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,着名沂沭断裂带东侧。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.
