楊龍彬，魯 杏，尹亞東

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球物理與空間信息學(xué)院，湖北武漢 430074;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院，湖北武漢 430074)

0 引言

坡縷石礦是一種非金屬礦，主要產(chǎn)于中國(guó)南方的江蘇、安徽、云南等地。坡縷石作為隔熱材料具有較好的應(yīng)用前景，國(guó)際上也有相當(dāng)需求。但由于礦體薄而且產(chǎn)狀很陡，加上礦石以樹皮狀為主，鉆井勘探無法取樣，洞探成本很高，故物探工作的地質(zhì)任務(wù)是:嘗試開展精細(xì)探測(cè)技術(shù)，在圈定了礦化構(gòu)造帶的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)異常的地質(zhì)屬性進(jìn)行分類解釋，為該礦的資源潛力評(píng)價(jià)提供了有價(jià)值的地球物理資料。

1 地質(zhì)及地球物理特征

1.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)位于重慶市奉節(jié)縣，地處大巴山區(qū)，為典型的巖溶喀斯特地貌。地形起伏崎嶇，地面植被茂密，通行通視較困難。區(qū)域地質(zhì)上屬于上揚(yáng)子臺(tái)坪區(qū)，地面出露地層主要是三疊系大冶組灰?guī)r，傾向北東，產(chǎn)狀較為平緩，傾角約15°。據(jù)有關(guān)專家的看法，坡縷石礦即是賦存在大冶灰?guī)r的構(gòu)造裂隙帶中。該構(gòu)造裂隙帶走向北西西，地面斷續(xù)偶見出露，一般寬約1～3 m，產(chǎn)狀近于直立。

坡縷石礦體嚴(yán)格受控于巖溶—裂隙構(gòu)造帶，以充填物形式賦存于巖溶—裂隙帶中。礦石呈塊狀、土狀、樹皮狀，其質(zhì)量以樹皮狀為上佳。

礦區(qū)地下水位埋深約在150 m。

1.2 地球物理特征

區(qū)內(nèi)地層巖性條件單一，作為唯一的圍巖—大冶灰?guī)r具有高阻物性特征;作為礦體的坡縷石具有中阻物性特征。

眾所周知，與構(gòu)造因素相關(guān)的礦化蝕變活動(dòng)會(huì)給原巖造成一定程度的電性變異，結(jié)合測(cè)區(qū)具體的地質(zhì)礦化蝕變規(guī)律分析，認(rèn)為以下幾種情況會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電性變異:

①斷裂破碎帶、巖溶裂隙發(fā)育帶均會(huì)產(chǎn)生低阻異常;

②空洞則會(huì)產(chǎn)生高阻異常;

③充水、充泥的溶洞和溶蝕帶會(huì)產(chǎn)生最低阻異常。

1.3 干擾因素分析

區(qū)內(nèi)未見到明顯的干擾因素，僅只是在硝洞坪公路附近存在電線干擾。此外，地形的起伏變化也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的干擾異常，但由于本次物探選擇了瞬變電磁方法，地形的干擾就降低到了可以接受的水平。

2 工作方法與技術(shù)

2.1 方法選擇

由于瞬變電磁法具有:采用不接地回線，施工靈活，適于各種復(fù)雜施工環(huán)境;觀測(cè)斷電后的純二次場(chǎng)，受地形影響較小;以視電阻率為工作參數(shù)，對(duì)低阻目標(biāo)物反映敏感，具有良好的橫向分辨能力等特點(diǎn)［1－3］，甚是適合測(cè)區(qū)植被發(fā)育、通行困難及探測(cè)深度較大等條件，故選擇瞬變電磁作為本次物探工作方法。

2.2 工作技術(shù)方法

瞬變儀器選用重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所研制生產(chǎn)的WTEM-1Q淺部瞬變電磁勘探系統(tǒng)。工作裝置為中心回線，正方形線框。

工作參數(shù) 發(fā)射線圈:5m×5 m×20匝;接收線圈:1m×1m×5匝;發(fā)射頻率:32HZ;供電電流:5 A;采樣脈寬:1 000μs;關(guān)斷時(shí)間:2.1μs;迭加次數(shù):128次。

數(shù)據(jù)處理和反演由儀器自帶軟件實(shí)現(xiàn)。

瞬變觀測(cè)點(diǎn)距為2.5 m。

3 瞬變電磁測(cè)深成果資料的解釋

3.1 推斷解釋原則

推斷解釋原則應(yīng)該以地質(zhì)—物性規(guī)律為依據(jù)。遵循物探與地質(zhì)緊密結(jié)合的原則，充分利用地質(zhì)成礦規(guī)律的先驗(yàn)信息來指導(dǎo)異常的解釋;最后應(yīng)該從分析異常特征入手，提高異常解釋的精度和深度。通?？紤]以下因素:異常強(qiáng)度特征、規(guī)模大小、異常的連續(xù)性、異常的基本形態(tài)特征及異常的賦存深度等。綜合分析這些因素有利于提高定性解釋的準(zhǔn)確性，為礦(化)體的圈定提供物探依據(jù)。

3.2 推斷解釋

全區(qū)十條激電剖面工作均發(fā)現(xiàn)了清晰的瞬變電磁異常，在一定程度上反映了測(cè)區(qū)內(nèi)坡縷石的礦化地質(zhì)特征，現(xiàn)以 5 線成果資料為例解釋之［4，5］。

