地球物理勘探技术在地质处置库选址中的应用

简要介绍了我国高放废物地质处置库选址的发展趋势,说明深部断裂构造、岩体的空间形态以及局部不良地质体是当前处置库选址的主要地质问题,综合论述了高放废物处置库选址中采用的地球物理勘探技术,介绍了重磁勘探、地震勘探、电磁法勘探及地面γ能谱测量等地球物理勘探技术,并且以甘肃北山新场预选区岩体为例,说明地球物理勘探技术解决的主要地质问题以及存在的不足。结果表明,该技术在探测处置库预选区花岗岩深部地质构造特征方面具有明显的优势,为处置库场址的稳定性和完整性评价提供参考。     

叶巴滩水电站深部破裂岩体波速特征

揭示深部破裂岩体波速特征及深部破裂对岩体卸荷、损伤、完整性及弹性模量的影响,以叶巴滩水电站岸坡深部破裂为典型实例,开展深部破裂现象精细测绘与声波测试。研究表明:根据宏观地质特征与波速,可将深部破裂划分为轻微松弛型、中等松弛型、强烈松弛型;轻微松弛型深部破裂岩体纵波波速大于4 200m/s,中等松弛型深部破裂岩体纵波波速3 000~4 500m/s,强烈松弛型深部破裂岩体纵波波速小于3 000m/s;轻微松弛型深部破裂对岩体卸荷程度、损伤程度、强度弱化影响较小,中等松弛型深部破裂次之,强烈松弛型深部破裂影响最为显著;轻微松弛型深部破裂岩体较完整,中等松弛型深部破裂岩体完整性差-较破碎;强烈松弛型深部破裂岩体已处于较破碎-破碎状态。     

我国某地基性-超基性岩体及其原生铂矿床的研究

我国某地铂矿床位于基性超基性岩体中(简称Z矿床或岩体),属于铜镍硫化物-岩浆型铂矿床类型。Z岩体侵入于前震旦系片岩片廓岩中,其直接围岩主要是黑云母石英料长片麻岩。整个岩体在平面上呈北北西向延伸的椭圆形。岩体面积甚小,其中约有一半为第四系所掩盖。根据勘探资料,知岩体呈-东缓西陡的不对称的岩盆状。在深部则收缩呈宽仅数米至数十米的脉状体,其走向基本未变,但偏于岩体西侧。     

用控矿断裂数字模拟预测小秦岭东桐峪Q8号脉的深部矿体

脉状矿床是我国重要的一类矿床,矿体普遍受断裂构造控制。我国早期对矿床的勘探深度较浅,岩体深部是继续找矿的方向。前人已研究出一种脉状矿床深部矿体定位预测的方法—控矿断裂数字模拟法,并编制了相应的软件：控矿断裂模拟找矿预测系统。它通过研究断裂波形、断裂运动对矿体位置的控制规律,对脉状矿体进行深部预测。我们运用该方法对小秦岭东桐峪Q8号脉进行深部预测,取得了较好效果。     

深部破裂岩体质量评价及力学参数获取

岩体质量分级是工程地质中一个重要的方面,是复杂岩体抽象为合理模型的综合反映,能反映经历各种构造活动和后期浅表生改造的岩体在构造、风化、卸荷、岩体结构、物理力学性质等方面存在的差异。通过岩体质量分级这一纽带将岩体对工程的适宜性信息传递给设计和施工人员。文章采用这一基本思路,针对叶巴滩水电站深部破裂带中深部破裂的发育特征、破裂类型、岩体表观块度及力学特性等差异明显的特点,引入深部破裂岩体的"岩体体积破裂数K",对RMR分类方法进行修正,建立适用于深部破裂岩体质量分级方法。可考虑深部破裂张开宽度、密度、充填物等对岩体质量劣化。以现场试验、室内三轴试验及修正RMR评分为基础,采用霍克布朗破坏准则,获得3种类型深部破裂岩体变形模量与强度参数。结果具有良好的区分度,且与宏观地质特征及现场测试结果吻合性较好。     

矾山磷矿区遥感地质解译发现找矿新线索

矾山磷矿区遥感地质解译发现找矿新线索矾山磷矿是我国北方最大的岩浆型磷矿床。也是世界上典型的钾质偏碱性层状超镁铁岩一正长岩杂岩体含磷矿床，同时有铁可综合利用。由于该含磷杂岩体的主要部分被第四系覆盖１００～３６０余米，常规地质方法只能根据深部勘探及部分物...     

