矿产资源勘查物探技术的应用研究

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摘要：物探测井有着悠久的历史，广泛应用煤田、石油、金属等矿种勘查，取得了较好的地质效果，越来越受到重视。本文以莱州纱岭ZK776孔开展物探测井研究，确定含水层位置及深度、了解地热增温率、划分岩性界线、确定断裂带位置、圈定矿（化）体位置等，为矿床水文及找矿提供依据。

关键词：物探技术；测井；研究方法；推断解释

工区位于莱州纱岭矿区，交通方便。测试钻孔ZK776结构0~49.00m，Φ127mm；49.00m~51.87m，Φ110mm；51.87m~730.76m，Φ95mm；730.76m~1423.25m，Φ77mm。工区处于华北板块胶辽地块之胶北凸起西北部，著名沂沭断裂带东侧。地层以新生代第三纪五图群朱壁店组呈小范围分布于区域北部[1]。构造以断裂构造发育为明显特征，按照其分布方向的差异将其大致分为北东向和近南北向两组。北东向断裂构造最发育，是区内最重要的金矿控矿构造。岩浆岩广布，以新元古代震旦期玲珑超单元为主体，派生脉岩不发育。

1研究方法

平整场地绞车发电机主机和计算机等放好，绞车地线手动调节转盘居中，接好电源信号等各连线无误。主机参数设置包括测井方向、起始深度、终止深度、采样间隔、零长等。探管系数标定探管系数由厂家进行标定，测试及计算前均对标定值进行核实，以此来确保计算结果正确[2]。记录点对齐参数，测量以马龙头为起始参照点，为精确地反映测试点位置，记录点进行对齐校正。测井采用A12.5M5N→30°→200B装置形式进行底部梯度测量，点距5m，用JGS—2综合数字测井系统主机及绞车控制电极系的深度，用WDJD多功能数字直流激电仪数据采集。K值用下列公式计算：数据处理用重庆地质仪器厂提供VER3.0数据预处理，倒序—对齐—计算，取9个种参数，用MPGS软件成图。质量检查用探管在井中作往返观测，视其数据拟合情况评定。ZK776往返观测对比曲线，各参数拟合都比较好。

2设备仪器

井上设备JGS—2综合数字测井系统，主要技术指标12位A/D转换，程控放大倍数K=0.5~128，计数通道f≤500KHz，数字信号传输频率9600bit/s，深度误差≤0.4‰，测井速度0.5m/min~30m/min可调，功耗＜1.5KW。绞车采用变频调速技术，自动调速及手动调速，超负荷自动保护，自动加减计数深度，深度误差自动补偿。井温流体电阻率探管，范围-10℃~100℃，测量灵敏度≤0.05℃，感温时间≤1s，测温相对误差≤5%。流体电阻率测量范围0~200Ωm，电阻率灵敏度0.2Ωm，刻度精度误差≤5%。磁测三分量探管，倾角测量范围0~45°误差≤0.2°，三个分量X、Y、Z的相互垂直度≤1°，磁场分辨率＜5nT，测量范围≤99999nT，转向差X、Y≤400nT，Z≤200nT，适用井深≤2000m，工作温度0~70°。三侧向电阻率测量范围0~2KΩm，刻度精度误差＜5%，稳定性输出变化不大于5%，主电极长25mm，电极全长455mm。电极系，电阻率测量范围0~10KΩm，测量灵敏度0.04Ωm，刻度精度＜5%，电极规格A12.5M5N12.5B。

