深部构造

深部构造（共7篇）

深部构造 篇1

我国所处的大陆块比较复杂, 稳定地块规模小, 盖层变形强烈, 因此我国煤田的演化过程要比欧美国家的煤田演化复杂得多。这就使得本应是一个整体的煤层, 经过地壳运动, 有的煤层抬升, 有的煤层沉降, 有的发生褶皱、变形、变位等, 变得支离破碎[1]。另外, 我国煤炭分布不均衡, 主要的煤炭资源 (80%) 集中在东北、华北地区, 但该区域的煤田结构复杂, 因此目前发现的煤炭资源却只有全国的11%。经过这些年的开采, 浅部煤炭资源已经不能满足使用了, 因此要加深开采深度, 预计在未来二十年里, 一些煤田的开采深度可达1000m~1500m[4]。而勘查工作随着开采深度的增加也由露天型煤田转向地下煤矿。而地下煤矿结构复杂, 勘查工作难度很大。从这一方面看, 加强对深部煤炭资源勘查的研究对勘查以及煤矿开采都有重大意义。

1 深部煤炭资源勘查的主要方法

1.1 物探法

物探法主要包括:电磁法、重力、地震等, 利用煤层的弹性、密度、导电性、放射性等特点, 对某一区域的地质形态构造与能源分布进行探测。物探法操作简单, 成本低, 勘查时间短, 缺点在于不能直接探测出煤的品质等数据。

1.2 钻探法

钻探法就是根据资料, 由地质人员设计出钻孔的位置与深度, 通过钻井取芯的方式获得煤层的直观情况。钻探法能直接获得煤的品质等直观数据, 但是勘查时间较长, 操作复杂, 成本高。

1.3 地面地质法

在进行精确的勘查之前都要先利用地面地质法进行分析, 看有没有进一步勘查的必要。地面地质法是通过分析露出地面的地层, 结合勘查理论, 对所有勘查的区域做出评价。主要用到的方法有:遥感、人工地质填图、推断、类比等。地面地质法时间短、成本低, 但是得到的结果并不准确, 难以勘查复杂地质下的煤层[3]。

2 勘查区类型与勘查模式

文中提到的勘查区类型是从勘查角度出发, 按照煤田特征、勘查复杂程度, 把特征与难易程度相似的煤田归成一类。不同类型的勘查区的勘查任务、流程、勘查方式都各不相同。勘查模式则是对地质条件、勘查技术、勘查流程、布置方案等的总结。人们可以根据勘查区类型以及勘查模式明确勘查思路, 进而制定出合理的勘查方案[2]。

目前, 我国东部煤炭资源勘查模式已经发生了转变, 由直接找煤或钻探找煤变成了通过地质、物探、遥感等多种方法相结合的勘查模式, 保证深部煤炭资源勘查工作的顺利进行。本文结合勘查实例, 将勘查区类型分成了四大类, 下面对每一个类型进行探讨。

3 老矿区深部或外围勘查区

3.1 勘查区基本特点

经过多年的开发, 东部煤矿的浅部已经开发的比较彻底了, 为了保证煤炭资源的持续供应, 则需要加大开发力度, 这样, 浅部矿井的深部或外围就成为进一步开发的首选区域。深部或外围的煤层与浅部煤层属于同时代煤层, 只是因为地质构造变化使得埋深不同。所以老矿区深部的开采也可以看作是浅部开发的加深, 各项指标与浅部都有对照关系。

3.2 构造控制

老矿区深部或外围的煤矿床在地壳运动下变成了褶皱型与断裂型两种, 与浅部相比具有相似性、渐变性、等距性等特征。

褶皱型煤矿浅部到深部具有连续性, 一般都具有向斜核部, 图1是开滦煤矿的构造剖面。

对于这种勘查区, 应对其褶皱类型进行分析, 找出煤层的变化趋势, 明确煤层构造的趋势, 以此来推断出深部煤层的构造形态与产煤量。

而处于断块构造或山前构造的矿区, 例如邯郸、邢台等地的煤矿, 峰峰矿区等, 煤田的构造形态就成为单斜块构造, 煤层深度会随着地层的倾斜向下而逐渐加深, 并且呈阶梯状下降。

对于这种勘查区, 在进行构造分析时应注意以下两点: (1) 根据局部单斜块的变化推测出整个煤层的走势、埋深; (2) 注意阶梯状断裂系统的次级构造分异, 形成地垒使抬升变浅。

3.3 勘查模式

浅部的开发经验揭示了深部的煤矿资源很可靠, 还可以明确深部构造形态。在进行勘察时要参考浅部勘查资料, 由浅及深, 由已知到未知, 通过分析开采浅层的各种数据, 对深部煤层构造、延伸状况有一个大致的了解, 由原有的勘探线向深处延伸, 布置深钻孔, 控制主采煤层深度, 之后利用钻探与物探弄清楚煤层储煤量与开采地质条件。

4 深部新区勘查区

4.1 勘查区基本特点

所谓深部新区就是指煤层较深 (800m~1500m) 、覆盖层厚的区域, 深部新区还可以细分为煤层深埋区、新生覆盖区等。由于煤层距地表很深, 因此这些区域都还是没有经过开采或开采很少的, 工作程度低, 导致开采资料匮乏, 为勘查工作带来了较大困难[2]。而在这些区域进行的物探, 例如油气勘查中的石油地震、石油钻井得到的煤层信息可以作为勘查工作的参考信息。

4.2 构造控制

不同的地质构造之间存在着某种联系, 而煤层构造也属于地质构造的一个重要组成部分。在对煤层进行勘查时, 应重点分析煤层上覆盖层的地质特征, 特别是与地层的结合关系, 如果煤层上覆盖层与地层是整合或接触的, 就可以直接判断出煤层的厚度, 进而计算出煤层的储煤量;如果煤层上覆盖层与地表不整合或接触, 那就需要分析地址的构造性质与强度特征等。