含矿岩浆通道对于岩浆铜镍硫化物矿床找矿工作的意义

“深部熔离-贯入式”岩浆铜镍硫化物矿床具有矿化比例极高、岩体岩相分带及矿体产状与原地分异、熔离机制不协调的特征.我国对这类矿床深部勘探策略和方法的研究相对滞后,尚未开展深部找矿工作.本文以金川矿床为重点,系统总结和归纳其地质特征和成矿有利部位,对比了与之成因类似的加拿大Voisey＇s Bay超大型岩浆Gu-Ni-Co硫化物矿床的成功勘探经验,阐述了这类矿床沿岩浆通道找矿的前景和巨大潜力.以金川矿床为实例,提出了这类矿床沿含矿岩浆通道开展深部找矿的策略和方法.     

声波检测技术在水电站开挖坝基岩体评价中的应用

坝基开挖中,声波测试技术作为简易手段可快速评价岩体质量。以某水电站为例,结合现场勘查,通过声波测试,揭示岩体风化程度,爆破松弛带和岩体质量。结果表明,岩体随深度增加受风化影响渐小,深部岩体几乎不受风化影响,岩体质量较高;利用声波波速对不同深度岩体进行的等级分界,为工程施工和防护措施提供了依据。     

反射地震成像技术在新疆喀拉通克铜镍矿区的应用

新疆喀拉通克铜镍矿自1989年建成投产,已生产27年,属中度危机矿山。为探测该矿山深部资源,需要提供地质构造和隐伏含矿岩体的信息,为此开展了地震数值模拟和高精度反射地震研究。地震正演模拟结果为该区金属矿地震数据采集观测系统设计和实际地震资料的解释提供了依据,地震勘探获得的反射地震剖面分辨率高,成像清晰,能够对测区深部地质结构和构造及隐伏岩体进行可靠解释。地震剖面的地质解释得到了钻探验证,证实了深部含矿岩体的存在。该地震探测结果为在矿山寻找深部隐伏矿指提供了线索。     

新疆拉伊克勒克斑岩铜矿3D电性结构与找矿指示

拉伊克勒克铜矿是最近在新疆东准噶尔地区发现的斑岩型铜多金属矿床,矿区地表为较厚的第四系覆盖,矿体主要赋存在隐伏英云闪长岩中,确定岩体的范围和三维形态是寻找矿体的关键环节。为了查明拉伊克勒克深部隐伏岩体的空间特征,为下一步勘探工作提供参考依据,在矿区进行了AMT探测,经过数据处理及反演得到了9条电阻率拟二维断面图。反演结果表明,拉伊克勒克深部隐伏岩体与上覆地层电阻率差异明显,呈现高阻特征;岩体外层的中阻层为找矿有利位置。通过对电阻率值进行3D克里金插值及可视化显示,建立了云英闪长岩体的3D电阻率模型,刻画了岩体的顶界面位置,揭示了岩体在深部的展布形态,为矿区下一步的找矿工作提供了参考依据。     

用地震勘探资料解释黄河大柳树坝址工程地质问题

在变质岩裸露山区进行数字地震勘探，主要采用地震资料的多次叠加数字处理法，经对地震反射波动学特征的分析研究，最终解决了有争论的Ｆ＿３及Ｆ＿８断层的倾向及深部延展关系。对邻近岩体与坝基岩体的Ｖｐ波测速对比，为评价该区坝址岩体工程地质提供了资料。     

