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物探技术在地质找矿中的应用探讨

2020-06-27牛得草武雪梅周彦慧张志平

世界有色金属 2020年6期
关键词:层位物探基底

牛得草,武雪梅,周彦慧,张志平,2*

(1.甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院,甘肃 兰州 730050;2.成都理工大学地球科学学院,四川 成都 610059)

目前地质行业已普遍将物探资料应用在矿产勘查中。在矿产勘查中,物探资料可为区域成矿地质环境研究提供补充性信息,例如识别有物性差异的隐伏半隐伏构造、岩体、地层和圈定盆地并推断其基底埋深,进行盖层分层等;还可以为圈定找矿远景区提供间接的和直接的找矿信息[1]。

1 物探勘查方法技术

物探是地球物理勘查的简称,包括重力、磁法、电法、地震、放射性和地温等六大类方法。据统计,物探方法在寻找和扩大能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、非金属矿产和地下水等方面,起着重要的作用[2-4]。

2 物探工作部署的思路

物探工作的部署应该遵循一定的原则,这对工作成效的取得具有较重要意义。根据地质先辈们的工作经验总结,物探工作部署主要遵循如下思路:

第一,区域展开、面中求点。“区域展开,面中求点”是物探工作取得找矿成果的主要模式。

第二,就矿找矿、攻深找盲。总结以往找矿工作,就矿找矿是一种最基本的找矿方式。其方式主要有:评价古采点、群众报矿及区域地质调查或普查中发现的矿点。在这样的找矿思路过程中,物探工作必须先行,不能与地质工作齐头并进,以免信息滞后。在已知矿区深部和外围、已知矿点、矿化点附近找矿时,普查的面积不能过小,因为主矿体的产出部位往往远离已知矿露头。

第三,物探工作应该贯穿于找矿各阶段。物探技术在矿产的预查阶段对发现矿床作用极大:在普查阶段对发现瞒矿、判断矿体产状、延深和连接情况可起重要作用;普查之后,在矿床勘探阶段充分运用物探化探技术,还会有新发现,即使不能扩大储量,也可节约勘探费用、缩短勘探周期。

第四,方法选择要遵循优化组合的原则。由于物探异常的地质起因往往是多解的,在复杂的情况下需多种物探方法相互配合。根据物性条件、地形和交通条件以及每种方法本身的特点,本着既不多余又不缺少的原则。优选物探化探方法组合,也是找矿成败或影响找矿周期的重要因素。

3 区域物探资料的解释

对收集到的资料进行分析研究。现在以地震采集的原始数据为例做说明。原始数据经计算处理,获得的t0时间剖面是地震成果解释的基础资料[5]。

3.1 反射波特征及其地质层位的确定

勘查区时间剖面特征,宏观上表现为目的层埋藏中等,反射波比较发育,层次分明,可以追踪到多组质量较好的反射波,并结合已有的资料,认为主要存在4组界面反射波,由浅到深依次标注为TN、TJ3、TJ2及TJ1波组。TN反映了新近系底界面的形态及构造特征,TJ3、TJ2波组应反映了煤系地层分布范围及其构造形态,TJ1波反映了基底的起伏形态(图1)。

图1 D03线反射波发育的典型时间剖面

图2 ZK0701孔合成记录

TN波:多个强相位,连续性好,全区发育,视周期30ms~40ms,是勘探目的层的反射波。TJ3波:与其它各波组相比范围最小,在各测线上强弱不同,甚至缺失,视周期30ms~50ms,与TN波呈角度不整合接触关系。TJ2波:在各测线上强弱不同,连续性也有所差别,视周期20ms~50ms,初步认为是含煤层段的反射波。TJ1波:一般有3个相位,视周期20ms~50ms,能量弱,波形不是很稳定。

3.2 地质层位的确定

为了更好的确定各波组与地质层位的对应关系,通常采用地震模型技术的正演模型方法,本论文采用验证现有的数据资料,美国斯仑贝谢公司研发的GEOFRAME解释系统的Synthetics模块制做了人工合成地震记录(图2),并与过井剖面地震道进行波组关系的匹配,确定各个波组的地质属性,结果显示t0值为280ms左右的波(TN波)与钻孔深度250m处地质界面相对应(250m以上为新近系,以下为侏罗系),t0值为500ms~600ms的几个波组(TJ2波)对应钻孔含煤层段,720ms左右的波与基底相对应,依此可以基本确定各波组与地质层位的对应关系,结合收集到的勘查区内其它钻孔资料,鉴于反射波组层位相对简单,有关层位对比结论在预查阶段可以作为解释依据[6,7]。

TN波:相当于新近系底界面反射波;TJ3波:相当于上侏罗统底界面的反射波;TJ2波:相当于中侏罗统含煤地层段的反射波;TJ1波:相当于基底界面反射波。

3.3 测区构造形态

勘查区受区域构造的影响,勘查区基底整体上呈北部隆起南部凹陷的形态,侏罗纪地层形成于基底凹陷地段,整体表现为走向北西—南东,倾向南西的单斜构造,被后期构造复杂化,推测构造复杂程度中度[8]。

TJ2波t0等时线平面图显示,勘查区含煤地层整体上呈走向近北西—南东,倾向南西的单斜构造,西宽东窄,局部有起伏,其形态主要受构造控制。D00到D12测线为单斜形态,D07到D11测线中部、断层DF3以北也为单斜条带,由于测网稀疏控制程度不足;同时还有2个同沉积褶皱,均为短轴的背斜,一个位于D03线断层DF3以北,另一个位于D07线断层DF2以南;断裂也比较发育,主要有逆断层DF2和DF3,推测为同沉积断裂,断距在300m以上,在它们之间,D07线、D11线和L01线西段形成凹陷,使煤系地层埋深加大,还有几个小断点对煤系地层有不同程度的影响。

4 异常查证过程中的经验

想尽快在众多异常中筛选出矿致异常,目前最有效的方法是大量现场查证异常。最好是100%查证,因为经常发生室内排序靠前的异常找不到矿,而排序靠后的异常却找到了矿,甚至是大矿。

首先,异常查证分为3个阶段:踏勘检查(Ⅲ级)、详查(Ⅱ级)和工程验证(Ⅰ级)。情况简单的话,一次Ⅲ级查证就发现了矿,甚至找到主体矿。多数情况下,一次Ⅲ级查证没有查明异常起因,难以做出肯定或否定的结论。其次,验证异常时,要对首批孔不见矿的原因要做具体分析,再对异常经行反复推断,找出原因。

5 结语

由于地球地质环境的复杂性,加之物探异常的多解性,只有在后期工作中不断积累经验,对发现的异常进行反复的验证,不断发现新的、更有效的解释推断方法,才能更好地为地质找矿工作服务,另外随着科学技术的不断发展,仪器的测量精度和灵敏度在不断提高,这对地质找矿起到很大的作用。

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