EH4和直流激电测深在龙桥铁矿隐伏断裂及含水构造勘查中的应用

杨海峰，许 煜，蔡永生

（安徽省庐江龙桥矿业有限公司，安徽 合肥 231500）

在矿山生产过程中，会遇到岩溶、断层破碎带、含水构造、地下暗河等程地质问题，这些地质现象对矿山生产有很大的安全隐患。前期地质勘探，大部分构造已经被发现，但有些隐伏构造尚未探明，这会在后期的矿山生产中会有更大的安全隐患。

本次物探工作采用EH－4型StrataGem电磁系统，该系统通过对断面电性信息分析可以应用在矿产资源勘查、工程勘查、地下水研究等工作中。

1 区域地质

1.1 地层

龙桥铁矿位于庐枞火山岩盆地的北部边缘，出露地层主要为沉积岩地层及火山岩地层两大部分，火山岩地层以角度不整合覆盖于基底沉积岩地层之上。

1.2 构造

庐枞火山岩盆地位于扬子板块西北缘，靠近扬子与华北板块的拼合带，盆地西侧为北北东向郯（城）～庐（江）深断裂带。庐枞火山岩盆地是一个在郯（城）～庐（江）深断裂带的控制和影响下，以中、下侏罗统陆相碎屑岩建造为基底，经燕山运动而发育起来的陆相断陷式火山岩盆地。盆地基底基本上构成了一个北东50°走向的平缓向斜，火山岩系呈喷发不整合覆盖其上。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露的地层由老至新为：

（1）下侏罗统磨山组上段粉砂岩、泥岩等。

（2）中侏罗统罗岭组砂岩。

（3）龙门院组凝灰岩、粗安岩、凝灰质粉砂岩。

（4）砖桥组凝灰岩、粗安岩、粉砂岩。

2.2 构造

矿区位于基底沉积岩系枣树咀背斜的南东翼。矿区褶皱不发育，构造主要以断裂为主，基底沉积岩系地层走向近东西向，向南倾的单斜构造（二房院至马鞭山单斜构造），火山岩地层呈微角度不整合覆盖其上。

图1 矿区位于基底沉积岩发育结构

3 物性分析

物性差异（物性资料）是开展地球物理勘查和物探异常解释的前提和理论基础。通过对龙桥铁矿的各主要岩性标本进行了电性参数测定工作，测量成果汇总列于下表。

表1 主要岩（矿）石标本电物性参数统计表

根据本区的岩矿石电性测定结果表明，块状铁矿石的电阻率常见值小于100Ω·m，具有低阻特征。测得砂岩、凝灰质砂岩及凝灰岩一般大于200Ω·m，呈相对低阻特征；粗安岩及正长岩等体现出电阻率中等特征，数量级在103Ω·m左右；粗安班岩及角闪粗安岩电阻率最高，数量级在104Ω·m左右。断裂破碎带由于岩石破碎后有泥质和水充填导致电阻率下降，与完整围岩相比，呈低阻特征。各种岩性间电阻率存在明显差异，同种岩性中完整与否也存在明显电阻率差异，为利用电阻率圈定断裂构造提供了依据。

4 平面电阻率特征

从AMT测量电阻率等值线平面图可以看出，视电阻率西北部电阻率较高，一般大于800Ω▪m；东南部电阻率较低，一般小于800Ω▪m，分界线明显。结合该区地质资料及物性资料可知，工作区内主要岩性在完整的前提下均不富水，电阻率高低反映了断裂构造的分布情况及富水情况，高、低阻分界处推断为规模较大的北东向构造。

表2 推断断裂构造统计表

西北部高阻区内1450线～1650线范围，电阻率2000Ω▪m～3400Ω▪m等值线形态变化较均匀，推断岩性较完整，富水性差，等值线低阻弯曲反映了局部构造发育。在1200线～1400线范围为工作区内的矿体水平投影范围，电阻率约800Ω▪m～1900Ω▪m，等值线整体较稀疏，等值线形态较凌乱，推断为矿体低阻及局部构造发育的综合反映。东南部低阻区整体电阻率较低，电阻率小于800Ω▪m，反映了构造发育，同时该区域基本位于区域水文地质上的排泄区，相对较为富水。

5 断裂构造的推断

通过AMT测量成果，推断了工作区中的6条断裂，编号Fa～Ff，平面位置见图2及图3。物探推断断裂构造表现为视电阻率等值线梯级带的转折及同向弯曲及“U”型、“V”型电阻率等值线转折部位。其中北东向断裂3条，编号Fa、Fb、Fc；北西向断裂3条，编号Fd、Fe、Ff。

图2 不同高程AMT测深电阻率等值线平面图

图3 物探钻探工作区域

6 钻探验证

根据物探成果，在地表布置3个钻孔对本次工作进行验证，分别为SZK01-SZK03。

SZK01孔：50.5m～76.5m为构造破碎带，浅灰色粗安岩，角砾大小0.5*0.5cm～6*6cm，角砾含量约30%～60%。泥质、钙质胶结，绿泥石化严重，节理面与岩芯轴夹角0°～25°。钻孔施工后，稳定水位标高-181.5m。

SZK02孔：463.68m～479.78m构造角砾岩，青灰色、局部肉红色，岩石中多为凝灰质角砾，角砾大小0.5*0.5cm～5*5cm，角砾含量约30%～50%。充填物为凝灰岩、粗安岩及少量高岭石，裂隙面黄铁矿化、高岭石化较强。钻孔施工后，稳定水位标高-336m。

SZK03孔260.28m～299.48m处为构造破碎带，灰色粗安岩碎裂岩，整体呈粉状、破碎状，节理面与岩芯轴夹角0°～30°，节理面充填有高岭土，见团块状黄铁矿晶体和矿脉细晶状黄铁条，局部偶见磁铁矿化。钻孔施工后，稳定水位标高-206.96m。

7 结论

矿区防治水参考EH4测量成果，并通过钻探验证后开展工作。

物探成果具有多解性，结合已有资料及结果对物探成果不断加深认识，以达到工作目的。