利用岩心轴角换算地层产状的方法.pdf

尹 利用岩心轴角换算地层产状的 方 法 吗川省地质局四O三 地质伙杨 本锦刘云霞 利用钻探资料求地质体产状 , 常通过同 一层位上的三点求解 , 即所谓“三点法 ”气 但 如果利用岩心轴夹角数据 , 则只需要两点 。 斜孔时 , 还不要求钻孔穿过同一层位 。 J 刁 、 知 、 利用直孔岩心轴夹角求解 直孔岩心轴夹角的余角 , 就是地层 的倾 角命由于岩 心在钻具中的转动 , 地层倾向无 法知道 。 但岩心轴夹角将因此形成圆锥 。 这 一圆锥的所有切面 , 都可能是地层的产状 。 两个直孔岩心轴夹角所绘圆锥的公切面 , 就 是该地 层 的产状 。 〔例〕在某前震 旦 系沉 积变质铁矿 , 地 表为新地层掩盖 , 矿体产状不明 。 由西向东 排列 的A 、 砰两直孔水平间 距为3 “米图1 。 A孔孔口标高1810 米 , 于179 4米标高处见 矿 。 B 孔孔口标高1 803米 , 于177 8米标高处 见同一层矿 。 两孔矿心轴夹角都是2 5度 , 求 矿体产状 。 图解法沿钻孔排列方向以一定比例尺 例中取1 , 10 00作剖面 , 在钻孔见矿点 上绘出矿心轴夹角 , 并向上延长 。 轴夹角线 与水平面的夹角 , 就是矿体的倾角 。 两孔见 矿点的连线与水平面间的夹角 , 就是矿体的 视倾角 。 由于两孔孔口标高不同 , 可选取某一高 度例中为18。。米平面作图 。 在该平面上 绘出钻孔位置后 , 以孔口为圆心 , 绘出钻孔 , 见地质与探勘19 74年第8期第s B页杨开菜文 。 护 , ‘八卜夕、一产,一、‘、洲,、产、产产勺J、 r 、 _ ,气.气.,‘、r叫、 户 、‘尸、 洲、 r创一一尸、洲 , 、、‘, ‘r声喇、. 尸叫、 ‘ 、八产洲 尸、产、少 叫一产、‘,一户 声 两 , 少 产、 八目 . 、 侧自、 声、甲,.户、产,沪、尸、, 卜、内护叫.,切户、刹 两‘户,尹、护 ,肠 尸 叫. ,洲 、口内叼沪、尹 , , 门口洲、护, 曰网‘ ,妇护, , 半圆相交于G点 , E G 点的长度即为所求的 产状校正值t 产, 而其同纵座标的夹角即为Q 角 , 从网上查得t 尹 ”0 . 48m , 9二37 。, 而计 算所得之t 尹” 0 . 4T994m , Q二36 “ 53 产。 因此 相差之数可略去不计 。 确定t 尹值的 符号同笔者的另一文 “在剖 面图上确定钻孔位置的倾向投影法 ” 地 质与勘探T 6年第 6 期5 T页 相似 , 当B点 的投影方向和矿体的倾向位于矿体走向线的 同一侧时 , 取 t 产; 反之 , 则取一 t /, 本 例 中取 一t 尹值, 即 一0 . 48m 。 本文所提到的 “斜孔投影校正网”同地 一一 \ 卜 ⋯⋯ . . . 2 / / 日 \ , , 质与勘探 7 4年第1期高质彬在 “一种确定钻孔空间位置的新方法” 一文中所提到的 “钻孔 偏曲校正网 ” 有相似之处 , 其实 , “斜孔 投影校正网 ”就是在“钻孔偏曲校正网” 的基础上 , 加上了一系列相切的半圆 , 这样此网不 但能求倾向校正值h ‘、 走向校正值b 尸, 同时还能求产 状校正值t 产及角Q 。 90 一 75 0 30 , 14 0 30 , 矿体倾角为 90 。 一25 。 6 5 剖面垂直于矿体走 向时 , 于真倾角 , c o , 一 箫 一1 矿休视倾角等 1810 18 0〔 Y“O 见矿点上轴夹角线与18 00米平面的交点 。 用 此点与孔口水平距离为半径画圆 。 两圆的公 切线 , 就是矿体走向 。 矿体的倾向指向圆 心 。 按图解法 , 矿体产状有两解 , 分 别为 165 0 30 尹/ 6 5 “和 14 “30 尹/ 65 。 , 应根据矿区具 体情况舍去一解 。 