張濡亮，喻 翔，腰善叢，陳 聰

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室，北京 100029）

音頻大地電磁測深法在尼日爾阿澤里克鈾成礦區(qū)的應(yīng)用研究

張濡亮，喻 翔，腰善叢，陳 聰

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評價技術(shù)重點實驗室，北京 100029）

尼日爾阿澤里克地區(qū)地表大部分覆蓋第四系砂土層，基巖出露較少。針對這種情況，在該區(qū)開展了音頻大地電磁測深工作，結(jié)合地質(zhì)、鉆孔資料，推斷解譯了尼日爾阿澤里克地區(qū)地下巖性分布、斷裂構(gòu)造發(fā)育及目標(biāo)層埋深等成礦地質(zhì)環(huán)境，為有利找礦靶區(qū)預(yù)測提供依據(jù)。

音頻大地電磁測深法；尼日爾；砂巖；鈾礦床

尼日爾（Niger）鈾資源豐富，據(jù)2011年資料顯示，尼日爾已成為世界第四大產(chǎn)鈾國。2002年以來，尼日爾的年度鈾產(chǎn)量一直保持在3 000 t以上，2011年的鈾產(chǎn)量達(dá)4 350 t。尼日爾已發(fā)現(xiàn)的33個鈾礦全部為砂巖型鈾礦床（賦存于砂巖中），這在全球鈾礦生產(chǎn)國也是惟一的［1］。

阿澤里克地區(qū)是尼日爾最早發(fā)現(xiàn)鈾礦化的地方。1959年在阿澤里克背斜構(gòu)造下部的下白堊統(tǒng)阿薩烏阿組砂巖中發(fā)現(xiàn)了鈾礦化的重要線索。1964年日本PNC公司在該區(qū)進(jìn)行勘查，確定了各礦床的工業(yè)價值，2002年日本公司向尼日爾ONAREM公司轉(zhuǎn)讓了礦權(quán)，并將部分地質(zhì)資料轉(zhuǎn)送給尼方，2006年中國國核海外鈾業(yè)有限公司對該地區(qū)進(jìn)行了全面資料整理和礦床鈾資源儲量的估算。筆者以尼日爾阿澤里克地區(qū)音頻大地電磁測量成果為例，簡要介紹地球物理勘探方法在我國海外鈾資源勘查中的應(yīng)用。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

阿澤里克地區(qū)位于伊勒姆登大型盆地東北部阿加德茲次級盆地中。阿加德茲盆地受近南北向阿爾利特斷裂控制，區(qū)域上分為東、西兩部分。此外研究區(qū)發(fā)育有軸向為NE向的阿澤里克背斜構(gòu)造。沿阿爾利特斷裂兩側(cè)已探明豐富的砂巖型鈾資源，阿澤里克鈾礦床則位于阿爾利特斷裂西側(cè)、阿澤里克背斜的北西翼（圖1）。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Geologic sketch of the study area

盆地基底主要為阿伊爾地塊。阿伊爾地塊從老到新為下前寒武系蘇加里安巖系和中上前寒武系法魯欣巖系。

盆地蓋層從寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)起，直到近代斷斷續(xù)續(xù)都有沉積，各時代沉積巖之間只有假整合、低角度不整合、沖刷不整合，沒有高角度不整合，隨著時代的逐漸更新，地層有向南超覆的趨勢。地層從老到新為：寒武系—奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系—侏羅系、白堊系、古近系、第四系。

研究區(qū)內(nèi)地層從老至新發(fā)育二疊系伊澤固安達(dá)組（P1izi）、三疊系—侏羅系（T—J）阿加德茲群、下白堊統(tǒng)阿薩烏阿組（K1a）、伊臘澤爾組（K1ir）、戴加瑪組（K1t）以及第四系。其中伊臘澤爾組在全區(qū)廣泛出露，其他地層只有零星露頭，阿薩烏阿組和戴加瑪組是區(qū)內(nèi)重要的含礦層位。

二疊系伊澤固安達(dá)組（P1izi）主要分布于整個地區(qū)的深部，地表僅出露在阿澤里克背斜東南及G礦東部（圖1），主要為分選較差的中粗長石砂巖夾褐色泥巖組成，以泥巖居多。與上覆三疊系—侏羅系阿加德茲群呈不整合接觸。

三疊系—侏羅系（T—J）阿加德茲群：分上、下兩部分，上部建造為含方沸石的泥砂巖互層，下部建造為長石石英砂巖與泥石流礫石，含礫砂巖，泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)。阿加德茲群在研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，上覆下白堊統(tǒng)阿薩烏阿組、伊臘澤爾組，呈不整合接觸。