对于新生界覆盖区, 新生界底部与地层往往没有整合, 因此地表地质构造与深部煤层地质构造之间不存在联系。

4.3 勘查模式

在勘查时, 应从区域地质入手, 利用区域地质特征、勘探资料, 尤其是石油部门在物探与钻井中收集的煤层信息, 综合分析多个方面的信息, 对煤层的聚煤规律和煤层构造格局进行深入研究。先勘查有利的煤层, 作为勘查靶区, 再进行进一步勘查。利用物探与钻探相结合的勘查方法, 先物探, 用地震或电大致确定煤层范围、自然边界与有利区域等, 再用钻探进行确定, 由点及面, 逐渐对整个煤层进行勘探[1]。

5 复杂地质条件勘查区

5.1 复杂区基本特点

由于地壳运动的复杂性, 导致煤层地质结构也很复杂, 例如滑脱构造系统, 往往会导致煤层被老地层覆盖, 红层压煤等情况, 虽然煤层埋深较浅, 但由于地质构造复杂, 也属于“深部”煤层勘查区域, 如果进一步划分, 还能够分成推覆体下、红层下、火成岩下等类型。

5.2 构造控制

含煤岩的特点就是成层性好、软硬岩层相间、旋回频繁, 基底一般为巨厚的碳酸盐岩、变质岩、火成岩等, 这些岩层的力学性能各不相同, 甚至差异很大, 因此含煤岩对外力很敏感, 很容易受到外力而发生变形。含煤岩中常见的地质构造有逆冲断层、推覆构造、滑动构造、伸展构造等, 使得煤层状态与正常地质岩层顺序不同, 为煤炭勘查带来了较大的困难, 也属于煤炭资源勘查的新领域。

6 生产矿井深部煤层勘查区

6.1 勘查区基本特点

在一些可采煤层的煤田, 煤炭资源勘查主要分为两种, 一种是跟着可采煤层的倾斜方向向深部延伸, 这就是四类中的第一类—老矿区深部或外围勘查;另一种是沿着开采煤层垂直方向进行勘查, 也就是生产矿井深部煤层勘查。这种类型还可以细分为两类: (1) 多煤系:有的煤田的煤是几个不同时代形成的, 例如山西大同的煤田就有侏罗纪时代的煤层、石炭—二叠纪时代的煤层, 有了对上部煤层的开采经验与资料后再进行对下部煤层的勘查; (2) 下组煤:有的煤田由于地质运动会出现同一时代的煤层进过沉积回旋, 多煤层发育, 例如华北煤田诸煤田的下组煤。

6.2 构造控制

煤层深度很深, 与煤田中浅部煤层在地质演化中是前后关系, 并不是并列关系。在构造形态上与上组煤有相似性与垂直方向上的渐变性。这些特点在煤层断层、褶皱等复杂地质结构。地压、地温、渗透压等复杂性上的表现尤为明显。

6.3 勘查模式

一般情况下, 之前对上部煤层开采所掌握的资料都比较详细, 上部煤层的开采程度较大, 为之后的深部煤层勘查与开采提供了详细的资料。对深部煤层勘查时要依据上部煤层的成果, 对聚煤时间演化、地质垂直方向的变化规律等着重研究, 利用井下钻探与井下物探相配合, 对下部煤层展开勘查。

7 结束语

随着我国经济的快速发展, 对煤炭的开采提出了向深部勘查的要求。但是由于我国煤田地质构造复杂, 给深部煤炭资源勘查带来了一些难度。随着近几年的发展, 各种模式与技术都应用到了深部煤炭资源勘查方面, 也证明了上述几种勘查模式对于加快深部煤炭资源勘查与开采, 促进我国煤炭行业的发展, 提高我国产煤量有深远的意义。

参考文献

[1]曹代勇, 等.中国含煤岩系构造变形控制因素探讨[J].中国矿业大学学报, 2010, 01:3-4.

[2]隋旺华, 曾勇.煤炭资源勘查与开发地质学科建设成效与展望[J].中国地质教育, 2011, 02:2-4.

[3]高洪烈.对目前煤炭资源勘查与开发利用中存在的一些问题的思考[J].中国煤炭地质, 2010, 11:1-2.

深部构造 篇2

郯庐断裂带中南段重磁特征与深部构造

郯庐断裂带是中国东部地球物理场的分界线.它在磁场上呈现出一条NNE向线性正磁异常带,它的重力场特征表现为规模较大的.布格重力异常梯度带.在断裂带的两侧,其区域磁场、区域重力场无论是场值大小,还是异常规模以及各异常的展布形态等诸方面都具有明显的区别.地球物理特征揭示郯庐断裂带深部构造,为研究重点矿产分布规律及地震灾害预报具有重要的实际意义.

作 者：作者单位：刊 名：山东国土资源英文刊名：LAND AND RESOURCES IN SHANGDONG PROVINCE年，卷(期)：25(8)分类号：P631.2关键词：郯庐断裂带 中南段 重磁场 深部构造

深部构造 篇3

1 构造区域冲击地压成因分析

1.1 断层区域冲击地压成因分析

断层切断岩层整体性, 影响推进工作面附近的应力再分布, 特别是当工作面接近断裂破坏带时, 超前煤壁顶板岩层将给工作面和断层间煤柱造成加压作用, 在断层区域出现高应力, 导致该区域形成高应力区, 见图2。因此在断层区域留有足够煤柱是保障安全的前提, 对于断层应力影响区域应根据煤体受力状态, 采用降低应力措施, 避免开采期间冲击地压的发生[1]。

1.2 构造冲击地压成因分析

1.2.1 顶板岩层破坏

(1) 力学模型。巷道顶板岩层受自重和水平轴向力N作用。顶板岩层稳定性问题为岩层自重q及轴力N共同作用下复合弯曲时的失稳问题。

岩梁在自重作用下弯曲变形, 轴向压力N在岩梁各截面产生分布弯矩W n。弯矩使梁进一步弯曲。岩梁变形后W n又将产生新的弯曲变形。当轴向压力N达到一定限度后, 由N产生的弯曲变形将是一个恶性循环, 岩梁将无法达到新的平衡状态而破坏, 这就是顶板岩层屈曲破坏。见图3。

(2) 破坏准则。梁的弯曲变形方程为:

解得最大绕度ω0为:

解得屈曲最小轴向压力N为:

