綜合物探技術在地質資源勘查的應用

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摘要：本文通過對邯鄲實地數據分析，結合相關資料，確定了基地斷裂及斷裂系統的分布，對礦山地質資源開發的遠景做出評價，為進一步勘查提供了依據。

關鍵詞：重力；可控源；礦產資源

隨著科學技術的發展，近幾年在邯（鄲）邢（臺）東部平原區的地質資源開發有了突破性進展，在邯邢東部大平原成功探采地質資源井拾余眼，不但提高了經濟和社會效益，同時豐富了地質資源賦存與勘探理論。根據城市總體規劃，打造節能、環保的綠色城市，啟動尋找到具備經濟和環保價值的地質資源的計劃，已經成為該地區的首要任務。

1概述

邯鄲地區地層地質構造上屬華北平原冀南坳陷，西鄰太行山地，東為平原區，屬隆起與坳陷的交界處。平原區內NNE和NWW向的兩組斷裂均較發育，控制著第三系和第四系的沉積，也控制著井下資源的賦存條件。勘探礦區東部屬NNE向的邢臺-安陽大斷裂（又稱邯鄲大斷裂），走向NE10°，傾向東。在邯鄲附近，斷裂下盤為三疊系，上覆較薄的第三系與第四系，上盤為侏羅系或白堊系，上覆厚千米的第三系和第四系。該斷裂附近微震頻繁，反映新構造運動強烈，斷裂的下盤下莊、黃粱夢附近地溫梯度較高。另一方面新生界基底形態向東傾斜，反映該區是東部坳陷的西翼抬起端，這些特征都有利于礦產資源的聚集。

2施工方法

2.1重力勘探。為減小累積誤差，提高重力觀測精度，首先建立重力基點，然后區域以此點為基準。在重力觀測時采用“基點-輔助點-基點”方式檢查儀器穩定性，然后進行數據采集工作，在采集工作中要進行重復觀測，已達到提高數據采集精度。資料的現場要進行下面處理：①固體潮校正；②數據轉換和絕對重力值換算(按ISGN-71)；③零漂校正、儀器高度校正；④布格改正。平緩地區采用下式改正：∆ghb=(.3086−0.)00419ρ式中：∆gb━布格改正值（10-5m.s-2)；h━測點海拔高程或測點與基準點的高差（m)；ρ━中間層平均密度（g/cm3)；密度ρ=2.00g/cm3；⑤地形改正△gt；⑥正常場改正；⑦緯度改正；⑧重力異常值計算∆gg∆g∆ggbt=++−0其中：為布格重力異常值（10-5ms-2）；g為測點重力絕對值（10-5ms-2）；為地形改正值（10-5ms-2）；為布格改正值（10-5ms-2)。2.2CSAMT數據采集。可控源音頻大地電磁法簡稱CSAMT法。目前廣泛應用到礦產資源勘查、水文地質勘查、工程地質勘查和環境地質勘查等多個方面CSAMT法包括一套發射系統和接收系統，數據采集采用美國產GDP-32儀器一套，以排列方式采集，一個排列測量6個~7個Ex，一個Hy。發射系統包括發電機和發射機，接收系統包括由微機控制的智能化數字接收機、磁探頭和不極化電極。發射機與接收機之間距離(r)的選擇與探測深度有關。原則上講，r距離越大越好，但r過大，接收的信號減小，測量誤差增大，為此要根據目的任務、探測深度和發射機的功率來選擇r距離。對于不大于1km的勘探目標，一般來說只要保證r>6H即可，H代表探測深度。

3關鍵技術

（1）重電綜合處理解釋技術。美國FUGRO-LCT公司研制的地球物理數據處理、解釋集成軟件（LCT），提供了地震、電法、重力、鉆井等資料在一個處理平臺上互為約束、補充的綜合反演處理解釋技術。該項技術以密度間的關系為紐帶，將電法解釋模型轉化為密度模型，為重力場正演反演提供初始密度模型。由于利用了高精度的電法資料建模，結合重力場正演、反演，結果不僅符合重力場的特征，同時與電法模型互為約束，實現了使不同內含的多學科互相滲透，克服了單方法、單參數的多解性和局限性，提高了解釋結果的客觀性。（2）弱信息提取技術。小子域濾波處理技術在提取斷裂等異常信息時，具有比傳統方法更為突出的效果。該項技術在本區可以對重力異常中包含的斷裂信息進行弱信息處理，為深層斷裂解釋提供依據，小子域濾波處理后梯級帶異常位置集中、清晰，克服了處理前梯級帶異常寬緩，異常邊界模糊的問題。