利用熔浆热力学模型模拟金川岩体母岩浆成分和岩浆演化

岩体母岩浆成分是研究岩体形成的基础,而岩浆演化过程是岩体形成的关键,二者是岩石学家关注和研究的重点,也是一个难点.作为最具代表的"小岩体成大矿"的金川岩体,其成岩过程受到广大地质学家的密切关注.汤中立院士(1990;1995)经过长期的勘探和研究认为岩浆演化过程和硫化物熔离均发生在深部岩浆房,提出岩浆"深部分异-熔离,依次贯入"成岩成矿模式.Chai等(1992)则认为金川岩体是大型侵入岩墙的根部,为原地岩浆分异和硫化物熔离的产物,并提出金川岩体的母岩浆为高镁拉玄武岩.然而,进一步研究表明金川含矿岩体各主要岩相及矿体的产状和分布与原地结晶模式相矛盾,岩体硫化物熔离的深部岩浆房与岩浆侵位的浅部岩浆房在空间上是分离的(宋谢炎等,2005),岩体原生橄榄石Fo值表明橄榄石结晶于深部岩浆房(Chusi等,2004).     

庐枞盆地东北部马鞭山—黄屯—鹤毛河地区地球物理特征及找矿预测

马鞭山—黄屯—鹤毛河地区位于庐枞火山盆地东北部,深部岩浆活动频繁。在该区开展了高精度磁法勘探和可控源音频大地电磁测深(Controlledsourceaudiomagnetotellurics,CSAMT),查明深部岩体及构造展布情况,进一步预测找矿靶区。为评价地球物理勘探成果的可靠性,在推测断层FT1和FT2的复合部位进行钻探追索,在ZK18-1钻孔的100～250m深部发现金铜矿体;在勘探18线设计ZK18-2钻孔,进一步圈定金铜矿体范围,扩大找矿成果。     

庐枞盆地东北部马鞭山—黄屯—鹤毛河地区地球物理特征及找矿预测

马鞭山—黄屯—鹤毛河地区位于庐枞火山盆地东北部,深部岩浆活动频繁。在该区开展了高精度磁法勘探和可控源音频大地电磁测深(Controlled Source Audio Magnetotellurics,CSAMT),查明深部岩体及构造展布情况,进一步预测找矿靶区。为了评价地球物理勘探成果的可靠性,在推测断层F_T1和F_T2的复合部位进行钻探追索,在ZK18-1钻孔100～250 m深部发现金铜矿体;在勘探18线设计ZK18-2钻孔,进一步圈定金铜矿体范围,扩大找矿成果。     

铜陵矿集区中酸性岩体航次3D成像及对深部找矿方向的指示

铜陵矿集区中酸性侵入岩与成矿关系密切,区内几乎所有的内生金属矿均与侵入岩有关,岩体周边和深部是主要的找矿方向,发现和圈定隐伏及半隐伏岩体对本区新一轮深部找矿工作有着重要意义.本研究以铜陵矿集区1:5万航磁数据的3D反演成像为基础,结合物性参数和地质信息,选取适当的磁化率边界,对矿集区岩体的空间分布进行了识别和圈定,共确定了33个岩体,并对其3D空间形态进行了定量分析,大部分推测岩体与地表地质填图所得岩体吻合较好.依据"层位+岩体"的找矿模式,以航磁反演推测岩体为基础,结合其他成矿信息,确定了本区圈定深部找矿远景区的6条基本原则,圈定了6个深部找矿远景区,对铜陵矿集区深部找矿具有重要的指示意义.     

