杜鈴鈴
(河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊,河北 邯鄲 056000)
礦區(qū)位于華北斷邊緣,北部為燕山山脈東段,南部為華北平原北端濱海沖積平原,東臨渤海。大部分礦區(qū)基巖裸露,出露礦層為太古界、下元古界、燕山期礦體及元古界礦體,礦區(qū)處于中朝準地臺(Ⅰ級)、燕山臺褶帶(Ⅱ級)、山海關臺拱(Ⅲ)構造單內(nèi),地處燕山構造帶的東端,華北地帶的北部邊緣[1]。
第四系沖洪積為低阻礦層,常見值為小于400Ω·m。太古界電阻率一般在500Ω·m~2000Ω·m左右。礦區(qū)內(nèi)以燕山期產(chǎn)生的礦體為主要礦體類型復雜,基性、中性、酸性、堿性類等[2]。阻率值大于3000Ω·m。說明太古界與第四系電性在曲線上反映為低阻。燕山期產(chǎn)生的礦體可看作礦區(qū)高阻電性標志層。本次工作就是了解礦體的電性特征,與地質(zhì)地層的電性特征有明顯的電性差異,可以區(qū)別和分辨[3]。
在大地電磁測深法施工前,先對MTU-5主機、磁棒進行標定,標定通過后即投入野外試驗。野外儀器試驗因素包括:發(fā)射機、MTU-5主機和磁棒的穩(wěn)定性檢測;三個磁棒一致性檢測。試驗結(jié)果表明儀器穩(wěn)定性和一致性良好。
①接收電極距60m;②固定增益選擇低增益(Low Gain);③觀測時間選用連線觀測不小于8個小時。
這些生產(chǎn)因素充分保證了有用信號的強度和分辨率,探測深度可達5000m。通過試驗工作,對礦區(qū)電法勘查施工參數(shù)有了較深入的了解。
圖1 大地電磁測量電阻率等值線圖
該測線共布設14個測點,點距1000m,剖面長度15000m。地表起伏相對高差320m。已知區(qū)域地質(zhì)平面圖可知,等值線地質(zhì)礦層分布均勻,有太古界、新生界地層礦體。從斷面圖的電性分析來看,F(xiàn)點反演電阻率相對較低。1~11號點之間反演電阻率值大于3000Ω·m,為礦體的電性反映。從斷面圖看,該礦體厚度變化較大,介于1800m~5000m。在處反演電阻率等值線變密變陡,推測該處可能有礦山斷層存在。
圖2 礦山線反演電阻率斷面圖
從已知的礦區(qū)地質(zhì)平面圖可知礦山線地表地層分布不均勻,有太古界、中生界、新生界礦層及燕山期產(chǎn)生的礦體。從該斷面圖可以看出,交叉點淺部反演電阻率值相對較低,結(jié)合已有的資料可知為中生界侏羅系礦層的電性反映;交叉點下部反演電阻率值相對較高,結(jié)合已有的資料推斷可能是太古界礦層的電性反映;交叉點淺部反演電阻率值相對較低;結(jié)合已有的資料可知為新生界和太古界礦層的電性反映。交叉點間上部反演電阻率等值線變密變陡,推測該礦區(qū)是斷層的反映;交叉點間反演電阻率等值線變密條帶,推測該礦區(qū)條帶是斷層的反映;交叉點間下部反演電阻率等值線變密變陡,推測該處是斷層的反映;交叉點間上部反演電阻率等值線變密變陡,推測該處是斷層的反映。交叉點間反演電阻率值大于3000Ω·m,為生礦體的電磁性反映。
分析圖2中可知,地表里程DK214+942附近兩側(cè)電阻率值差別明顯,推測為巖性分界面的反映,從而確定了該巖性分界的具體位置,達到勘查目的。此外,大地電磁測深在礦山地質(zhì)探測中發(fā)揮了積極甚至是至關重要的作用,例如,其可在高風險巖溶隧道勘查中,發(fā)現(xiàn)很多巖溶低阻異常,為了設計提供了重要的依據(jù),對礦上工程施工具有重要的指導作用。
依據(jù)圖1、圖2線斷面圖,本次大地電磁勘查推斷解釋斷層(斷點)4條。推斷解釋礦體的厚度1800~5000m。礦體最薄處在F點線下部附近,最厚處在圖2交叉點附近。
通過本次大地電磁勘查工作基本查明了礦區(qū)內(nèi)礦體的產(chǎn)狀、埋藏深度及構造發(fā)育程度,本次工作共推斷解釋斷層,均為正斷層。斷層破碎帶往往變現(xiàn)為相對低阻異常,電阻率等值線在斷層附近會發(fā)生明顯的變化,大地電磁測深方法對探測這類礦山地質(zhì)構造具有良好的效果,新生界反演電阻率值一般為50~400Ω·m左右;太古界單塔子群和中生界侏羅系上統(tǒng)張家口組反演電阻率值一般為1000~3000Ω·m;燕山期礦體反演電阻率值較大,大于3000Ω·m。據(jù)此推斷解釋了燕山期礦體的賦存狀況,為下一步勘查工作提供了地質(zhì)依據(jù)。