巷道顶板岩层所受轴向压力N>0.8Ncr时, 变形 (下沉) 明显增大, 严重时产生冒落。

1.2.2 底板岩层破坏

(1) 力学模型。底板模型与顶板相同, 只是力矩方向相反。当底板承受轴向力超过其限度后, 底板岩层将因失稳而发生底鼓等破坏。

(2) 破坏准则。当巷道底板岩层所受轴向力N≥0.8Ncr时, 将发生屈曲现象, 即产生明显底鼓、破裂现象。

1.2.3 两帮岩层破坏

采动后应力重新分布, 两帮岩体受高应力作用。根据莫尔-库仑准则求得两帮岩体不发生剪切破坏条件为:

支架为两帮岩体提供一侧向力, 使两帮岩体由单向应力转化为双向应力, 可以阻止破坏。岩体处于稳定状态时条件为:

构造应力导致顶底板岩体破坏, 使一定范围内构造应力得到释放[2]。巷道围岩受重力场作用, 在巷道两帮形成支承压力, 两帮出现压缩破坏, 破坏随支压力向深部转移而发展, 到支承压力稳定后, 两帮围岩趋于稳定。

2 缺陷技术研究

在煤矿开采中可人为制造缺陷体 (例如开掘巷道、钻孔爆破等) 以达到释放或隔绝应力传递的作用。

为预防3137工作面冲击地压危险, 保障安全开采, 在工作面开掘卸压巷, 在顺槽、上山进行钻孔爆破缺陷卸压处理。见图4。

3 结语

(1) 断层造成应力集中, 冲击地压危险性增大。

(2) 当所受轴向力N≥0.8Ncr时, 巷道顶底板将发生屈曲破坏;两帮发生压缩破坏。

(3) 采用卸压巷道和爆破钻孔等缺陷技术可预防冲击地压发生。

摘要：围绕深部工作面构造区域冲击危险性问题, 对工作面地质条件和开采环境等方面进行了研究。根据巷道顶底板及两帮受力状况, 建立了相对应的力学分析模型, 分析得出了巷道顶底板及两帮的破坏准则。通过理论分析结合实际情况, 在工作面建立了以缺陷技术为主的冲击地压防治方案, 为安全开采提供了帮助。

关键词：深部,构造,冲击地压,缺陷技术

参考文献

[1]钱鸣高, 刘听成.矿山压力及其控制[M].北京:煤炭工业出版社, 1992.

深部构造 篇4

关键词：地质特征,构造特征,富矿段分布规律,找矿靶区,山东乳山西泊

山东省乳山市西泊金矿是胶东牟乳成矿带之石沟-巫山断裂带上含金黄铁矿石英脉小型矿床, , 研究该矿床断裂构造特征以及矿体厚度、金品位与断裂带的关系, 总结并完善断裂构造控矿规律和深部找矿方向, 对矿山深部找矿以及构造性质相同的矿山地质找矿, 具有重要指导意义。

1 区域地质背景

西泊金矿区位于乳山东部之胶东隆起区的东侧, 是胶东第二大成矿带即牟—乳金矿成矿区的重要组成部分。区内断裂构造以近南北向最为发育, 纵贯全区, 呈4～5 km近等间距分布, 自西向东为青虎山～唐家沟断裂;石沟～巫山断裂;将军石～曲河庄断裂;马家庄～葛口断裂, 为本区主控矿断裂带。

区内岩浆岩广布, 主要为中生代玲珑超单元 (昆嵛山岩体) , 岩性为中粗粒黑云二长花岗岩, 灰色中粗粒结构、块状构造。区内脉岩发育常见有各类煌斑岩、闪长玢岩等。

2 矿体地质特征

矿区内出露地层主要为早元古界荆山群变质岩岩, 控矿构造主要为北西向断裂构造最为发育, 与金矿关系密切, 是本区主要控矿构造。

矿石结构有自形及半自形粒状结构、压碎结构、角砾状结构、网脉状结构。构造为块状、浸染状、条带状及角砾状。围岩蚀变以硅化、绢云母化、黄铁矿化、钾化为主, 次为绿泥石化、高岭土化、钠长石化等。

3 控矿断裂特征研究

3.1 区域构造演化史

早元古代期间, 胶东陆块的南北两侧处于岛弧环境, 南东部 (乳山地区) 沉积了厚达3000余米的火山岩、碎屑岩及碳酸盐建造 (荆山群) ;在±18亿年吕梁时期, 受到强烈的南北向挤压, 形成了轴向近东西向的复背斜构造。背斜核部为太古代地层, 翼部为早元古代地层, 横亘整个胶东地区。同时也形成了少量东西、北东、北西向的线性构造。

中生代印支～燕山运动以来, 区内断裂活动强烈, 形成了一系列的南北向、北东向及北北东向等断裂构造, 并伴随大规模的岩浆活动, 花岗岩类岩石广泛分布。英格庄矿区金矿成矿均与中生代构造、岩浆活动有关。

3.2 断裂蚀变带特征

西泊矿区地表为第四系覆盖区, 断裂带没有出露。根据坑道及钻孔揭露控制看, 矿区控矿断裂构造为一条主断裂带, 纵贯矿区南北编号为Ⅰ号。Ⅰ号主构造断裂带分布于2～11线之间长700 m左右, 主断裂带宽1～30 m, 平均宽4 m左右, 控制最大斜深为280 m。总体走向北西5°左右, 倾向北东, 倾角53°～61°左右。断裂面在平面和剖面均呈舒缓波状, 断裂带分支复合现象明显。

-45m标高3线附近, 主构造带下盘平行的蚀变带有3条, 编号为Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-5号, 其产状与Ⅰ号主构造断裂带相同。其中Ⅰ-2断裂带向上延深至-5 m标高, 向下延深至-65 m尖灭, 走向延长50 m左右;Ⅰ-3号断裂带沿走向延伸80 m, 沿倾向方向上下延深各20多米尖灭;Ⅰ-5号断裂带向上延深至-5 m标高, 向下延深至-85 m标高, 走向长100 m左右, 向深部延深有与Ⅰ号主构造断裂带交汇的趋势。

-85 m标高3线处, 分支蚀变带只出露Ⅰ-5号断裂带, 其与Ⅰ号主构造断裂带相距20 m左右近平行展布, 向北延长至1线附近, 向南延至5线南70附近与主构造带交汇。Ⅰ-5号断裂带在该标高出露规模最大, 走向长270 m。总体走向北西5°左右, 倾向北东, 倾角52°～35°左右, 倾角具有上陡下缓, 向下有与Ⅰ号主构造断裂带交汇的趋势。