庐枞盆地东北部马鞭山—黄屯—鹤毛河地区地球物理特征及找矿预测

马鞭山—黄屯—鹤毛河地区位于庐枞火山盆地东北部,深部岩浆活动频繁。在该区开展了高精度磁法勘探和可控源音频大地电磁测深(Controlledsourceaudiomagnetotellurics,CSAMT),查明深部岩体及构造展布情况,进一步预测找矿靶区。为评价地球物理勘探成果的可靠性,在推测断层FT1和FT2的复合部位进行钻探追索,在ZK18-1钻孔的100～250m深部发现金铜矿体;在勘探18线设计ZK18-2钻孔,进一步圈定金铜矿体范围,扩大找矿成果。     

AMT法在四川广元宝轮地区中浅部地质调查中的应用

音频大地电磁法(AMT)作为一种中浅部勘探技术,相较于传统直流电法,具有工作效率高、不受高阻层屏蔽和对低阻层分辨率较高等优点。本文基于四川广元宝轮地区深部地质调查的需求,依托研究区物性测试成果和地质构造背景,建立包含逆冲断层、飞来峰构造和岩体构造的典型地电模型,使用正演软件开展大地电磁正演模拟,分析了方法的有效性;然后在垂直构造走向的方向开展AMT勘探工作,采用NLCG反演技术获取高精度二维电性剖面,结合研究区物性测试成果和地表地质调查成果,开展地质地球物理综合解释并建立沿剖面方向的地质模型,查明了梨树坝断层的深部展布特征、飞来峰构造及主要地质体的深部边界与规模等地质问题。研究结果表明:音频大地电磁法是开展中浅部地质调查的有效手段,能较好分辨出中浅部具有电性差异的不同规模地质要素。     

多种物探方法在胶西北金矿集中区深部勘探的效果分析

为了建立适合于山东胶西北深部金矿集中区地质—地球物理找矿模型,在已知地质剖面开展多种电磁勘探技术实验,同时优选出适用于胶西北强干扰区金矿集中区深部地球物理勘探方法。对比分析广域电磁法(WFEM)、大地电磁法(MT)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)与频谱激电法(SIP)的勘探成果发现:相对于MT而言,广域电磁法具有分辨率高、数据精度高、抗干扰能力强和施工效率高等优势;相对于CSAMT和SIP而言,广域电磁法具有勘探深度大、抗干扰能力强、数据精度高等技术优点。多种方法揭示了剖面线2km内地层和岩体及断裂蚀变带空间分布特征,却未能提供深部内物性参数;反观广域电磁法成果,不仅展示了浅中部电阻率变化规律和特征,同时有效地反映了深部断裂蚀变带的变化特征。结果表明广域电磁法是本次综合物探研究工作中的有效勘探方法,同时为深部成矿预测和模型建立提供了准确的地球物理参数。     

青海共和干热岩GR1井钻井工艺技术

本文介绍了青海共和县恰卜恰镇干热岩勘探孔GR1井的钻探施工概况以及采用的关键技术。通过对孕镶金刚石全面钻头技术、耐高温聚合物防塌钻井液技术、大直径螺杆复合钻进技术、底喷式聚晶取心钻头技术、壁钩式套铣打捞技术等难点的研究,解决了干热岩钻探碎岩效率低、钻进速度慢、钻井液高温稳定性及护壁与携岩能力差等难题,形成了一套适用于深部大口径干热岩钻探工艺技术,有效降低干热岩钻井与成井成本,对提高干热岩资源利用的经济可行性意义重大。共和盆地GR1干热岩勘探孔在地下3705.42m深处探获温度达到236℃以上的干热岩,这是我国首次在青海共和盆地钻获高温优质干热岩体,实现了我国干热岩勘查重大突破。     

基于瑞雷面波频散曲线反演的岩体力学参数求取方法

岩体力学参数是岩土工程中表征岩体力学性质的重要参数,应用二维傅里叶变换获得高信噪比的频散曲线,采用阻尼最小二乘法自动反演横波速度,进而计算岩体力学参数。结合内蒙古二连盆地瑞雷面波勘探实例,得到了动态岩体力学参数剖面,且在采集和处理参数选取合理的情况下,最大勘探深度可达120m。相比于其他岩体力学参数测试技术,瑞雷面波法具有快速、高效、经济、无榀的特点．