计算法计算公式包括矿体真倾角 、 视 倾角 、 剖面方向和矿体倾向夹角等几个参 数 , 即 LAB一两个钻孔的水平距离 , HA B 一两个钻孔遇 同一矿层的高差 , 。一矿体 真 倾角 , a 一矿体视倾角 , 入一轴夹角 , Y一剖 面方向与矿体倾向的夹角 它与两孔见同一 矿层高差求法有关 取H A一HB时 , 为 . A一 B向; 取H B一HA时, 为B一A向 。 这时只有一解 , 即倾向与剖面方 位一 致 , 倾角等于轴夹角的余角 。 两个钻孔孔口标高相同且 两 圆内切时 图2 , 也只有一解 。 剖面线与矿体走向平行时 , 矿体视倾角 为零度 , CoSY 二 t ga l 二 tga ‘ 丫二90 。 这时矿体产状有两解 , 倾向都与剖面垂 ‘ 直 , 并相向倾斜 , 倾角等于轴夹角的余角 。 两孔在同一标高上时 , 图解法见图 3 。 平 面 图上两圆半径相等时 , 两条走向线都与剖面 线平行 , 矿体相向倾斜 。 q 90 tga i c o sy 一 一入 H A一HR LAB _ 丝少 - 二t g入H A一Hs l tga LA日 将例中各参数代入公式后得 COSY tg25 。 1794 一 17 78 30 精度取3 0秒 , 叱2487二 _ i _、 Y 15 0 30 , 矿休倾向为 下同 90 。 75 0 30 尹一165 . 3 0 产, 或 田 3 二 、 利用斜孔岩心轴夹角求解 这同利用直孔岩心轴夹角换算地层产状 的方法相似 。 两个斜孔岩心轴夹角圆锥公切 面的产状 , 就是该地层的产状 。 两个斜孔如 有不同的方位角或倾角 , 可获得两个岩心轴 夹角数据 。 这时 , 并不要求两孔见同一层 面 , 也无需知道两个孔的相对位置 。 只要有 了岩心轴夹角 , 即可求得地层产状 。 例A 、 B两斜孔见同一层状铜矿体 。 人孔方位10 0 度 , 倾角7 5 度 , 矿心轴夹角5 0度 。 B孔方位2 05度 , 倾角6 2 度 , 矿心轴夹角3 8度 。 由于铜矿体与围岩呈过渡关 系 , A 、 B两孔 都未获接触面资料 , 求矿体产状 。 图解法 设两孔或其连线的延线于 O点相交图4 , 在O点上某适 当高度 图中为1 0毫米取一假设平面 。 沿A 、 B 二孔轴向分另l J作两个铅垂面 , 绘出钻孔和岩 心轴夹角 , 并使其延线与假定平面相交图 4 、 。 以O点的垂直投影O 产 为 基 点 , 将 图 4 、 上各点移到假设平面上图4 。 作椭圆 在O 尹A 或O 尹B 的 延线上 取椭圆长轴 。 轴心夹角线与假设平 面两交点 间的距离即为椭圆的长轴 。 作走向 与图 4 、 剖面垂直并通过钻孔轴线的两个倾斜 剖面图4 、 。 这两个剖面 上轴夹角 线与假设平面各对交点间的距离 , 就是通过 A 、 B各点并垂直于钻孔方位上椭圆的弦 长 。 按解析几何方法 , 木难算出椭圆短轴长度 , 并绘出椭圆 。 两个椭圆的公切线 , 就是所求 矿体的走向 。 矿体倾向即指向椭画内 。 求倾角图4 以O 夕点至 走向线 间垂直距离为底边 , O 尹与O 点的高差为邻 边图中为1 0毫米作直角三角形 。 它的底 边与斜边 的夹角 , 就是矿体倾角 。 在本例中 , 矿体产状有两解 , 即 15 4 。/ 29 0 30 尹和307 。 /53 “ 。 根据矿区具体情况 , 本 例取前解 。 用图解法时 , 必须画好椭圆 , 减 少误 差 。 一种简易的画法如下 把两根中间有槽的木条钉成十字形图 5 。 在另一活动木条的P点上钻一小孔 , 装上笔尖 。 A 、 B是活动木条上两个可以移 动的螺旋钉 。 使A P等于椭圆长轴 , B P等于 椭圆短轴 。 当A 、 B各自在一个木条的槽 中 移动时 , P点的笔尖就画出了椭圆 。 计算法乍直接利用地层产状和岩心轴夹 角的关 系式即可求解 。 