圖1 5線瞬變電磁測(cè)深擬斷面圖Fig.1 Quasi sectional drawing of transient electromagnetic sounding of No.5 line

該線位于測(cè)區(qū)中段，25號(hào)點(diǎn)為剖面中心點(diǎn)。測(cè)線方位為256°(小號(hào)點(diǎn))－76°(大號(hào)點(diǎn))。

該線瞬變電磁測(cè)深成果資料可見圖1。該線ρs曲線整體處于高阻背景上，正常場(chǎng)淺部基本高于1 000Ω·m(視電阻率值，單位是Ω·m，下同)，往深部逐步有所降低，顯然是大冶灰?guī)r的反映。其中在20號(hào)點(diǎn)由淺往深存在明顯的串珠狀低阻異常，基本勾勒出低阻帶產(chǎn)狀陡立的線性特征。低阻帶的寬度約為1～3 m，局部可膨脹到5～8 m。這些串珠狀的低阻異常具有良好的圈閉特征，指示了該低阻帶內(nèi)部的局部電性不均勻性。

綜合地表地質(zhì)調(diào)查情況分析認(rèn)為，該低阻帶指示了灰?guī)r中斷裂構(gòu)造帶的存在，其中分布于淺—中部的5處幅值在400～800Ω·m的中阻圈閉異常反映了含礦構(gòu)造的賦存狀態(tài)，為我們?nèi)ΧǖV(化)體提供了地球物理信息。圖中還可看出，低阻異常切割深度比較大，到1 250 m海拔標(biāo)高以下，低阻圈閉異常幅值進(jìn)一步降低到200Ω·m以下，推斷應(yīng)是含泥充水巖溶裂隙發(fā)育帶引起，由此可判斷測(cè)區(qū)地下水位大約在1 230～1 250 m標(biāo)高以深。

圖2 5線瞬變電磁測(cè)深推斷成果圖ig.2 Interpreting results of transient electromagnetic sounding of No.5 line

該線出現(xiàn)了兩條大致平行的線性構(gòu)造，分別位于12.5號(hào)點(diǎn)和25～27.5號(hào)點(diǎn)，但在1 330 m以上合二為一。依前述的解釋原則在兩條構(gòu)造帶上圈定了共八處有進(jìn)一步找礦意義的中阻圈閉異常，從而認(rèn)為該線具有較好的找礦前景。

此外，以1 328 m為中心，存在一處圈閉高阻異常，推斷為空洞的反映。至于深部(標(biāo)高＜1 250 m)的四處低阻異常，依其幅值最低僅為100～150Ω·m的電性特征，推斷為含泥與充水的巖溶裂隙發(fā)育帶引起，無找礦意義。

3.3 地質(zhì)找礦效果

5線的瞬變電磁測(cè)深推斷成果可見圖2。圖中嘗試對(duì)賦存于不同深度且幅值各異的圈閉異常賦予了不同的地質(zhì)—礦化含義。基本推斷解釋意見是:淺部高阻異常系空洞引起;深部低阻異常為含水與充泥巖溶裂隙帶的反映;只有具中阻特征的異常才可能與受構(gòu)造控制的坡縷石礦有關(guān)。十條測(cè)線共圈定了多處與坡縷石礦(化)有關(guān)的瞬變電磁異常，在統(tǒng)計(jì)擬斷面圖異常截面積的基礎(chǔ)上，預(yù)估算了坡縷石礦(化)的資源潛力，為礦區(qū)的資源評(píng)價(jià)提供了地球物理資料和依據(jù)。

4 結(jié)語

(1)本次瞬變電磁法探測(cè)坡縷石礦取得了較好的地質(zhì)效果，首先是較精準(zhǔn)的查明了控礦構(gòu)造帶的賦存部位，在礦區(qū)平面上對(duì)該礦化帶成功的實(shí)現(xiàn)了追蹤。其次圈定了多處與坡縷石礦有關(guān)的視電阻率異常，結(jié)合地質(zhì)礦產(chǎn)資料對(duì)含坡縷石構(gòu)造進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，為該礦區(qū)坡縷石資源量預(yù)測(cè)提供了地球物理資料和依據(jù)。

(2)針對(duì)薄而小、產(chǎn)狀直立的坡縷石礦體，采用淺部勘測(cè)系統(tǒng)和密集點(diǎn)距觀測(cè)，獲得了清晰的低阻異常，既體現(xiàn)了瞬變電磁測(cè)深橫向分辨率較好的優(yōu)點(diǎn)，也在某種程度實(shí)現(xiàn)了精細(xì)勘探的目的。

［1］牛之璉.時(shí)間域電磁法原理［M］.長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社，2007:37－66.

［2］方文藻，李予國(guó)，李貅.瞬變電磁測(cè)深原理［M］.西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993:9－50.

［3］樸化榮.電磁測(cè)深原理［M］.北京:地質(zhì)出版社，1990:273.

［4］李貅.瞬變電磁測(cè)深的理論與應(yīng)用［M］.西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2002:1 －4.

［5］劉樹才，劉志新，姜志海.瞬變電磁法在煤礦采區(qū)水文勘探中的應(yīng)用［J］.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，34(4):414 －417.