3水位及出水位置确定

水位参数孔深59m异常，主要有井温、流体电阻率、三侧向电阻率、自然电位，井温在探管进入水面前后温度有一个跃变，其幅度与季节和水位深度有关。水位越低环境温度对其影响越小异常幅度也会越小[3]。流体电阻率，水面之上探管在空气中运行，其电阻率大于探管在水中运行，差距大分界位置必然引起跳跃式异常。自然电位，当探管进入水面时，相当于由贫水区进入含水区，自然电位明显升高。出水位置确定采取扩散法，液体矿化度越高流体电阻率越低，反之则高。测完清水孔后下钻至孔底溶解好食盐水一次性快速注入井中，井中清水返上地面，提钻下探管进行测量。测试高阻位置即为出水部位，根据往返观测高阻位置变化情况可大致判别水流动方向。ZK766出水部位735m、885m、1270m，依加盐后流体电阻率反映高值异常确定，均为淡水；加盐前流体电阻率没有低值异常，即尚未发现咸水含水层，加盐后往返观测，根据两次观测流体电阻率高值异常位置变化判定水的流向。由735m出水部位流体电阻率往返观测异常位置不变，因该出水部位由于套管阻隔的结果，885m和1270m两出水部位后测曲线异常位置有下移现象，说明从岩层中出来的淡水逐渐扩散，并且以向下扩散为主，因此推测水是自上而下进行补给。

4岩层位置确定

斜长角闪岩和二长花岗岩界线以自然伽玛、磁测三分量反映最明显，斜长角闪岩放射性强度较低，磁性不均匀起伏较大；二长花岗岩放射性强度较高，磁性相对均匀平稳，两者分界处自然伽玛台阶状异常，垂直分量△Z无明显分界点，但总体上频繁出现跳跃为斜长角闪岩，平稳为二长花岗岩。自然伽玛曲线自上而下，浅部平稳低缓为砂质土，放射性较弱，平均值6γ。向下进入斜长角闪岩区，平均值15γ，起伏大至12650m。在473m~486m、505m~522m、732m~775m、867m~890m、1000m~1060m等多处出现单峰或多峰形波动，峰值最大60γ，为钾长石化花岗岩反映；在主裂面上方1168m~1260m高频等幅振荡型异常，平均值17γ，为绢英岩化斜长角闪岩反映。

5矿（化）体异常特征

视电阻率ρa和视极化率ηa对矿（化）体反映最佳，异常幅度大具稳定对应关系，异常特征是低阻高极化。视电阻率曲线波动大100Ωm~4600Ωm，平均1750Ωm。视电阻率高值区岩石完整，发育石英脉等高阻岩脉，如孔深1000m~1150m，孔底视电阻率明显抬高二长花岗岩反映。视极化率曲线平稳，变化范围1.99%~13.06%，平均4.85%。总体极化率场背景较高，异常值偏高，说明金属硫化物除富集矿（化）体位置外，其它部位广泛分布。研究区基本符合激电测井底部梯度装置对于矿（化）体的反映特征，即矿（化）体顶部取极小值，底部取极大值，中间段表现为高值平台状异常。

6推断解释

深度增加温度呈线性递增，每百米增温1.9℃，浅部70m温度13℃，深部1400m温度38℃，未发现异常。自然伽玛测试表明，岩石放射性排序由大到小：闪长玢岩＞钾长石化花岗岩＞二长花岗岩＞斜长角闪岩＞覆土，其中闪长玢岩自然伽玛平均值30γ，放射性正常范围内。岩石分界异常明显，斜长角闪岩与二长花岗岩前者磁场起伏跳跃、后者低缓平静；前者自然伽玛低于后者，两者交界处形成台阶。闪长玢岩自然伽玛呈高值反映界线清楚。钾长石化花岗岩自然伽玛异常高但波动大，界线相对模糊。利用食盐扩散法确定井中出水位置是行之有效的，328ZK776出水部位735m、885m、1270m，水自上而下进行补给。低阻高极化是本区矿（化）体主要异常特征。激电异常主要反映区段在孔深1260m~1350m，是该孔主要含矿部位。

参考文献：

[1]李士先,刘长春,安郁宏,王为聪,黄太岭等，《胶东金矿地质》，北京：地质出版社，2005.

[2]傅良魁.激发极化法[M].北京：地质出版社，1982.

[3]宋明春,王沛成主编.2003.山东省区域地质[M].济南:山东省地质出版社.

作者：解英芳 董小涛 单位：山东省第六地质矿产勘查院