CN110609331A - 一种隐伏沉积型富锰矿识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，包括如下步骤：步骤1，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在矿体位置的异常变化；步骤2，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在非矿位置的异常变化；步骤3，通过圈定极化率在矿体位置和非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况，进而识别隐伏沉积型富锰矿。步骤1和步骤2的井中激发极化法激电测量包括地‑井工作方式、井‑地工作方式和井‑井工作方式。通过井中激发极化法进行激电测量，圈定极化率在矿体位置与非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况，通过在矿体激发电场能够更有效的识别深部锰矿体的延伸方向。

Description

一种隐伏沉积型富锰矿识别方法

技术领域

本发明涉及地质矿产勘查大类中的地球物理探测与信息技术类方法，特别是一种隐伏沉积型富锰矿识别方法。

背景技术

80年代我国发现的富锰矿有3种类型，即海相沉积型、沉积变质型和风化型，后者又可进一步分为古代风化型和现代风化型两个亚类。海相沉积型锰矿近几年发现矿床规模为中型。矿石的工业类型多属低磷、低铁、低硅的复锰矿石。沉积变质型锰矿赋存于某地的一套由碎屑岩变为泥质灰岩的海进程序中，由于受后期热液变质影响，矿石除碳酸锰矿石外，还有碳酸锰-硫锰矿矿石。后者还有一定数量的蔷薇辉石，并伴生有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等硫化物。现代风化矿床是指由各种成因类型的梦矿床或含锰岩系，出露地表，经风化淋积作用，使之在氧化带成第四系红层中富集而形成的矿床，具有锰帽型、淋滤型和堆积型，是目前复锰矿中发现最多的一种类型。由于沉积型锰矿体受到后期改造影响，锰矿体局部出露，深部及外围隐伏区锰矿体的延伸是制约找矿的重大地质疑难问题。同时沉积型锰矿具有层位稳定、连续的特点，与有机质关系密切，有机质更为强烈的还原作用是富锰矿形成的重要机制，含锰层位有机质含量较高。

对于沉积型锰矿的传统识别方法主要利用地表露头观测、磁测、地面激电工作进行圈定异常。比如：地表露头观测采用目测寻找露头或通过对于其围岩的识别以及构造标志的识别来圈定锰矿体。而通过地球物理探测技术的磁测和地面激电工作圈定锰矿体的常用方法，一般为识别磁测的弱正异常或者正负异常交界；以及激电的高极化特征。

现有方法存在一定的局限性，例如：地表露头观测法，如果有一定的覆盖地层，该方法就无法适用；通过磁测圈定矿体的前提条件是形成锰矿体的同时伴生有大量的磁铁矿，如果磁铁矿含量少，磁测方法就无法有效的识别矿体；地面激电工作由于矿体埋深的深度增加，锰矿体伴生的金属硫化物引起的激电异常较弱，采用地面激电工作无法有效探测处埋深较深的矿体。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于通过井中激发极化法进行激电测量，圈定极化率在矿体位置与非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况。通过在矿体激发电场能够更有效的识别深部锰矿体的延伸方向。

本发明的目的在于提供一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，包括如下步骤：

步骤1，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在矿体位置的异常变化；

步骤2，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在非矿位置的异常变化；

步骤3，通过圈定极化率在矿体位置和非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况，进而识别隐伏沉积型富锰矿。

优选地，所述步骤1和步骤2的井中激发极化法激电测量包括地-井工作方式、井-地工作方式和井-井工作方式。

优选地，所述地-井工作方式包括两种排列：一种是将金属套管用作供电电极A，即井口接地地-井方式，可用来查明井底盲矿，确定背景值；另一种将A置于距井口r处，并改变其向对于钻孔的方位，在井中对每一不同A极方位进行主次激发极化测量，称为地-井方式方位测量，用于查明井旁盲矿并确定其空间位置，所述地-井工作方式用于查明井旁盲矿并确定其空间位置、查明井底盲矿、确定背景值。

优选地，井-地工作方式分为井-地方式剖面测量和井-地方式激电测深。

优选地，所述井-地方式剖面测量包括：将电极置于井内某一选定深度，另一电极在无穷远处的地面，测量电极MN布设在地面，沿测线进行测量，包括横剖面和纵剖面测量、向量测量。

优选的，所述井-地方式激电测深包括：将供电电极放于井中，另一电极在无穷远处的地面，逐点改变供电电极的深度，测量电极M，N固定于井口某一距离进行观测，所述井-地方式激电测深用于追索矿体走向、判断矿体产状因素，依据井中电源位置，矿体所在位置，矿体形状，地面观测电位曲线，电位梯度曲线，二次场点位差曲线的异常形状、幅值、特征点，包括极大、极小、零值和半幅值点。

优选地，所述井-井方式排列装置分为2种：单井井-井方式和双井井-井方式，所述单井井-井方式将供电装置和测量装置放置在同一个钻孔中，包括激发极化测井和单井井中中间梯度；所述双井井-井方式将供电装置放入一钻孔中，测量装置放入另一钻孔中，需要同时具有两个钻孔才能够开展工作。