4資料處理及解釋

4.1重力處理及資料解釋。布格重力異常是地下所有密度不均勻體的共同反映，為了提取主要反映礦層頂面起伏的剩余重力異常信息，需要消除或壓制疊加地殼深部重力信息。本區求取區域場主要采用插值切割的方法，從布格重力異常中減去區域場，即可消除地殼深部的重力影響，獲取反映沉積蓋層變化的剩余重力異常，主要反映了礦層頂面起伏變化。（1）重力水平總梯度異常計算。在布格重力異常上斷裂往往表現為沿一定方向延伸的重力梯級帶，重力異常等值線的扭曲往往與斷裂之間的相互切割錯斷有關。由于布格重力異常對斷裂反映為梯級帶，斷裂難以準確確定，為了更準確地確定斷裂位置，求取了重力水平總梯度異常。水平總梯度重力異常計算是將重力梯級帶轉換為梯度值，其極值帶更好地對應了斷裂位置，從而提高了對斷裂的平面分辨能力。重力水平總梯度異常極大值連線表示斷裂的位置，其幅值大小反映了斷裂的規模，極大值走向突變和錯斷代表斷裂被切割和錯開。小子域濾波處理技術和影像成圖技術在提取斷裂等異常信息時，具有比傳統方法更為突出的效果。小子域濾波處理后梯級帶異常位置集中、清晰，處理前梯級帶異常寬緩，異常邊界模糊。對重力梯級帶具有較強的放大作用，是一種提高斷層信息分辨率的有效手段。為了能較準確的確定斷裂位置，還可以對經“小子域濾波”后的重力異常再進行重力水平總梯度處理，把重力梯級帶轉換為重力異常極值帶，進一步提高了對斷裂的分辨能力。（2）重力異常特征分析。經過區域場校正后得到本區的剩余重力異常。通過對比分析認為，所得到的剩余重力異常基本上反映了本區構造格局。根據剩余重力異常的正、負異常特征，本區可分為二正一負共三個重力異常區。①東南部重力正異常區：位于工區的東南部，整體呈近NE向分布，呈一圈閉的正異常，向東、南，西、北側異常變負，剩余重力異常高點位于東南角附近。②中部重力負異常區：位于工區的西南部—中部，整體呈近NE向展布，該重力負異常區內，西部最低，中部次之，向東部逐漸抬升。③西部重力正異常區：位于工區的西北，整體呈近NE向展布，該重力正異常區內，西部最高，向東部逐漸降低。（3）反映斷裂信息的重力異常。斷層的錯斷往往使同一套地層在斷層的兩側存在一定的落差，從而在重力異常上引起線性延伸的重力梯度陡變帶，重力梯度陡變帶經重力水平總梯度處理后轉化為重力極值線，極值線的連線位置即為斷裂發育的位置。由所提取的主要反映基底斷裂的重力異常信息表明，工區斷裂發育，依據反映斷裂的重力水平梯度異常值的展布特征，本區規模較大的斷裂主要可分為三組，一組為一條近NE走向斷裂，另二組為兩條在南端呈NNE走向、北端為NE走向的斷裂。4.2電法資料處理及異常特征分析。（1）現場數據處理。高頻電磁法（AMT）采集的是時間序列的電磁場信號，首先對時間序列信號進行挑選，剔除干擾大的信號，然后轉換成頻率域信號，求得阻抗張量，再計算出頻率域的視電阻率和相位。（2）靜態位移校正。由于淺層電性不均勻體的存在，使兩支視電阻率曲線分離，而相位曲線重合，這種現象就叫靜態效應。直接對存在靜態效應的曲線進行反演解釋必然產生偏差甚至錯誤，必須對其進行校正，才能使反演結果較可信真實。本次采用曲線平移法、空間或中值濾波技術對CSAMT剖面進行靜位移校正方法，可有效減小或壓制靜態位移。（3）反演處理。野外觀測數據計算得到視電阻率曲線與地下的地電結構是復雜的非線性關系，需要用特定的反演方法把時間域數據轉化成電阻率-深度的關系，反演電阻率等值線的變化反映了地下電性層的變化特征，是實際巖層電電阻率特性的宏觀響應，是重要的解釋圖件，通過這些圖件直觀的了解地下電性特征及電性層的分布情況。反演剖面具有明顯的界面，在地質解釋時就可以在剖面上追蹤層位、電性層劃分，電性層之間的關系，沿水平和垂直方向的變化情況等，可以定性地了解沿測線電性層的起伏形態和縱向上的變化規律、基底的起伏、斷層的分布。4.3資料綜合解釋。（1）斷裂的展布規律。利用重力、電法資料判別斷裂存在的依據：①布格重力異常圖上沿一定方向延伸的重力異常梯級帶，重力異常等值線的扭曲以及重力異常走向突變帶和不同特征的重力異常分界等；②重力水平總梯度異常上沿一定方向延伸的極大值連線，能較好地指示出斷裂的平面位置；③斷層、破碎帶在電法資料的特征為：主要是依據電阻率等值線的形態變化特征判別的，在斷層及破碎帶表現為數值發生突變，等值線形態扭曲、傾斜或直立。④依據電阻率斷面圖上低阻異常的等值線密集處（梯度變化最大處）確定斷層破碎帶的邊界。⑤其它物探、地質資料反映的斷裂。（2）局部構造分布特征。局部重力異常是局部構造研究的基礎，布格重力異常對具有一定面積和幅值的局部異常有顯示，而重力垂直二次導數異常，不僅可以提高重力異常橫向分辨率，而且可以比較直觀地圈定出重力異常范圍。通過對重力垂直二次導數異常分析，認為局部重力異常展布方向基本受控于所在凹陷的展布方向及斷裂控制，成排成帶分布。

5礦山地質資源分析

根據對平原區勘查可知，一般在凹陷區內的凸起或凹凸過渡帶，有利于礦物質聚集，有可能產生地質資源異常。因此，根據邯邢東部平原區基底構造，具有礦產資源聚集的地質構造條件。根據本次勘探成果，第四系及上第三系僅約370m，盡管上第三系具有“源、儲、蓋、通”資源要素，在本區有很好的開發潛力。

6結論

重力勘探和可控源相結合是區域礦產資源地質普查中的一種快捷、經濟、有效的方法。但是由于不同測區地質條件不同，區域面積不同，以及工作區域干擾等影響，極大降低了資料解釋的精度，必須要實際情況中采取相應技術手段，加強野外數據采集的質量，資料處理及解釋的研究才能獲得可靠有效的勘探效果。

作者:王結清 單位:中國煤炭地質總局地球物理勘探研究院