礦山地質結構異常及地球物理特征分析

王瑞輝

（河北省煤田地質局第四地質隊，河北 張家口 075100）

1 研究區域的地質背景

研究區位于東營坊盆地，區內鐵礦產資源非常豐富，目前已經發現包括袁家村、寺頭、尖山等大型鞍山式鐵礦體多個。研究區域是以遼河構造運動改造的下元古界變質巖系、上元古界海相碎屑巖及古生代海陸交互相碎屑巖為基底，之后接受中生代陸相地層沉積，經燕山運動改造而形成的盆地。

2 研究區域內地質特征

2.1 地層

東營坊盆地內元古界、中生界、新生界均有出露，中生界沉積地層為主要研究對象，元古、中、新生界地層：震旦系南芬組、寒武系堿廠組、侏羅系大堡組、侏羅系三個嶺組以及侏羅系小東溝組。

不同構造性質和不同地質演化歷史的大陸構造單元的下地殼地震反射組構在發育程度、排列方式、分布范圍等方面存在十分顯著的差異，可以劃分出4種類型:①高密型,為密集的紋層狀近水平地震反射組構;②中密型,表現為較稀疏、不連續、傾斜的弧形地震組構;③低密型,地震反射組構零星分布,無明顯的定向性;④弱反射,幾乎缺失地震反射組構,近似于透明的空白區。

2.2 構造

東營坊盆地內地質發育一褶皺構造，該褶皺由沿垂直北西～南東軸向連續分布的向斜～背斜組成。地質結構下地質地震波速主要通過如下兩種方法獲得：①在野外實測并計算下地質的地震波速；②在實驗室測量下地質巖體樣品的聲速計算得出波速。

2.3 巖漿巖

東營坊盆地內存在較多晚侏羅世的侵入巖，主要為花崗斑巖和石英正長巖，其他巖漿巖包括流紋巖、閃長巖。

3 地質結構含量背景值特征

普查區不同巖地質結構內部礦物量背景值統計結果如表1。

表1 不同地質結構內部礦物值統計表

數據表明，區內出露巖體放射性背景值具有如下規律：

礫巖其放射性背景值為：K含量為1.52%，U含量為3.28×10-6，Th含量為9.75×10-6，Dr總道為90 nGy/h。

泥巖其放射性背景值為：K含量為2.14%，U含量為3.56×10-6，Th含量為17.27×10-6，Dr總道為105 nGy/h。

粉砂巖其放射性背景值為：K含量為2.01%，U含量為8.12×10-6，Th含量為11.05×10-6，Dr總道為110 nGy/h。

砂巖其放射性背景值為：K含量為2.22%，U含量為4.67×10-6，Th含量為14.35×10-6，Dr總道為105 nGy/h。

花崗斑巖其放射性背景值為：K含量為2.42%，U含量為10.13×10-6，Th含量為13.25×10-6，Dr總道為143 nGy/h。

4 放射性特征

本次磁測在工作區范圍內圈定磁異常一處。異常形態規則，近似等軸狀，從平面形態上看具有三度磁異常特征。零等值線基本呈東西向將測區分為南北兩部分，正異常分布在測區中部和南部，北部均為強度不大的負異常。正異常分布區NW-SE向稍長，長度為1500m左右，NE-SW向略短，長1300m左右。

長軸兩側異常對稱，異常中心位于32線92號點附近，異常最大值為1209nT。根據普查區1∶5000能譜剖面測量結果，對地質結構內部不同礦產資源含量數據進行了統計，在消除特高值（或特低值）的影響后，平均值確定為背景值。

確定地質電性結構的方法有多種,按場源的性質可分為天然場和人工場兩類,前者節省了發射裝置,且穿透深度大,解釋效果好;后者不受時間和空間的限制,可選擇重要構造區帶反復實驗,獲得理想的數據,但是人工場源能量有限,難以有效地獲取地殼深部電性資料。探測地質深部電性結構最有效的方法是天然場法,如大地電磁測深法,由于它對低阻層的分辨率極高,因而在研究大陸下地殼電性結構中顯得尤其重要。

普查區內確定能譜鈾U含量平均值為3.87ppm，大于9.61ppm為異常；能譜釷Th含量平均值為10.92ppm，大于24.15ppm為異常；能譜鉀K含量的平均值為1.9%，大于3.62%為異常。

通過對能譜工作的統計分析，得到工作區內能譜等值線圖。如圖1所示，圖1是K道等值線圖，圈定K異常3處，異常編號H-K-1，H-K-2，H-K-3。U道等值線圖圈定U異常2處，異常編號H-U-1，H-U-2。Th道等值線圖，圈定Th異常3處，異常編號H-Th-1，H-Th-2，H-Th-3。

圖1 蘭河峪地質結構普查能譜掃面K道等值線圖

5 地球物理場特征與地質結構異常的關系

礦山地質低阻層主要出現在年輕的構造活動區帶,而穩定的前寒武紀地盾和克拉通下地殼往往顯示高阻特征,說明低阻層與構造作用的關系十分密切。

通過對地質結構的能譜綜合成果圖分析，可以看出放射性高值區有兩處，鈾值最高處位于普查區西北部，頭道溝溝頭東邊的陡坡上，最高值能達到50ppm～60ppm。取樣分析化驗結果顯示LH2的U的含量能達到42.3ppm。另外一處位于工區南部，主要分布在花崗斑巖脈侵入區域及相近區域，平均值能達到12ppm左右，考慮到花崗斑巖的巖性，其整體放射性背景值較高。

6 主要成果

圈定地面伽瑪能譜地質結構異常點1個，異常點位于工區西北部山根巖性斷面處，U道能達到60±ppm，總道能達到600±nGy/h。

7 結論

（1）通過高精度磁測面積性工作，在工作區內圈定磁異常1處。

（2）經過對磁異常平面異常特征的分析，結合區域和礦區地質特征及以往鉆孔資料，推斷引起該磁異常的礦體是由多個呈互層狀的層狀礦體疊加而成。