矿山地质结构异常及地球物理特征分析

2021-06-14王瑞辉

世界有色金属 2021年6期

王瑞辉

（河北省煤田地质局第四地质队，河北张家口 075100）

1 研究区域的地质背景

研究区位于东营坊盆地，区内铁矿产资源非常丰富，目前已经发现包括袁家村、寺头、尖山等大型鞍山式铁矿体多个。研究区域是以辽河构造运动改造的下元古界变质岩系、上元古界海相碎屑岩及古生代海陆交互相碎屑岩为基底，之后接受中生代陆相地层沉积，经燕山运动改造而形成的盆地。

2 研究区域内地质特征

2.1 地层

东营坊盆地内元古界、中生界、新生界均有出露，中生界沉积地层为主要研究对象，元古、中、新生界地层：震旦系南芬组、寒武系碱厂组、侏罗系大堡组、侏罗系三个岭组以及侏罗系小东沟组。

不同构造性质和不同地质演化历史的大陆构造单元的下地壳地震反射组构在发育程度、排列方式、分布范围等方面存在十分显著的差异，可以划分出4种类型:①高密型,为密集的纹层状近水平地震反射组构;②中密型,表现为较稀疏、不连续、倾斜的弧形地震组构;③低密型,地震反射组构零星分布,无明显的定向性;④弱反射,几乎缺失地震反射组构,近似于透明的空白区。

2.2 构造

东营坊盆地内地质发育一褶皱构造，该褶皱由沿垂直北西～南东轴向连续分布的向斜～背斜组成。地质结构下地质地震波速主要通过如下两种方法获得：①在野外实测并计算下地质的地震波速；②在实验室测量下地质岩体样品的声速计算得出波速。

2.3 岩浆岩

东营坊盆地内存在较多晚侏罗世的侵入岩，主要为花岗斑岩和石英正长岩，其他岩浆岩包括流纹岩、闪长岩。

3 地质结构含量背景值特征

普查区不同岩地质结构内部矿物量背景值统计结果如表1。

表1 不同地质结构内部矿物值统计表

数据表明，区内出露岩体放射性背景值具有如下规律：

砾岩其放射性背景值为：K含量为1.52%，U含量为3.28×10-6，Th含量为9.75×10-6，Dr总道为90 nGy/h。

泥岩其放射性背景值为：K含量为2.14%，U含量为3.56×10-6，Th含量为17.27×10-6，Dr总道为105 nGy/h。

粉砂岩其放射性背景值为：K含量为2.01%，U含量为8.12×10-6，Th含量为11.05×10-6，Dr总道为110 nGy/h。

砂岩其放射性背景值为：K含量为2.22%，U含量为4.67×10-6，Th含量为14.35×10-6，Dr总道为105 nGy/h。

花岗斑岩其放射性背景值为：K含量为2.42%，U含量为10.13×10-6，Th含量为13.25×10-6，Dr总道为143 nGy/h。

4 放射性特征

本次磁测在工作区范围内圈定磁异常一处。异常形态规则，近似等轴状，从平面形态上看具有三度磁异常特征。零等值线基本呈东西向将测区分为南北两部分，正异常分布在测区中部和南部，北部均为强度不大的负异常。正异常分布区NW-SE向稍长，长度为1500m左右，NE-SW向略短，长1300m左右。

长轴两侧异常对称，异常中心位于32线92号点附近，异常最大值为1209nT。根据普查区1∶5000能谱剖面测量结果，对地质结构内部不同矿产资源含量数据进行了统计，在消除特高值（或特低值）的影响后，平均值确定为背景值。

确定地质电性结构的方法有多种,按场源的性质可分为天然场和人工场两类,前者节省了发射装置,且穿透深度大,解释效果好;后者不受时间和空间的限制,可选择重要构造区带反复实验,获得理想的数据,但是人工场源能量有限,难以有效地获取地壳深部电性资料。探测地质深部电性结构最有效的方法是天然场法,如大地电磁测深法,由于它对低阻层的分辨率极高,因而在研究大陆下地壳电性结构中显得尤其重要。

普查区内确定能谱铀U含量平均值为3.87ppm，大于9.61ppm为异常；能谱钍Th含量平均值为10.92ppm，大于24.15ppm为异常；能谱钾K含量的平均值为1.9%，大于3.62%为异常。

通过对能谱工作的统计分析，得到工作区内能谱等值线图。如图1所示，图1是K道等值线图，圈定K异常3处，异常编号H-K-1，H-K-2，H-K-3。U道等值线图圈定U异常2处，异常编号H-U-1，H-U-2。Th道等值线图，圈定Th异常3处，异常编号H-Th-1，H-Th-2，H-Th-3。

图1 兰河峪地质结构普查能谱扫面K道等值线图

5 地球物理场特征与地质结构异常的关系

矿山地质低阻层主要出现在年轻的构造活动区带,而稳定的前寒武纪地盾和克拉通下地壳往往显示高阻特征,说明低阻层与构造作用的关系十分密切。

通过对地质结构的能谱综合成果图分析，可以看出放射性高值区有两处，铀值最高处位于普查区西北部，头道沟沟头东边的陡坡上，最高值能达到50ppm～60ppm。取样分析化验结果显示LH2的U的含量能达到42.3ppm。另外一处位于工区南部，主要分布在花岗斑岩脉侵入区域及相近区域，平均值能达到12ppm左右，考虑到花岗斑岩的岩性，其整体放射性背景值较高。