尋找鋁土礦床中的高密度電阻率應(yīng)用方法

摘 要：沉積巖地層中，石炭系中統(tǒng)本溪組在奧陶系古風(fēng)化面的凹陷地段（溶蝕盆地、溶洼和溶斗）沉積厚度大，利于鋁土礦的形成，為鋁土礦的賦存場所。文章詳細(xì)論述了運(yùn)用高密度電阻率法在某礦區(qū)的成功找礦案例，說明此方法在尋找鋁土礦上探測巖溶盆地、間接尋找鋁土礦有很好的技術(shù)效果。

關(guān)鍵詞：鋁土礦 高密度 電阻率 應(yīng)用方法

中圖分類號：P631.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0135-02

鋁土礦無明顯的磁性、密度差異等物性特征，其形成條件鋁土礦的地球物理勘探仍然是盲區(qū)，單一的地球物理方法難以提取出其異常特征。該文闡述了高密度電阻率方法在沉積巖地層圈定含礦巖系的應(yīng)用，在間接勘查鋁土礦方面，結(jié)合地質(zhì)資料，做了很多成功找礦案例，效果很好。

1 工區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)簡述

區(qū)內(nèi)地表大部分被第四系覆蓋，根據(jù)礦區(qū)周圍地層出露情況及以往資料，將礦區(qū)地層層序從新至老分述如下。

（1）第四系（Q）。

廣泛分布在測區(qū)內(nèi)，巖性主要是土黃色亞粘土夾磚紅色亞粘土。局部夾有礫石，礫石成分主要是石灰?guī)r，黃土中鈣質(zhì)結(jié)核的含量多少不等，柱狀節(jié)理發(fā)育，常形成陡的溝壁，厚度0～20 m。

（2）石炭系（C）。

依據(jù)巖性可分為本溪組和太原組。

①石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）。

該組下自L1灰?guī)r下部的石英砂巖，上至L8灰?guī)r，該組厚143 m，主要由灰?guī)r、砂巖、泥巖及煤層或煤線組成。該組厚度30～58 m，該區(qū)內(nèi)局部有出露保留，但大部分已被剝蝕。

②石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）。

該組以平行整合形式伏于奧陶系中統(tǒng)之上，是鋁土礦的含礦層。本溪組在奧陶系風(fēng)化面的凹陷地段沉積厚度大，利于鋁土礦的形成。巖性：底部為灰、灰黃、灰紫等雜色粘土巖，夾透鏡狀赤鐵礦，俗稱為“山西式鐵礦”；下部為灰色、灰白色粘土巖夾鮞狀鋁土礦層。鋁土礦層似層狀，透鏡狀，具鮞狀或豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，風(fēng)化面往往呈褐紅色；上部為灰、灰白色和灰黃色粘土巖，粉砂質(zhì)粘土巖。本組厚度3～25 m，最大厚度35 m。

（3）奧陶系中統(tǒng)（O2）。

測區(qū)內(nèi)出露較廣的地層，主要由青灰色厚層狀致密灰?guī)r和深灰色白云質(zhì)灰?guī)r組成，厚度144 m。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，近東西向斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，斷層以高角度正斷層為主，測區(qū)南部有張上斷層，北部為鹿馬斷層。走向近似西東，傾向北-北東。

表1為工區(qū)巖石的ρs 值。可以看出，將鋁土礦含礦巖系作為同一物性層考慮，其電阻率與下伏灰?guī)r存在明顯的差異，表現(xiàn)在電阻率反演斷面色相圖上，為低、中等和高電阻率區(qū)，這就為用高密度電法探測奧陶系灰?guī)r基底、圈定含鋁巖系提供了地球物理前提條件。根據(jù)物性參數(shù)，低阻區(qū)應(yīng)為第四系黃土層的反映，中等電阻率區(qū)為石炭系地層的反映，高電阻率區(qū)為奧陶系灰?guī)r的反映。