3.3 断裂构造控矿特征

Ⅰ-1号主矿体发育在该断裂带内, 矿体形态严格受控于I号构造蚀变带, 随深度增加, Ⅰ-1号主矿体自+35 m中段至-5 m中段向东延展, 在四中段-85 m矿体向西延展, 通过工程揭露-125 m中段Ⅰ-1号主矿体转向东延展, 呈现“S”分布特点。Ⅰ-1号矿体在-85 m中段规模最大, 总体有向北飘移展布的特点;Ⅰ-2矿体只在-5 m、-45 m中段出露, 向下在-65 m标高左右尖灭;Ⅰ-3号矿体只在-45 m中段出露;Ⅰ-5矿体分布于-5 m至-85 m中段之间, 矿体在-85m中段最长达80多米。在3～5勘探线之-5～-85 m间区域内, 矿石的金品位、厚度及矿化度几个等值线图均显示矿化很不均一, 矿化高值区有向北侧伏的趋势。

3.4 富矿段分布规律及矿体侧伏方向

西泊金矿床内富矿体的分布具有一定规律, 即:富矿体在剖面上主要发育断裂带波状起伏的波谷内即倾角由陡变缓处, 平面上沿断裂走向由南北方向向NNW转折处;矿体沿断裂走向及倾向具有尖灭再现, 右行侧列的特点。西泊矿床Ⅰ-1号主矿体, 在3线附近有一富矿段, +35 m～-45 m富矿段总体向南东方向侧伏, 侧伏角较陡为65°左右;而-85 m标高富矿段转向北东方向侧伏, 侧伏角变缓为45°左右。在-45m标高富矿体最长为65 m, 宽一般为1.5～4.2 m, 平均宽2.83 m, 金平均品位4.62×10-6;在-85 m标高富矿体长56m, 宽1.5～12.7 m, 平均宽3.56 m, 金平均品位5.06×10-6。

4 矿区深部找矿方向及靶区

根据西泊矿区断裂构造的性质, 结合矿床构造和富矿段分布特征及规律, 预测西泊矿区深部找矿方向及靶区, 为Ⅰ-1号矿体富矿段侧伏方向的深部以及矿区北部, 即矿区3～1/线附近, -85～-200 m标高之间Ⅰ-1号主矿体富矿段;0～2线附近-200 m标高区间。

5 结语

综上所述, 我们进行金矿床深部的矿体定位勘测必须要以矿地质条件作为先前基础, 以扎实稳定的地质勘探工作作为基础。众所周知世界上不会出现两个完全一样的事物, 本身进行金矿床的内部定位预测工作就是风险较大并且繁冗的工作, 所以我们不能完全参考别人的理论, 也不能被前人的传统模式所禁锢, 而是循序渐进地对地质矿藏进行勘测找寻。

参考文献

[1]柳玉明, 柳楠, 张杰, 等.山东英格庄金矿床构造特征研究及找矿方向GN62-1112/TF[J].黄金科学技术, 2010, 18 (6) :26-29.

深部构造 篇5

长期以来, 人们探测地壳的浅层电性结构, 或者对浅层地壳结构进行地球物理场的透视成像, 以达到了解地表地层, 寻找矿产资源及解决各种水文工程地质等目的。电磁测深法作为综合地质和地球物理研究手段之一在我国已有二十多年的历史。目前常用的电磁测深方法有天源场源的大地电磁测深方法、人工源频率电磁测深方法和可控源音频大地电磁测深法。可控源音频大地电磁测深法使用了人工发射的可控制的场源, 达到电磁测深的目的, 解决了前两者场源微弱和多变性的问题。跟直流电法测深比较也具有很多优点, 由于它的勘探深度大, 分辨率高 (对地电断面的详细研究程度) , 野外观测系统装置轻便, 地形影响程度较小, 已日益受到人们的重视。在我国, 可控源音频大地电磁测深法在探测地壳和上地幔的物质结构, 在普查石油天然气、煤田、地热田以及在寻找地下水和金属矿产过程中已成为不可缺少的地球物理勘探方法之一, 并取得了明显的地质效果。

2工作区地球物理特征

物性参数是开展电磁法测量及资料解释的重要前提, 本区地质体参考物性参数如下:

(1) 粗粒斑状黑云母花岗岩:ρs≈283Ω·m～529Ω·m;

(2) 中粗粒斑状黑云母二长花岗岩:ρs≈152Ω·m～1760Ω·m;

(3) 伟晶岩:ρs≈216Ω·m～610Ω·m;

(4) 碎裂花岗岩:ρs≈62Ω·m～740Ω·m;

测量反演电阻率表现电性特征:

(1) 粗粒斑状黑云母花岗岩:ρs≈1000Ω·m～30000Ω·m;

(2) 中粗粒斑状黑云母二长花岗岩:ρs≈1000Ω·m～20000Ω·m;

(3) 碎裂岩:ρs≈400Ω·m～4000Ω·m。

通过上述参数对比, 反映工作区岩性电性变化大, 成份复杂, 后期改造作用强烈。

3音频大地电磁测量的基本原理

大地电磁测深法是上世纪五、六十年代提出的一种地球物理探测方法, 它是以岩石和矿石的导电性和导磁性为主要物质基础, 通过对地面电磁场的观测, 来研究地下电性分布规律的一种物探方法。大地电磁测深法利用的是低频段的电磁信号, 音频大地电磁测深观测利用的是音频段的电磁信号。研究表明天然大地电磁场中1Hz以上的信号来源于雷电信号与大地耦合, 当信号源与观测点足够远时, 观测点电磁场近似于平面电磁波, 因此在地表观测的电场与相互垂直磁场水平分量的比值可表征地下阻抗的分布特征, 在各向同性介质中大地阻抗Z与极化方向无关, 仅为大地电阻率的分布与电磁场的频率函数。

undefined (1)

式中, f表示频率;μ磁导率;ρ表示电阻率。经过变换即可得到由阻抗计算电阻率的公式:

undefined (2)