從2000年起，在國防科工局空間碎片專項科研計劃支持下，我國才開展空間碎片防護(hù)研究。先后開展了典型鋁合金Whipple防護(hù)結(jié)構(gòu)、雙層和多層鋁板、泡沫鋁、鋁網(wǎng)等填充防護(hù)結(jié)構(gòu)的超高速碰撞特性研究。近年來，開發(fā)了玄武巖纖維/SiC纖維填充材料，一些成果在“天宮”系列載人航天器上獲得了工程應(yīng)用。

下白堊統(tǒng)阿薩烏阿組（K1a）：研究區(qū)深部局部缺失，巖性為一套長石石英砂巖，以灰白色、黑褐色為主，等粒結(jié)構(gòu)，鈣質(zhì)膠結(jié)、膠結(jié)物中含鐵質(zhì)較多，巖石具有分選性好、磨圓度高，比重較大的特征。該層含鈾礦化，是該區(qū)主要的含礦層［2］。

野外數(shù)據(jù)采集使用的是加拿大Phoenix公司的V8多功能電法儀，該儀器具有輕便、觀測靈活、配置可選擇、工作溫度范圍寬、站與站或發(fā)射機(jī)之間無連線、接收單元可通過GPS同步等特點。野外工作采用張量測量方式，分別記錄沿測線和垂直測線方向的電場和磁場的時間序列，所觀測的頻率范圍為5～10 400 Hz。為保證視電阻率、阻抗相位資料的周期長度，所有測點記錄時間均超過30min。資料處理時先將觀測的時間序列數(shù)據(jù)經(jīng)過傅立葉變換，得到電磁場的自、互功率譜；再采用Robust處理技術(shù)估算大地電磁張量阻抗，最后進(jìn)行反演計算，得到地下介質(zhì)的電性分布特征。

0～2 800 m段地下層狀特征不明顯，地層厚度變化較大，該段位于中部隆起帶附近，推測主要受構(gòu)造運動影響造成層狀特性被破壞。根據(jù)電阻率斷面圖解譯出的砂巖層厚度的變化，結(jié)合地質(zhì)資料，推測兩處斷裂，分別位于1 800和2 800 m處，兩處斷裂中間砂巖的厚度明顯厚于兩側(cè)，結(jié)合實際資料推斷2 800 m處的斷裂可能是 F4斷裂的延伸，而1 800m處的斷裂則可能是中部隆起帶的多個小構(gòu)造在空間上延伸后的總體反映。

采訪當(dāng)天，正好遇到臺風(fēng)，而煒岡的會議室也成為村里80余名村民暫時的避難場。細(xì)問之下我們了解到，其實每年臺風(fēng)來襲，煒岡都會騰出專門的房間為村民遮風(fēng)避雨，這所謂的“習(xí)慣”正是公司的一份責(zé)任使然。實則，于煒岡而言，對于責(zé)任的認(rèn)知并不止于此，其或可分為對客戶的責(zé)任、行業(yè)責(zé)任，以及社會責(zé)任。

圖2 LS-18電阻率測井曲線圖Fig.2 Resistivity logging curve from Borehole LS-18

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)巖石電阻率變化特征及目標(biāo)深度，選定的地球物理勘探方法為音頻大地電磁測深方法。音頻大地電磁測深法與大地電磁測深法原理相同，只是測量頻率范圍不同［4］，音頻大地電磁測深法的頻率范圍從幾赫茲到數(shù)千赫茲，探測深度主要在2 000 m以內(nèi)（砂巖地區(qū)在600m以內(nèi)）。

由電阻率斷面圖看，除局部地段外，整條剖面的電阻率值都比較小。從橫向上看，由于研究區(qū)復(fù)雜的地層結(jié)構(gòu)和斷裂構(gòu)造的存在，使得電阻率反演斷面圖各段具有明顯的差異。

2 研究區(qū)電性特征

圖2是研究區(qū)內(nèi)LS-18號鉆孔的電阻率測井曲線，由圖中可見，伊臘澤爾組（K1ir）地層視電阻率曲線變化穩(wěn)定，視電阻率值在3.5～6.0Ω·m之間，該組局部薄層狀高電阻率異常為砂巖透鏡體的反映。伊臘澤爾組與阿加德茲群接觸界面（不整合面）附近曲線跳躍變化大，界面兩側(cè)電阻率差異明顯，阿加德茲群呈高阻異常（視電阻率值在18.0Ω·m以上）。也就是說，研究區(qū)內(nèi)的不同地層存在著明顯電性界面，這為應(yīng)用AMT方法劃分不同地層提供了依據(jù)。