由于公式中有地层倾 角和方位夹角两个未知数 , 所以需要两个方 J 侧 卜 夕 图 4 下转第2 8页 W 、 A g A s 型 , C u 、 AgA s 型 。 铂鸽 、 铜型M。异常产出的地质 环境有两种 。 斑状花岗岩岩体中的相异常 , 往往是相矿体上盘矿化晕的反映 。‘ 主矿体上 M 。异常值大于20p pm , 对应的铜值一般低 于3O0 p pm 。 早期石英正长斑岩中的异常如 10号异常 为M 。、 W型 , M 。 最大异常值 达300p pm , W最大达200 ppm , C u 小于100 p pl n 。 经钻探验证 , 该异常见厚1 2米 、 品 位0 。 22拓的钥矿体 。 帆 、 相 、 钨 、 银砷型 此类异常 当C u 大于60 0 p pm , 连续性较好 , 出现大于 1000ppm的浓度中心 , 并伴有M o 、 Ag 、 W 等异常时 , 往往是矿体的 反映 。 按剖面线上 C u 、 M 。晕幅 宽的关系 , 可分为C u M 。及 MOC u 两种类型 。 C u M 。是矿 体顶部晕 的特征 , 说明矿体延深较大 , M 。 C u 是矿 体底部晕的特征 , 说明矿体延深较小 。 铜 、 银砷型这是无钨铂异常出 现的一种类型 , 似为Cu 、 M 。 、 W 、 Ag型 在垂向上的外带 , 反映矿体埋深大于10 0米 的矿前晕元素组合特征 , 是盲矿体的显示 。 根据我们对马厂著矿区利用物化探综合 研究的结果表明 当矿床上为磁法和次生晕 的综合异常区时 , 作为找铜矿体的指示是 磁测有成带状排列的 强度小于20OY的异 常 出现 , 且有负值 , 次生晕出现C u 、M 。、 W 、 Ag或Cu 、 A g型元素组合 。 这时结合地质分 析 , 可判断盲矿体存在与否 。 近两年来 , 我们经过地质 、 物 探 、 化 探三结合 , 业已查明矿区东部 过去 所谓的 “ 空白地段 ” 赋存有有经济价值的铜矿体 , 使矿区远景有了初步突破 , 外围也相继发现 了一批矿点 , 我们正为进一步争取扩大远景 而努力 。 { 产 、 户一、 一、r 一、 了J 一一 、 、r ,、 目户‘产、产 产、,、、尸 、叫内. J月、 洲 , 勺产、‘、产、‘ ,、J, 、曰,“‘、‘产、、夕、“ 一一 、 产、产, ,沪 、 . 洲、 .八与 上接第4 4页 位或倾角不同的钻孔资料 。 它们构成一个二元三次方程组 sin 入A e口s日A 一s i na e os甲sin 日 A 一 e o sq 5 in入B一 e o s日 B 一 sina e o s 甲A士△甲 sin 日 B 一e osa 式中入 A和肠分 别为A L、 B二孔的矿 心轴 角 , 日 A和日B分别为A 、B 二孔的倾角 , 印A是A 孔的方位与矿体仰向线间夹角 , △甲是A 、 B二孔方位的夹角 , a 是地 层倾角 。 将例中二孔数据代人方程组后得 22 . 05e osZa 一 32 . 4 7e o sa 11 . 56一0 将求出的倾角a代人原 方程组后 , 可求 出A孔方位与矿体仰 向线间夹角 甲A , 并可 换算为矿体倾向 。 舍去伪根和虚根 , 得矿体 产状为30 7 。/ 53。和154 。 /29 0 30 尸。 . 二元二次 三角方程组可能有 1至4 解 。 从图 4中可看出 , 如两椭 圆相外切 , 地层产 状只有三解 。 如两椭圆相内切 , 地 层产状将 只有一解 。 如 两椭圆分离 , 那么除原有两公 切线外 , 两椭圆还会有两条交叉的公切线 , 地层产状就会有四解 , 其中当然只有一解是 正确的 , 这应根据矿区具体情况判定 。 有时 , 方程 组无 解 , 图解法也得不出公切 线 。 这种情况 表明 , 两孔所 见不是同一地 层 , 或虽是同 一地 层 , 但产 状变化很大 。 这样就不能 利用矿心轴夹 角 求地层产 状 。 一 28 一