优选地，所述激发极化测井，用来划分钻井地质剖面，确定激电物性参数。

优选地，所述井-井方式产生的井-井激电曲线包括：

(1)单极固定电源排列：产生上正下负大异常，零值点的位置对应着矿体右端埋深；

(2)中间梯度排列：曲线幅值不大，极大值的位置对应矿体右端埋深；

(3)双极同步排列：曲线幅值大，极大值的位置对应矿体右端埋深。

本发明的有益效果：通过井中激发极化法进行激电测量，圈定极化率在矿体位置与非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况。通过在矿体激发电场能够更有效的识别深部锰矿体的延伸方向，测量准确度高。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

图1表示根据本发明实施例的隐伏沉积型富锰矿识别方法流程图；

图2表示根据本发明实施例的地-井工作方式示意图；

图3表示根据本发明实施例的球体二次场电位差曲线图；

图4表示根据本发明实施例的激电测井和地井激电测量相关图表；

图5表示根据本发明实施例的地-井激电测量方式任意切线法示意图；

图6表示根据本发明实施例的地-井激电测量方式示意图；

图7(a)-(d)分别表示根据本发明实施例的固定单板供电移动双极测量、固定双极供电移动双极测量、中间梯度排列、双极供电双极测量等深同步移动的双井井-井激电电阻率方式示意图；

图8表示根据本发明实施例的井-井模型铜板实验示意图。

具体实施方式

井中激发极化法(简称井中激电)，是在钻孔中进行激发极化测量的各种工作方式的统称，井中激电在国内外铜矿、多金属矿以及某些弱磁或无磁性铁矿的勘查中，起到了越来越广泛的应用。井中激电的特点在于：

(1)场源或接收设备置于地下，使仪器从不同深度、不同方位接近或穿过矿体，有效提高了探测深度和发现深部矿的能力；

(2)灵活的工作方式，便于寻找井旁、井底盲矿，确定矿体埋深、连通性、展布范围以及产状等；

(3)将场源、观测装置置于井中，减小地形和地表不均匀性的影响。

本实施例的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，包括如下步骤：

步骤1，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在矿体位置的异常变化；

步骤2，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在非矿位置的异常变化；

步骤3，通过圈定极化率在矿体位置和非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况，进而识别隐伏沉积型富锰矿。

当前我国通用的以《稀土金属地质勘查规范》(DZ/T 0204-2002)为代表的相关勘查规范为对原地浸矿工艺开采矿床的开采技术条件勘查工作进行系统性规定，不同的矿床开采方式会产生不同的开采技术问题，开采技术条件勘查工作重点也不尽相同。

步骤1和步骤2的井中激发极化法激电测量包括地-井工作方式、井-地工作方式和井-井工作方式。

参见图2，地-井工作方式包括两种排列：一种是将金属套管用作供电电极A，即所谓井口接地地-井方式(r＝0)，可用来查明井底盲矿，确定背景值；另一种将A置于距井口r处，并改变其向对于钻孔的方位，在井中对每一不同A极方位进行主次激发极化测量，称为地-井方式方位测量，用于查明井旁盲矿并确定其空间位置。地-井工作方式主要用于查明井旁盲矿并确定其空间位置、查明井底盲矿、确定背景值等。

1、判断矿体所在方位：

如图3所示，主方位在本实施例为r＝100，球体所在方位，反方位为r＝-100，套管接地r＝03个方位球体的二次场电位差曲线。主方位时，球体近于垂直极化，二次场电位差幅值最大，曲线形态是反S型，球心位置在极大值与第二个零值点之间；反方位时，球体接近于水平极化，幅值最小，二次场电位差曲线形态是正S型，球心位置在极大值与第一个零点值之间；套管接地时，球体近于垂直极化，二次场电位差曲线形态接近对称型，球心位置在极大值与第一个零点值之间。因此可以根据二次场电位差曲线的形状、幅值确定球体相对于钻孔的方位。

图4为本实施例某隐伏沉积型富锰矿激电测井和地井激电测量结果。ZK109孔未见工业矿体，测井结果表明上部为高阻低极化率，下部(孔深40m以下)为低阻高极化率，主要是硫化物矿化砂岩。地-井方式供电极A在井口r＝0测量反应背景场，地-井方式激电4个方位(55度、150度、230度、265度)极化率表明，方位为150度是反应幅值最大，且曲线呈反S型，据此推断矿体位于ZK109井南侧，方位为150度，后经钻证实，参见图4。

2、预报井底盲矿

井底预报盲矿采用r＝0或r＝50m的地井方式激电测量，当井底存在盲矿时视极化率或二次场电位差异常曲线出现正或负张口异常。采用任意切线法对视极化率或二次场电位差异常曲线进行估算，包括：在视极化率或二次场电位差异常曲线上任意选择一点C’，将该点C’进行井轴投影获得c作为C’点的切线，切线在井轴交于d点，以c为圆心，cd为半径画圆，得到矿顶的位置，如图5所示。