由电磁场理论可知, 电磁场在大地中传播时, 其能量不断衰减, 传播的距离越远, 衰减就越大, 若以电磁场振幅的变化 (减小) 来表示电磁场在大地中的衰减, 那么电磁场的穿透深度或趋肤深度δ可定义为其振幅衰减到初始场的1/e时的深度。即有:

undefined (3)

式中, ρa为趋肤深度内电阻率的综合值, 通常称之为视电阻率, 上式表明观测频率越低探测的深度越大, 视电阻率越大对电磁场的衰减作用就越小。在地电结构一定的情况下要获得较大的探测深度, 可通过采集较低频率的信号来实现;上式同时也表明趋肤深度仅是频率和视电阻率的函数, 通过观测不同频率下的电磁场信号可得到不同深度范围内的电阻率值。

4方法野外应用

本次电磁测深工作于上东坑地区烟筒岭硅化断裂带与牛澜硅化断裂带夹持区进行, 工区内树木茂盛、植被发育, 地形起伏较大, 给测量工作带来一定的难度。

4.1 野外布线

根据设计要求在上东坑地区布设三条剖面以探测深部构造延伸变化情况, 具体布线情况见图1剖面线布署图。

4.2 野外工作方法

本次探测采用美国EMI公司和Geometrics公司联合推出的电磁仪—EH-4型连续电导率仪, 它是一种高频大地电磁场信号观测仪, 能观测到10Hz～100kHz之间天然电磁场信号, 可探测出离地表几m至1 000 m内地质断面的电性变化信息。广泛应用于地下水研究、环境监测、矿产与地热勘察, 以及工程地质调查等领域。EH-4型连续电导率仪野外工作有两种工作方式:一种是单点测深, 另一种是连续剖面测深。在实际应用当中它把信号观测分成三个不同的频段进行。一频段:10Hz～1kHz;二频段:500Hz～3kHz;三频段:750Hz～64kHz。

本次测量采用单点测深方式。测量中通常采用天然场源和人工场源相结合的方式, 也可以只采用天然场源。本次测量根据本区的地质、地形、植被发育等情况采用天然场源, 由于测区位于花岗岩出露区, 花岗岩电阻率值一般为500Ω·m～3 000Ω·m, 根据公式来估算勘探深度, 探测时取最低工作频率为10Hz, 计算出的探测深度大于1 000 m, 可以满足地质要求。工作频率主要选取一、三频组段, 频率范围为10Hz～64kHz, 在中频段信号较弱时, 补充采集二频组信号。

4.3 数据采集及技术要求

当测站布设完毕后, 使用EH-4仪器采集程序进行原始数据采集, 仪器同时采集记录Ex、Ey、Hx、Hy四个电磁分量的场值。测点上数据采集分频段进行, 一般先采集低频段而后再采集高频段为保证观测数据的质量, 主要采取了以下技术保障措施。

(1) 电极方位、磁探头方位使用森林罗盘仪定位, 其方位角偏差一般小于2°;

(2) 电极的布置技术。本次工作共用四个电极, 每两个电极组成一个电偶极子, 保证Y-Dipole电偶极子的方向与X-Dipole的相互垂直;电偶极子的长度用测绳测量。布设电极时, 电极插入土中的深度一般不少于电极长度的三分之二, 并在四周浇水, 确保电极与土壤接触良好 (见图2) ;

(3) 磁棒布置技术。磁棒离前置放大器应大于10 m, 两个磁棒要埋在地下至少5 cm, 用地质罗盘定方向使其相互垂直且水平放置;要求所有的工作人员要离开磁棒至少10 m, 尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。磁棒放置平稳, 用土埋压, 避免测量中因震动而产生噪声;

(4) AFE (前置放大器) 布置技术。将电、磁道前置放大器放在测量点上, 即两个电偶极子的中心, 为了保护电、磁道前置放大器, 应首先接地, 并远离磁棒至少10 m;

(5) 主机布置技术。主机要求放置在远离AFE (前置放大器) 至少20 m的一个平台上, 而且操作员最好能看到AFE和磁棒的布置;

(6) 电极联线、磁棒联线及接入仪器的电缆均不能悬空, 不能并行放置, 每隔3 m～5 m需用土或石块压实, 避免因电缆晃动而产生噪声;

(7) 各测点原始记录叠加次数不少于16次, 保证有80%以上频点相干度大于0.6;

(8) 野外测试时, 详细填写野外班报, 以供质量监控和数据处理;

(9) 采集过程全程监控, 发现异常情况及时处理, 保证采集数据的真实可靠。

4.4 成果概述

经过野外数据采集实时处理和室内数据处理, 结合地质相关资料, 推断出三个地电断面剖面。以下取L02号线的解释成果作简单论述。L02号测线全长3 500 m, 方向北东135°, 从西到东穿过印支期斑状黑云母花岗岩 (1Pbγ51-1) , 燕山晚期斑状花岗岩 (bγ53) , 印支期斑状二云母花岗岩 (Pmbγ51-3) , 第四系砂质粘土、砾石 (Q) , 印支期斑状二长花岗岩 (Pbηγ51-2) 和斑状二云母花岗岩。北西段横切后方断裂和烟筒岭硅化断裂带;南东断横切牛澜深断裂、榨子岭断裂、大人山断裂, 这三条断裂在测线上形成了“川”字分布 (见图1) 。通过反演电阻率电性特征差异的反映, 地电断面图表现为三层结构, 上部为低阻层, 反演电阻率在400 Ω·m以下, 中部为中高阻层反演电阻率在1 000 Ω·m～3 500 Ω·m, 其中夹有团块状低阻异常和条带状高阻异常, 下部为高阻体, 反演电阻率一般大于3 500 Ω·m, 见图3。

根据反演电阻率推断解释, 结合已有地质资料对断面图分析如下。

(1) 测线0

m～250 m, 标高500以上, 横向上可以清晰地看到电阻率呈中低阻特征表现, 小于3 500Ω·m, 根据已知的资料对比分析, 是燕山早期的细粒含斑黑云母花岗岩, 其中在75 m和200 m, 纵向上观察等值线发生陡变, 梯度变化较大, 推测可能为断裂引起, 对应地质情况, 与已知的烟筒岭后方断裂基本吻合, 本区段因断裂带存, 反映中低阻电性特征表现的地质体可能还充填有糜棱岩、微晶石英胶结角砾岩、碎裂岩等;