圖3為區(qū)內(nèi)JX301號鉆孔巖心的巖性及電阻率測井曲線，從圖中可以看出，泥巖、粉砂巖的電阻率明顯低于砂巖，這一電性差異為應(yīng)用AMT方法區(qū)分不同巖性分布提供了依據(jù)。

3 AMT數(shù)據(jù)采集及處理

第四系：在區(qū)內(nèi)廣泛出露，主要為原地殘積、坡積物與風(fēng)成沙混合堆積物。在沖溝，季節(jié)性河流及水淹區(qū)主要為洪沖積黏土、 沙。

下白堊統(tǒng)伊臘澤爾組（K1ir）：在全區(qū)大面積出露。巖性主要為厚層泥巖夾少量薄層粉砂巖、細(xì)砂巖。上覆戴加瑪組（K1t）。

電機(jī)的主要尺寸是指定子鐵心內(nèi)徑Di(或極距τ)及鐵心長度lt，選擇和確定Di和lt時應(yīng)考慮下列問題[1-4]：

4 音頻大地電磁測深結(jié)果及解釋

為探測研究區(qū)內(nèi)第四系覆蓋層下的地電信息，查明研究區(qū)深部構(gòu)造、不同巖性界面以及構(gòu)造在空間上的延伸情況，在區(qū)內(nèi)布設(shè)了3條AMT測量剖面（圖1），其點距50 m，線距約為2 000 m，測線方位角為NE8°。由于3條測量剖面的結(jié)果具有相似性和規(guī)律性，所以在此僅以最典型的C剖面為例進(jìn)行說明，C剖面全長13.2 km，從中部隆起帶一直延伸到工作區(qū)邊界，其中剖面6 000～13 200m地層層狀結(jié)構(gòu)明顯，與剖面3 000～6 000 m部分非常相似，因此僅以C剖面的0～6 000m部分為例進(jìn)行詳細(xì)說明。圖4所示為C剖面0～6 000m的二維大地電磁反演結(jié)果及地質(zhì)解譯圖。

浮盤上設(shè)有通氣閥，一般通氣閥裝置應(yīng)保證當(dāng)鋁(不銹鋼)制內(nèi)浮頂下面工作壓力>0.5kPa時，其閥蓋能自動開啟；浮頂在儲罐的最低位置時，通氣閥閥蓋應(yīng)處于敞開狀態(tài)。浮盤人孔，每座內(nèi)浮頂儲罐都需設(shè)有浮盤人孔，以滿足對浮盤檢查、維修操作之用。

圖3 JX301號鉆孔巖心巖性及電阻率曲線圖［3］Fig.3 Column of lithology and resistivity logging curve from Borehole JX301［3］

下白堊統(tǒng)戴加瑪組（K1t）：主要分布在研究區(qū)南部，主要含鈾層位之一。底部為復(fù)成分礫巖、含礫粗-中砂巖，呈透鏡狀產(chǎn)出。

2 800～6 000m段具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，按電阻率差異可分為4層：第1層為近地表高阻層，斷面圖上為近地表的一薄層，近水平展布，厚度穩(wěn)定，為0～20m，主要對應(yīng)第四系砂土、礫石層；第2層為中上部低阻層，水平層狀展布，厚度穩(wěn)定，為50 m，推測為下白堊統(tǒng)伊臘澤爾組泥巖；第3層為中部高阻層，埋深大約在200 m左右，厚度100 m至更厚，推測為阿加德茲群的砂巖，電阻率值高，該層與中上部低阻層接觸部位為該區(qū)的目標(biāo)層下白堊統(tǒng)阿薩烏阿組的砂巖（阿薩烏阿組砂巖在大部分地區(qū)是很薄的一層，其與下部的阿加德茲群砂巖在電性上差別不大，可通過其與上部伊臘澤爾組泥巖的電性差異推測阿薩烏阿組地層的埋深），從反演結(jié)果看，在C剖面的5 000～6 000 m段，阿薩烏阿組的埋深大約為150 m左右，這與附近鉆孔揭示的地質(zhì)情況基本一致；第4層為下部低阻層，埋深250～550 m，推測為二疊系伊澤固安達(dá)組上部的泥巖，電阻率值較低，第4層下部還存在一高阻層，埋深較深，起伏不大，推測為二疊系伊澤固安達(dá)組的砂巖。