优选地，井-地工作方式分为井-地方式剖面测量和井-地方式激电测深。

1、井-地方式剖面测量

如图6所示，将A极置于井内某一选定深度，B在无穷远处的地面，测量电极MN布设在地面，沿测线进行测量，又可以称为沉降电极或埋藏电极法，包括横剖面和纵剖面测量、向量测量。该方法主要用于追索矿体走向、判断矿体产状等。

2、井-地方式激电测深

将供电电极A放于井中，B在无穷远处的地面，逐点改变电极A的深度，测量电极M，N固定于井口某一距离进行观测，主要用于预报井底盲矿。

井-地方是激电追索矿体走向、判断矿体产状等因素，主要依据井中电源位置，矿体所在位置，矿体形状，地面观测电位曲线，电位梯度曲线，二次场点位差曲线的异常形状、幅值、特征点等，包括极大、极小、零值和半幅值点。

井-井方式排列装置分为2种：单井井-井方式，将供电装置和测量装置放置在同一个钻孔中，属于该类的方法有激发极化测井，单井井中中间梯度等，如图7所示，双井井-井方式，将供电装置放入一钻孔中，测量装置放入另一钻孔中，需要同时具有两个钻孔才能够开展工作。

单井井-井方式，如激发极化测井，用来划分钻井地质剖面，确定激电物性参数。

如图8所示，是铜板模型试验结果，是3种排列方式的井-井激电曲线。

(1)单极固定电源排列：A1定点供电，MN移动测量，由于A1离矿体较近，极化场强度大，所以产生上正下负大异常，零值点的位置对应着矿体右端埋深。

(2)中间梯度排列：A3B3供电，MN移动测量，由于A3B3离矿体较远，极化场强度小，所以曲线幅值不大，极大值的位置对应矿体右端埋深。

(3)双极同步排列：供电电极A2B2，MN同步移动测量，由于当A2B2中点对矿体左端时，极化场强度最大，所以曲线幅值大，极大值的位置对应矿体右端埋深。

3条曲线比较可以看出，双极同步排列异常最明显，其正异常的幅值大约是井中中间梯度的两倍。

本实施例通过井中激发极化法进行激电测量，圈定极化率在矿体位置与非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况。通过在矿体激发电场能够更有效的识别深部锰矿体的延伸方向，测量准确度高。

虽然本发明已经参考特定的说明性实施例进行了描述，但是不会受到这些实施例的限定而仅仅受到附加权利要求的限定。本领域技术人员应当理解可以在不偏离本发明的保护范围和精神的情况下对本发明的实施例能够进行改动和修改。

Claims (9)

1.一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在矿体位置的异常变化；

步骤2，通过井中激发极化法激电测量圈定极化率在非矿位置的异常变化；

步骤3，通过圈定极化率在矿体位置和非矿位置的异常变化推测富矿体延伸情况，进而识别隐伏沉积型富锰矿。

2.根据权利要求1所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：所述步骤1和步骤2的井中激发极化法激电测量包括地-井工作方式、井-地工作方式和井-井工作方式。

3.根据权利要求2所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于所述地-井工作方式包括两种排列：一种是将金属套管用作供电电极A，即井口接地地-井方式，可用来查明井底盲矿，确定背景值；另一种将A置于距井口r处，并改变其向对于钻孔的方位，在井中对每一不同A极方位进行主次激发极化测量，称为地-井方式方位测量，用于查明井旁盲矿并确定其空间位置，所述地-井工作方式用于查明井旁盲矿并确定其空间位置、查明井底盲矿、确定背景值。

4.根据权利要求2所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：井-地工作方式分为井-地方式剖面测量和井-地方式激电测深。

5.根据权利要求4所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：所述井-地方式剖面测量包括：将电极置于井内某一选定深度，另一电极在无穷远处的地面，测量电极MN布设在地面，沿测线进行测量，包括横剖面和纵剖面测量、向量测量。

6.根据权利要求4所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：所述井-地方式激电测深包括：将供电电极放于井中，另一电极在无穷远处的地面，逐点改变供电电极的深度，测量电极M，N固定于井口某一距离进行观测，所述井-地方式激电测深用于追索矿体走向、判断矿体产状因素，依据井中电源位置，矿体所在位置，矿体形状，地面观测电位曲线，电位梯度曲线，二次场点位差曲线的异常形状、幅值、特征点，包括极大、极小、零值和半幅值点。

7.根据权利要求2所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：所述井-井方式排列装置分为2种：单井井-井方式和双井井-井方式，所述单井井-井方式将供电装置和测量装置放置在同一个钻孔中，包括激发极化测井和单井井中中间梯度；所述双井井-井方式将供电装置放入一钻孔中，测量装置放入另一钻孔中，需要同时具有两个钻孔才能够开展工作。

8.根据权利要求7所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：所述激发极化测井，用来划分钻井地质剖面，确定激电物性参数。

9.根据权利要求1所述的一种隐伏沉积型富锰矿识别方法，其特征在于：所述井-井方式产生的井-井激电曲线包括：

(1)单极固定电源排列：产生上正下负大异常，零值点的位置对应着矿体右端埋深；

(2)中间梯度排列：曲线幅值不大，极大值的位置对应矿体右端埋深；

(3)双极同步排列：曲线幅值大，极大值的位置对应矿体右端埋深。