(2) 测距250

m～500 m, 标高650 m以上, 反演电阻率横向平滑延伸, 无畸变, 纵向无陡变、稳定, 反映中低阻电性特征, 小于3 500 Ω·m, 结合已知的地质资料, 认为是印支期第一阶段粗粒巨斑状黑云母二长花岗岩;

(3) 测距500

m～2 000 m, 统观整体, 地形上处于沟谷中, 标高200 m以上, 反演电阻率呈现不连续的低、中、高阻特征反映, 区域内岩性变化较复杂, 根据等值线起伏变化的差异性推断出两个主要断裂烟筒岭断裂和牛澜深断裂, 将其分为两个区段, 其一以烟筒岭断裂～F3断裂之间:500 m～1 200 m, 标高在200 m以上, 电阻率小于3 500 Ω·m, , 等值线起伏变化较小, 整体向东南, 和地质资料上烟筒岭断裂的倾向基本一致。其二在F3和牛澜深断裂之间, 测距为1 200 m～2 200 m:①标高500 m以上, 中低阻特征反映的电阻率等值线平稳分布, 推测可能是印支期斑状细粒二云母花岗岩, 其中测距1 700 m～2 000 m, 埋深小于50 m, 电阻率小于300 Ω·m, 结合实地的观察, 地表植被发育, 岩体出露程度差, 有粘土, 结合已知的地址资料, 认为是第四系砂质粘土覆盖;②标高500 m～200 m之间, 电阻率呈现连续串珠状中阻特征分布, 电阻率均值是3 000 Ω·m, 推测可能是印支期中粗粒斑状二云母花岗岩, 其中测距1 200 m～1 300 m, 标高400 m～300 m之间, 出现团块状低阻体, 等值线密集, ρ≤400 Ω·m, 可能是受F3的作用, 是一条含水的花岗岩岩体内部的破碎带;

(4) 测距2 000

m～2 300 m, 标高100 m～700 m范围内分布一条成“V”形中低阻异常, 反演电阻率400 Ω·m～3 500 Ω·m, 推测为印支期中粒斑状二长花岗岩 (Pbηγ51-2) , 破碎带内充填白色块状粗晶石英岩、硅化花岗碎裂岩、及糜棱岩, 沿Pbηγ51-2岩体接触带延伸;

(5) 测距2 300

m～2 600 m, 标高-300 m～800 m, 反演电阻率值在3 000 Ω·m～30 000 Ω·m之间, 呈现团块状凸起高阻体, 等值线密集, 推测受牛澜深断裂和榨子岭断裂的共同作用, 形成上升通道, 印支期中粒斑状二云母花岗岩 (Pmbγ51-3) 侵入印支期中粒斑状二长花岗岩 (Pbηγ51-2) ;

(6) 测距2 600

m～2 900 m, 标高100 m～900 m, 反演电阻率值约3 500 Ω·m, 等值线上下不连续, 呈块状分布, 电性差异密集程度变化较大, 推测测距2 600 m处发育榨子岭断裂, 2 900 m处发育次级断裂F4, 受两断裂影响, 以印支期中粒斑状二长花岗岩 (Pbηγ51-2) 为主体的围岩中, 断裂带内充填碎裂花岗岩、硅化花岗碎裂岩、糜棱岩等;

(7) 测距2 900

m～3 500 m, 标高300 m～1 100 m, 反演电阻率值2 000 Ω·m～8 000 Ω·m, 呈中高阻不连续团块状分布, 等值线分散, 局部高阻体密集, 推测测距3 100 m处发育大人山断裂, 结合已知的地质资料, 推测是印支期中粗粒斑状二云母花岗岩 (Pmbγ51-3) , 断裂带内充填硅质和硅化角砾岩、碎裂岩;

(8) 测距0

m～2 300 m, 2 600 m～3 500 m埋深相对较深的高阻体, 反演电阻率值大于3 500 Ω·m, 电性高阻特征稳定, 推测是中粗粒花岗岩;

(9) 推断7条断裂:

F2 (烟筒岭后方硅化断裂) :测距75 m和200 m, 等值线变异、发生扭曲, 断裂沿高阻等值线变异带通过, 破碎带向下延伸约500 m, 至岩体顶部尖灭, 充填碎裂岩, 断裂规模较大, 倾向南东, 倾角较陡, 东北面有361矿, 东南面有235矿, 根据已经掌握的地质情况可以推断, 此区域是铀成矿的有利地段。烟筒岭断裂:测距位于600 m处, 两侧电阻率差异较大, 纵向上观察等值线南东侧伏, 梯度变化较缓, 延伸较长, 深部与推测断裂F3交汇。断裂带内主要充填硅化花岗碎裂岩、角砾岩及糜棱岩等物质。F3断裂, 测距位于1 100 m左右, 电阻率值小于2 000 Ω·m, 纵向呈不连续分布, 低阻区和中阻区分化, 等值线密集, 电性差异明显, 推测是发育的次级断裂, 该断裂倾向南东, 向下延伸约500 m, 围岩破碎严重。牛澜深断裂:位于是一条前人发现的北东向硅化断裂带, 该断裂较宽, 倾向南东, 倾角较大, 主要充填硅化花岗碎裂岩、角砾岩及糜棱岩等与铀成矿有关的物质, 断裂带沿ηγ51-2岩体接触带延伸。榨子岭断裂:测距2 600 m处, 两侧电性差异较大, 中高阻分化显著, 等值线梯度变化较陡, 几近直立, 推测为断裂, 与已知的榨子岭断裂吻合, 断裂带内主要充填碎裂花岗岩、糜棱岩、硅化角砾岩等。F4断裂:测距2 900 m处, 测线两侧岩性发生变化, 电性呈西低东高不连续分布, 中高阻分化严重, 等值线高阻密集, 推测是主断裂带内发育的次级构造, 主要充填碎裂花岗岩, 硅化角砾岩等。大人山断裂:位于测距3 100 m, 是一条前人发现的北东向硅化断裂带, 倾向南东, 倾角较大, 该硅化断裂带主要由多期多阶段的硅质和硅质角砾岩、碎裂岩组成, 是主要的控矿和含矿构造。