此段的比喻句有：“木蓮有蓮房一般的果實”，寫出了木蓮果實的形態(tài)；“還可以摘到覆盆子，像小珊瑚攢成的小球”，表現(xiàn)出木蓮果實形狀好看，顏色美麗。此段的擬人句有：“油蛉在這里吟唱”“蟋蟀們在這里彈琴”寫出昆蟲鳴叫悅耳動聽。這些修辭手法的運用，使得文章語言極富表現(xiàn)力。

通過上面的分析可以看出，在中部隆起帶附近，地下層狀結(jié)構(gòu)被破壞，而在遠(yuǎn)離隆起帶的地方，地下層狀結(jié)構(gòu)明顯，各層的厚度、埋深比較穩(wěn)定。如果與其他兩條剖面的結(jié)果進(jìn)行對比分析，就可以推斷解譯出斷裂構(gòu)造的空間延伸情況，以及不同巖層厚度和目標(biāo)層阿薩烏阿組砂巖埋深在空間上的變化情況，從而為研究區(qū)的成礦地質(zhì)環(huán)境研究及遠(yuǎn)景預(yù)測提供依據(jù)。

事件營銷中的事件由于其具有新聞時效性的特征就要求企業(yè)具體執(zhí)行策劃要迅速到位。優(yōu)衣庫的更衣室事件發(fā)生后，各大快時尚服裝品牌在事件剛爆出一天內(nèi)就立刻借勢宣傳，一時間各家更衣室的配置成為眾人討論對象，轉(zhuǎn)移了熱議焦點，這波借勢營銷的成功與企業(yè)應(yīng)對事件迅速執(zhí)行密不可分。

5 結(jié) 論

尼日爾阿澤里克地區(qū)氣候非常干旱，不利于音頻大地電磁測深法野外工作的開展，但通過多種手段降低接地電阻后仍取得了較好的結(jié)果，探測深度達(dá)到600m，通過3條剖面的布設(shè)，結(jié)合相關(guān)地質(zhì)信息，將研究區(qū)地下地層清晰劃分為4層，推測了目標(biāo)層阿薩烏阿組砂巖的埋深信息，解譯出了兩條斷裂構(gòu)造。

音頻大地電磁法在阿澤里克地區(qū)的應(yīng)用實例表明，其在砂巖型鈾礦勘探中可以解決的地質(zhì)問題包括：地層劃分、巖性推斷、斷裂構(gòu)造解譯、目標(biāo)層埋深推斷等，這些問題是成礦地質(zhì)環(huán)境研究和遠(yuǎn)景預(yù)測及評價的依據(jù)。所以音頻大地電磁測深法可以在該區(qū)的砂巖型鈾礦勘探中發(fā)揮重要作用，在今后找礦工作中應(yīng)繼續(xù)加大音頻大地電磁測深法的應(yīng)用。

［1］張書成，談成龍.非洲三國鈾礦［M］.北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2010.

［2］G Bigotte， J M Obelliqne．Découverte de minéralisations uranifères au Niger［J］．Mineralium Deposita，1968，3（4）:317-333.

［3］許強(qiáng).尼日爾阿澤里克地區(qū)砂巖型鈾礦控礦因素及成礦機(jī)理［D］.北京:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，2013.

［4］李金銘.地電場與電法勘探［M］.北京:地質(zhì)出版社，2005:377.

App lication study on audio-frequency magnetotelluricmethod in Azelik uranium metallogenic zone of Niger

ZHANG Ruliang，YU Xiang，YAO Shancong，CHEN Cong
（CNNC Key Laboratory of Uranium Resources Exploration and Evaluation Technology，Beijing Research Institute of Uranium Geology，Beijing 100029，China）

The most area of Azelik in Niger is covered by Quaternary sandy soil and there are only a few outcrops of bed rock.In this case，the geoelectric information was derived by using the audiofrequencymagnetotelluric（AMT）method，combined with geology and drilling data，the underground lithologic distribution，the fracture zone and the buried depth of target layer were interpreted and deduced.These provided the basis for the delineation of favorablemetallogenic area.

AMT；Niger；sandstone；uranium deposit

P319.1＋2；P619.14

A

1672-0636（2015）01-0024-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2015.01.005

2014-05-20；

2014-11-03

張濡亮（1980—），男，山東壽光人，工程師，主要從事物化探研究工作。

E-mail：zhangruliang520@163.com