钾(K)等核素含量的方法[1]。
在近几年中,随着找矿工作的进一步深入,浅表矿日益减少,寻找深部(这里深部是指深度大于500米)隐伏矿是今后找矿的主要目标。国家提出攻深找盲寻找深部隐伏矿体的战略,利用已探明的矿床,在其周围寻找隐伏盲矿体。为了响应国家号召,我队选择了已探明的一处礦区周围进行深部探索工作,所选的矿区未进行过深部探索工作。利用原有资料,经过研读资料,了解矿床的成因与该区构造、地层岩性有关。确定探索方向。如何查明该地区主构造深部变化情况和基底起伏情况?深部是否存在侵入岩体等?探索地表异常与深部之间是否存在关联?如果能解决这些问题,对今后在该矿区乃至整个盆地开展寻找盲矿体有着非常大的意义。因此我们选择在该矿区进行了伽玛能谱测量和音频大地电磁测深测量。
本文将进行探讨两种方法在该矿区内综合应用取得的成果及自身存在的问题,能为今后开展勘探工作提供哪些依据。
1野外施工布置
2取得的成果
2.1伽玛能谱测量成果
经过对数据处理及统计,在该地区圈定出三个异常晕(见图1)。结合地质图,异常晕主要集中分布在矿区南部山脚下鹅湖岭组第三段中,而北部地区未发现异常情况。经槽探工程揭露异常晕所圈定区域,发现了很好的几条矿化带。
2.2音频大地测深成果
图2为I号测线电阻率反演剖面图,由图可见,纵向上电阻率随深度加大而增大,表明从第四系覆盖层至侏罗系地层,再到变质岩基底存在明显的电性差异。横向上,电阻率也有明显的变化,等值线呈波浪状起伏,并在测线两个地段出现较明显的电性结构分界面,其他四条反演剖面亦是如此。
在充分掌握工作区地质、地球物理资料的基础上,对电阻率反演剖面进行地质解释推断。综合I~V号测线电阻率反演剖面解释结果,得出以下主要结论:
(1)在侏罗系地层中,在地表以下约150~350米深度范围内普遍存在一个低阻电性结构层。据钻孔地质资料对比,推断该低阻层与侏罗系地层中角砾粗安岩有关,因为该层存在大量黄铁矿化,且岩石裂隙发育,含角砾。据此,可作为全区圈定角砾粗安岩分布的主要依据,为该区铀矿找矿提供参考。
(2)I~V号测线电阻率反演剖面低阻异常特征均反应了F1构造的存在,反演结果显示,F1构造呈弧状展布,宽度在50m左右,向下延深较大,往西北倾向,倾角一般大于65°。
(3)在III号测线电阻率反演剖面上反应出的F3构造,未能延续至邻近测线。
(4)F4构造带在I~III号测线电阻率反演剖面上一直延续,其走向为北北东。
(5)I~V号测线电阻率反演剖面反应出变质岩基底起伏形态明显,基底埋深一般大于700m,基底低洼部位可能形成“槽洼”构造。
3两种方法应用成果的探讨
伽玛能谱是做为扫面工作,面上往广度探索,探索地表各地层中铀、钍、钾含量富集情况,能更好地区分弱异常,也能通过其比值数据来研究该地区矿床特点及成因。在该矿区应用伽玛能谱测量成果来看,地表基岩出露完整的地方,应用的效果非常好,能准确圈定异常区域,此次得到地表工程的验证。
我们经过多方研究,决定利用普通物探方法进行探索,利用各种岩石和矿石物性差异为研究基础来推断岩层沿深度的变化。音频大地电磁测深就是我们此次探索选择的方法。在该区通过布设五条大地电磁测深剖面线,经过电阻率反演剖面解释,得到在侏罗系地层中,在地表以下(如图2)沿地层倾向延伸约150~350米深度范围内普遍存在一个低阻电性结构层,初步推断为J3e地层。见图2,剖面线的点10~13处,是该低阻层在地表出露处,该处也是伽玛能谱圈定的Ⅱ号异常晕区。在图1中可见Ⅰ号剖面线,也正好经过伽玛能谱圈定的Ⅱ号异常晕,且该地层中铀、钍、钾含量偏高。其他剖面也出现同样的情况。又从音频大地电磁测深解释取得的成果看,低阻层往北部地区延伸,且厚度加厚。而且矿区北部局部地区出现电阻率偏高区,推断可能存在侵入岩脉,基底起伏变化也非常明显,从而推断北部深部地区可能存在含矿层。
4结论
从目前的结果看,伽玛能谱测量方法利用地层中各元素的含量解决地层的分层和元素的富集情况,音频大地电磁测深利用岩石和矿石物性差异解决地层深部的分层问题,两种方法的综合运用,初步推断圈定地层深部异常区。
音频大地电磁测深初步解决了伽玛能谱本身存在的缺陷,能很好的解决了岩层深部变化的问题,同时也暴露自身存在的问题。所以很多方法都存在自身的短处,采用多种方法相结合在一个地区使用,可以起到互补作用。利用方法本身的优点相结合可以起到事半功倍的作用。从本次方法的使用过程中,可以同时解决面上和地下的问题,达到预期的目的。两种方法综合应用,解决了放射性矿产普查中存在的缺陷。可见,这可以作为今后方法找矿选择时的有力依据。
参考文献
[1] 吴慧山,章晔 核技术勘查[M] 成都理工大学出版,2008年.
[2] 李正文,贺振华. 勘查技术工程学[M] .地质出版社,2003年.
[3] 王家映. 地球物理反演理论[M]. 武汉:中国地质大学出版社,1998.
[4] 吴小平,徐果明.大地电磁数据的Occam的反演改进[J]. 地球物理学报,1998,41(4):547.
[5] 黄力军,陆桂福,刘瑞德.可控源音频大地电磁测深法应用实例[J].物探化探计算技术,2006.(4):337-341.