5结语

以上推断结论, 经过与上东坑地区已知地质资料相互对比和钻探工程验证, 其主带的位置、倾向与深部延伸情况等基本保持一致, 次带地质情况也相差不大;说明可控源音频大地电磁测深法在探测构造断裂带等深大地质体上是可行、有效的。当前地质勘查事业进入新一轮的高峰期, 新的勘探手段、方法也不断从理论走向实践, 作为有效的综合地质和地球物理勘探方法之一的可控源音频大地电磁测深法, 随着国家对矿产资源勘探力度的加大, 将更加普遍应用于地质勘探中去。 [ID:5442]

摘要：随着国家政策对矿业勘查力度的加强, 铀矿勘查也迎来了它的第二个“春天”。而新一轮的找矿热潮是以“攻深找盲”为主题, 所以了解矿区深部的构造变化情况, 是开展勘查工作的前提和依据。本文简单介绍可控源音频大地电磁测深法 (CSAMT法) 的工作原理和特点, 并通过在南雄盆地上东坑地区利用可控源音频大地电磁法测深探索深部构造中的实际应用, 突出该方法在探测深部地质目标的良好应用效果和有效性, 为矿区深部找矿工作提供设计依据。

关键词：铀矿勘查,CSAMT法,南雄盘地,地质目标

参考文献

[1]傅良魁.应用地球物理教程-电法勘探[M].江西:东华理工大学出版, 2005.

深部构造 篇6

一、矿井地质构造概况

张小楼井田位于徐州煤田九里山向斜中段张小楼背斜北翼。该背斜仅在13-1~15线的露头部位有所显露, 其核部为奥陶系中统地层。F1号逆断层基本沿背斜轴部切割, 因此形成一个不完整背斜, 南翼仅残存很少山西组、太原组煤系地层。北翼保存相对较完整, 但也被几条大中型断层纵横切割, 略显破碎。

该井田整体呈一走向北东、倾向北西上陡下缓的铲式单斜构造, 浅部地层倾角一般在24°~40°、深部地层倾角5°~15°。13-1~16-1勘探线间浅部露头部位的煤层分别被落差20.0m以上的F18、F15、F14、F0、K3、K1、K6等断层切割, 破坏了浅部单斜构造形态。深部则表现为两个宽缓的向斜和两个宽缓的背斜。

二、褶曲

除浅部13-1~15线间的露头部位发育的、被F1断层沿轴部切割的背斜 (称张小楼破背斜) 以外, 在-1000m以下, K1断层以东有一向斜构造和一背斜构造, 分别称为东翼深部向斜和东翼深部背斜。K1断层以西有一向斜构造和一背斜构造, 称为西翼深部向斜和西翼深部背斜。

三、深部区域近几年揭露的较大断层

深部区域此次统计了2007年来所采工作面中揭露的中、小型断层, 主要为7煤、9煤层共计20个工作面。7煤开采12个工作面, 面积约为1.9Km2, 中、小断层计249条, 其密度为131条/Km2;9煤开采8个工作面, 面积为1.0Km2, 小断层计89条, 其密度为89条/Km2。全区总计断层338条, 绝大部分为正断层, 其中落差大于2.0m的断层有60条;断层走向以NE30°~NE70°为主, NW方向次之。下文将主要分析近几年揭露的大断层。

1. F13断层

该断层位于西一下山采区75215工作面中部, 是一条对回采以及掘进影响很大的断裂构造。总体走向NE50°, 整体倾向ES, 为一条高角度的正断层, 倾角多为60~80°, 局部直立。该断层产状主要根据75215工作面回采揭露以及轨道石门等多条巷道揭露情况控制走向、倾角以及落差。该断层浅部向75214皮带机道方向发展, 可能被K1断层切断, 深部至-1120m水平以下 (75215工作面揭露) , 并继续向深部煤层延伸, 影响75215下覆工作面95213工作面。根据资料分析, 该断层可能纵贯东西两翼, 两翼延伸约1000m。

2. F9断层

该断层位于西一下山采区, 是由75212皮带机道揭露而延伸出来的正断层, 倾角为30~75°, 落差约25m, 靠近K1大断层, 定位为受K1大断层应力影响出现的伴生断层;走向为东西方向, 与75212工作面走向斜交, 断层走向影响范围为520m, 倾向影响90m左右。按其参数分析, 该断层对9煤工作面影响也较大。

该断层与东翼深部背斜走向一致, 判定是受其应力影响而发育的一条断层。

3. RF1逆断层

该断层位于西二下山采区深部-1200m以上, 走向NE45°~65°, 倾向北西, 倾角65°~85°, 落差0~55m。在17勘探线以东逐渐尖灭, 往西进入夹河井田, 在本井田长度约1300m。断层主要切割了山西组和下石盒子组煤系地层。

张小楼井田目前深部地质资料缺少, 因此我们根据现有的西一采区地质资料, 选择具有代表的大中型构造, 对深部采区的构造变化及其影响进行分析, 同时对其产生的次生构造进行分析。通过对西一采区深部回采工作面的大中型构造进行分析类比, 我们选择比较有代表性的两条大中型构造, F13和F9。

西一下山采区两条断层开始均在7煤层中揭露继而延伸发展, 对下部9煤层均有不同程度的影响, 且影响程度随深度的增加而增加;靠近F1大断层。再结合西二下山采区三维勘探揭露的RF1逆断层比较。

深部区域存在两期明显的构造运动:一是印支期北西向的挤压, 另一期是晚白垩纪以后北东向的挤压, 前期奠定了本区构造的基本格局, 后期在对前期的构造形迹进行改造的同时, 形成了一些新的构造。断裂的性质、延伸方向及延展长度受构造应力场的控制。

结论

大中型构造发育规律:深部区域井田大、中型构造的特点为:断层走向多数与褶曲轴向一致, 即为北东向;断层的倾角以大于60°的高角度断层为主, 并伴有直立和反转现象;大断层附近常伴生次级断层, 越靠近主断层, 次级断层的走向越接近主断层的走向。受井田大、中型地质构造影响控制, 井田深部区域小断层比较发育, 落差多小于5m。

次生小构造发育规律:

1.根据统计数据来看, 西一下山采区东翼7煤层小构造发育略多于西翼7煤层;东翼9煤层小构造发育略多于西翼9煤层;7煤层小构造发育多于9煤层。

2.小断层走向以NE向为主。

小断层中以正断层为主, 落差2.0m左右的小断层延展长度一般为30~90m;