2 高密度工作方法

高密度電阻率法是以巖土體的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)的一種電探方法，根據(jù)在施加電場作用下，地中傳導(dǎo)電流的分布規(guī)律，推斷地下具有不同電阻率的地質(zhì)體的賦存情況。通過地表不同電極距的布設(shè)可采集到反映地下不同點(diǎn)、不同深度的視電阻率值，而視電阻率值即蘊(yùn)含著各種地質(zhì)體的分布信息，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、影像成圖和綜合分析解釋，即可確定出地下地質(zhì)體的大小、形狀、分布范圍以及在地表的投影位置。此次工作采用重慶奔騰數(shù)控物探儀器公司生產(chǎn)的WGMD-3高密度電阻率測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)以WDJD-3多功能數(shù)字直流激電儀為測控主機(jī)，配以WDZJ-3多路電極轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。系統(tǒng)具有準(zhǔn)確、高效、超大存儲數(shù)據(jù)、18種可選裝置類型電極排列功能，可在復(fù)雜地面環(huán)境開展測量工作。系統(tǒng)所帶Windows高級電法軟件可對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行二維正、反演解釋處理。工區(qū)高密度電阻率測線共布置4條，垂直于地層方向，控制長度1 200 m。測量排列AMNB采用溫納11.α2裝置， 斷面采用連滾、16剖、2 s、L=10、點(diǎn)距=5 m，供電電壓為270 V。

3 成果介紹

資料的解釋與推斷遵循以地質(zhì)為基礎(chǔ)，從已知到未知的原則。在分析收集本區(qū)已知資料并結(jié)合巖石物性特征和在工區(qū)地面地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對各剖面逐一進(jìn)行定性分析，劃分電性層，確定其對應(yīng)地質(zhì)層位，并利用色像圖變化特征大致確定出含礦巖系（石炭系C）分布范圍，并進(jìn)一步劃分各個(gè)含礦溶坑的隱伏特征。

圖1中，Ⅱ線剖面可以看出，地表大部分被第四系（Q）土層覆蓋，電阻率較低；兩側(cè)高阻異常為奧陶系（O2）灰?guī)r反應(yīng)，表現(xiàn)為高阻。斷面圖中間位置140～200號點(diǎn)下方為中低電阻區(qū)，推斷為石炭系（C）的反映，且與地表南大礦坑揭露地層對應(yīng)，推測為溶坑的反映。根據(jù)其電性層變化將溶坑的隱伏產(chǎn)出特征均標(biāo)注于圖上。溶蝕斗的中、低電性層應(yīng)為石炭系地層的反映，該處石炭系厚度大，推測存在鋁土礦的可能性大。

根據(jù)所有剖面線的反演結(jié)果和綜合地質(zhì)資料研究分析，在Ⅱ剖面的160號點(diǎn)設(shè)計(jì)鉆孔ZK-1。根據(jù)鉆孔揭露情況，鉆孔穿過石炭系（C）地層，見礦情況較好，鉆孔ZK-1地層與推斷基本吻合，驗(yàn)證了解釋結(jié)果與鉆探結(jié)果是相吻合的。

4 結(jié)論

（1）通過此次工作，基本查清了區(qū)內(nèi)工作地段含礦巖系的分布情況。該區(qū)礦體埋藏淺，水文地質(zhì)條件簡單，易于開采。

（2）鋁土礦礦層之下局部可能分布有鐵礦層，呈雞窩狀，俗稱“山西式鐵礦”，可綜合開采、利用。

（3）工作區(qū)段內(nèi)地形條件復(fù)雜，給野外施工和資料解譯造成諸多不便。

（4）在尋找鋁土礦床的勘查中，高密度電阻率方法在豫西地區(qū)以探查了多處鋁土礦礦坑，基本都已得到驗(yàn)證。根據(jù)成果和實(shí)踐證明，在第四系覆蓋區(qū)，淺部鋁土礦礦坑運(yùn)用高密度電阻率方法尋找含鋁礦系，了解其埋深及其變化特征，預(yù)測隱伏鋁土礦體，是一種行之有效的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]李水平.高密度電阻率法在鋁土礦床上的應(yīng)用[J].物探與化探，2009，33（1）：8-9.

[2]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部.DZ/T 0073-1993，電阻率剖面法技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993：2-6.

[3]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部.DZ/T 0073-1993，電阻率測深法技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993：4-7.

[4]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部.DZ 59-88，固體礦產(chǎn)普查物探化探工作要求[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988：1-4.