高频电磁法在探测预选区岩体构造中的应用研究.pdf

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1、第29卷第4期铀矿地质Vo1．29No．42013钲7月UraniumGeologyJuly2Ol3DOI：10．3969l／J．issn．1000—0658．2013．04．007高频电磁法在探测预选区岩体构造中的应用研究龚育龄，张华(东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西抚州344000)[摘要]地质处置库是处理高放废物的有效途径，而预选区内的岩体构造则是影响地质处置库稳定性的关键因素之一。为了探明预选区内花岗岩岩体的断裂构造、空间形态，以甘肃北山新场一向阳山预选区岩体为例，简述了E

2、H4系统的工作原理、野外数据采集以及数据处理与解释的全过程。结果表明，应用该方法查明了研究区内断裂的发育情况、岩体的空间形态以及岩体中的不良地质体的分布，为高放废物地质处置库场地的稳定性和完整性评价提供了参考。[关键词]高放废物处置库；电磁法；花岗岩；评价[文章编号]10000658(2013)04—0236—07[中图分类号]P631．325[文献标志码]A高放射性核废物的安全处置是一个世界研究_2-3]。性难题，也是公众所关心的安全和环保问题。针对这些待解决的地质问题，课题组选目前提出的方案是深地质处

3、置，即在距地表用EH4电磁系统进行了测量工作，并以甘肃深约500～1000m的地质体中建造“地质处北山新场一向阳山地段为研究重点，拟圈定埋置库”，通过工程屏障和天然屏障永久隔离高深1km以内花岗岩岩体的分布范围、空间形放废物，为核能可持续发展创造良好条件口]。态以及研究区内的断裂特征等，对该区岩体通过2o多年的努力，我国高放废物预选区场深部地质结构进行详细研究，为预选场址的址之一初步定在甘肃北山中南部的旧井、新完整性和稳定性评价提供科学依据。场一向阳山等花岗岩岩体区域中。尽管过去对该预选区场址的研究有一定

4、的基础，但由于1研究区概况缺乏资金和相关技术手段落后等原因，对控制预选区岩体分布的大断裂向深部延伸的情甘肃北山新场一向阳山地段是我国高放废物况、岩体的空间形态及深部岩体的不良地质处置库的重点预选区，该区域主要分布大面积华结构等重大地质问题尚未进行过深入详细的力西期侵入的花岗岩，其深度达数公里，同时该[基金项目]甘肃北山重点花岗岩体展布及内部结构地球物理探测研究(2011—618)项目、东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室开放基金(2011RGET03)项目与江西省教育厅青年科学基金项目(GJ

5、J12391)联合资助。[收稿日期]2012—02—28[改回日期]2013—0508[作者简介]龚育龄(1960一)，男，教授，博士，主要从事地球物理勘探方面的工作。E-mail：ylgong@ecit．cn第4期龚育龄，等：高频电磁法在探测预选区岩体构造中的应用研究‘237。花岗岩具有高密度、低孔隙率和高强度等优点，由于花岗岩岩体的电阻率较高，一般在1～6是我国高放废物深地质处置的首选围岩类型[4]。kQ·1TI左右，而围岩为寒武系、奥陶系的变质区内发育的大断裂主要有半滩南山一红旗山断裂岩以及侏罗系、

6、白垩系及新近系的紫红色砂岩、(Fl1)和中秋井一金庙沟断裂(F6)两条近东西砂砾岩等，其密度和电阻率相对较低，同时深部向大断裂带，局部断裂构造以NNE—EW向为构造带内由于充填了其它物质，密度和电阻率相主，其次为NE向断裂，区内断裂构造在空间展对较低(表1)。这样，岩体与围岩以及与构造布和组合配套上都有明显的规律性。主要的压带之间电阻率的差异，形成良好的电阻率界面。性、压扭性断裂呈东西向或近东西向展布，而南因此，利用电磁法技术可以确定它们之间的分界北向张性和北东向、北西向扭性断裂则为与其配面，从而可确定岩

7、体的空间形态，断裂构造的走套的伴生断裂[6]。向、倾角及其向深部延伸的情况。表1研究区内地层电性统计表Table1Electricalparametersofstratainstudyarea地层代号岩性电阻率／(Q·m)第四系Q冲积、洪积砂砾岩，黏土1O～50新生界新近系N2砖红色砂砾岩夹粉砂岩20～12O下白垩统Kl蓝灰色砂岩夹泥页岩8～40中生界下中侏罗统JH2砂岩、砾岩、粉砂岩夹黑色砂质页岩8～40元古界前寒武系An火山岩及碎屑岩、浅变质片麻岩3O0～2000注：据赵澄林，2002。值称为视电阻率

8、值。探测深度理论上为一个2EH4电磁成像系统原理趋肤深度()，其计算公式为：厂=_IEH4电磁成像系统通过接收大地对天然≈503／(2)VJ电磁波的反应，达到电阻率或电导率测深的目式(2)表明，电磁测深的勘探深度随着的。它属于可控源与天然源相结合的大地电视电阻率的增加和频率的降低而逐渐增大。磁测深系统。深部构造通过天然背景场源成通过对一系列不同频率电磁波信号的观测和像(MT)，其信号源为10Hz～92kHz。浅部数据采集，并借