3.小断层尖灭处, 常出现分岔、弯曲或节理密集带, 这是由于应力分散的结果, 使小断层常过渡为不对称的小褶皱。断层末端常积累弹性应变能, 使煤层顶板压力增大, 反之可以解释为:当顶板压力增大, 节理或小褶曲发育时, 则预示前方有小断层;

摘要：通过对张小楼井西一深部采区回采工作面中遇见的大型地质构造进行了分析类比, 在主采煤层7煤和9煤中分别选取2条具有代表意义的断层与浅部的大中型构造进行对比分析, 继而对深部与浅部区域的构造变化情况以及小型次生构造的情况进行纵向对比。

深部构造 篇7

关键词：CSAMT,深部隐伏矿体,构造解译

0 引言

大深度，高分辨率的地球物理勘探方法将在深部矿产勘探，地质构造解译中将起着主导性作用。可控源音频大地电磁法具有不受高阻屏蔽、轻便、快捷、能有效穿透不同厚度覆盖层等优点，在山区地形条件和深部进行隐伏矿体构造解译中起到关键作用。本文以四川会理县拉拉铜矿外围红泥坡为实验区，针对实验区地下隐伏构造解译，开展可控源音频大地电磁法（CSAMT）对测区深部隐伏构造进行构造进行地层、构造划分。

1 矿区地质、地球物理特征

1.1 矿区地质矿产特征

拉拉铜矿地处著名的川滇有色金属成矿带北段，以“拉拉式”铜多金属矿产资源为主，矿区北部紧邻著名的落凼铜矿、老羊汉滩沟铜矿，东部有石龙铜矿、石龙铁矿。西部有李家坟、官地等铁矿点，以及中生代三叠系砂砾岩型铜多金属矿和铁矿。地质构造图见图1。

拉拉式铜矿床主要含铜矿层为Pt1n（落凼组）和次要含铜矿层Pt1t（天生坝组）。其产出规律如下：矿体呈层状、似层状及透镜状基本平行岩层分布，并伴随着围岩褶皱而发生波状起伏的变化。从落凼矿区东露天采场中可以看出，矿体在褶皱转折端具有明显变厚加富的特征。主要矿体一般赋存于一个较大的火山堆积旋回的中、上部，但个别从中下部就开始含矿，并延续到顶部。

1.2 矿区岩石物性特征

矿区的主要矿物成分为斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿具有明显的低阻高极化特性，岩石电阻率差异较大，极化率普遍较低。物性标本测试（见表1）。

通过表1，测区不同地层的电性差异明显：极化率在天生坝组，落凼组，相对高极化率；落凼组呈现电阻率相对高阻，天生坝组相对低阻。从该区域铁、铜矿体的特点，相对高阻，高极化。所以天生坝组，落凼组具备此特征，为该区域寻找铁、铜矿体主要找矿层位。上表岩矿石物性参数值反应该区不同地层的电性差异，具备CSAMT勘探前提。

2 CSAMT法简介及数据处理

2.1 观测区域的选择及测线布置

本次可控源音频大地电磁测深（CSAMT）为了获得较高的信噪比，选取在该区域的波场区R=10km采用标量测量装置进行采集。CSAMT接收测量时，一次测量九个电道，共用一个磁道。CSAMT观测和接收系统示意图如图2所示。

2.2 数据处理

本次勘探采用的是V8多功能接收系统，在充分实验的前提下，该工区的频率选择范围为0.625-7680HZ,共51个频点，接收偶极MN沿测线方向平行布设；供电电极AB为2KM；收发距离大约10km，发射最大电流16A;MN电极的接地电阻一般低于2kΩ，磁探头垂直于MN方向布设，方位误差应小于2°；磁探头水平放置，磁探头埋入地面以下，收发距离大约10km。数据处理应用凤凰公司开发的CMT-pro软件和MTSoft2D反演软件，CMT-pro软件主要对原始文件进行编排，按照测深点进行换算、合并，也可以对原始采集文件进行初步的编辑、圆滑等操作。数据经导入CMT-pro处理后导入MTSoft2D未编辑状态的数据如图3,MTSOFT2D对数据进行曲线平滑，模式识别，静校正等处理，进行反演成图，综合地质解释如图4所示。

3 CSAMT法的构造解译效果

该区域有丰富的地质钻井资料，结合地质，钻井资料进行反演综合解释如图5。

综合解释：Pt1t为天生坝组，三个火山沉积旋回中的上火山变质岩段即（Pt1h6),Pt1s是新桥组，三个火山沉积旋回中的上沉积变质岩段即（Pt1h5),Pt1n为落凼组，三个火山沉积旋回中的中火山变质岩段即（Pt1h4),Pt1d为大团箐组，三个火山沉积旋回中的中沉积变质岩段即（Pt1h3),Pt1x为小铜厂组，三个火山沉积旋回中的下火山变质岩段即（Pt1h2）。右侧断层为新发现一隐伏断层，左侧断层F29为已知断层，在右侧隐伏断层和F29附近（即里程2.5-3.5km区域）该区域深度800-1000米褶皱发育部位，推测为有利成矿区，推测成矿与断裂构造和岩浆活动有关。可控源音频大地电磁反应该区域地下电性结构反应的较好，对地层，断裂，包括隐伏断裂等的位置反应的较清晰，与已知地质剖面比较吻合，较准确的对该区域进行了构造解译。

4 结论

(1)获取了本区地层岩石及矿（化）石的物性成果，为在本区开展物探工作提供了地球物理依据、奠定了基础。在本测区开展可控源音频大地电磁测深是行之有效的，对中深部电性结构反应较好，寻找低阻体取得了较好的效果，反演结果能够宏观地反映勘查区深部岩性变化情况及构造。(2)综合地质解释反映的层位清晰，能够找到构造界面，发现隐伏构造，为中深部隐伏成矿地带构造解译提供了依据。预测两个断层区域深度800-1000米是有利成矿区。

参考文献

[1]叶益信.电磁法在深部找矿中的应用现状及展望.地球物理学进展,2011,26(1):327-334.

[2]叶天竺等.金属矿床深部找矿中的地质研究[J].中国地质,2007(,10):855-869.