地球物理测井技术在豫西铝土矿勘查中的应用
建林青，张赞萍，李华坤
【摘 要】摘要：为了更加精准有效地勘查铝土矿，通过对以往煤田测井项目、各岩层地球物理特征的分析研究，提出了应用测井勘查铝土矿的措施。选取自然伽马等在煤田测井项目中反映较好的测井参数，通过在河南省新密、登封、偃龙、荥巩等豫西铝土矿勘探项目进行验证，将解释结果与地质编录进行比对。实践应用表明，利用自然伽马等测井参数判定铝土矿层具有一定的可行性。 【期刊名称】中州煤炭 【年(卷),期】2019(041)008 【总页数】4
【关键词】铝土矿勘查；自然伽马测井；物理参数；结果比对
基金项目：河南省偃龙煤田深部(洛阳部分)铝(黏)土矿勘查项目(豫国土资发[2011]82号，豫国土资发[2012]80号)
引用格式： 建林青，张赞萍，李华坤.地球物理测井技术在豫西铝土矿勘查中的应用[J].能源与环保，2019，41(8)：51-54.
Jian Linqing，Zhang Zanping，Li Huakun.Application of geophysical logging technology in bauxite exploration in western Henan[J].China Energy and Environmental Protection，2019，41(8)：51-54.
0 引言
河南省铝土矿属于华北地台石炭纪沉积型铝土矿，经过几十年的地质工作，全省发现铝土矿床(点)120多个，实施完成的铝土矿区90多个。主要分布在京广线路线以西的荥巩、洛阳、三门峡、焦作、平顶山等地区。省域范围内集中分
布于陕县—渑池—新安、偃师—巩义—荥阳—登封—密县及宝丰—临汝—禹州地区[1]。2011年以来，河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院先后参与了河南省偃龙、登封—新密、荥巩等地5个地勘基金铝土矿项目的勘查工作，共完成10万余米地球物理测井工作。
1 铝土矿地质特征
河南省铝土矿成矿区在大地构造位置上处于华北陆块南缘的嵩萁台隆和华熊台缘凹陷区内，地层属华北地层大区、晋冀鲁豫地层区、山西地层分区和豫陕地层分区，地层具双层结构。基底地层为新太古界登封岩群、新太古界—古元古界太华岩群和古元古界嵩山群；盖层自下而上为中元古界长城系熊耳群、汝阳群、五佛山群、新元古界震旦系、古生界的寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和中生界、新生界[1]。
河南省铝土矿床含矿岩系均为上石炭系本溪组(C2b)，厚0.50～68.34 m，平均厚15 m，为一套含铝、含铁黏土岩层，又称铁铝层。该套地层上部岩性有黏土岩、黏土矿、铝土矿，下部为含铁或铁质黏土岩、赤铁矿(山西式铁矿)及黄铁矿等。铝土矿呈透镜状、似层状赋存在含铝岩系的中、上部。本溪组地层不整合于奥陶系中统马家沟组石灰岩长期间断的古风化侵蚀面上，顶板为二叠系下统太原组生物碎屑灰岩或炭质黏土岩，局部为煤层(一1煤)等。
铝土矿体平面形态多为不规则状，出露于地表的铝土矿体，由于风化剥蚀，平面形态更为复杂，矿体边界多呈港湾状，深部矿体平面形态相对简单。矿体剖面形态以似层状、透镜状为主，次为漏斗状、窝状、扁豆状等。铝土矿矿石构造可分为致密块状构造、角砾状构造、薄层状构造、定向半定向构造、土状构造、砂状构造、多孔状(蜂窝状)构造、显微定向构造。
豫西铝土矿总体具有高铝、高硅、低铁、低硫的特点，其主要化学成分为：Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和Loss，其次为FeO、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5、V2O5、S、CO2和C等。
2 铝土矿地球物理特征
在豫西地区铝土矿测井工作中，根据《煤炭地球物理测井规范》(DZ/T 0080—2010)以及总结以往豫西煤田各个钻孔煤岩层的曲线特征，选择判定矿层的测井参数有自然伽马、侧向电阻率、密度，通过对豫西煤岩层测井资料物性参数的统计分析研究[2-7]。 2.1 自然伽马
铝土矿的主要化学成分为氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)。在成岩过程中，Al2O3 将放射性元素U、Th吸附在矿物晶体表面、解理面与晶缝裂隙面上，或溶解在矿物的结晶水、液态包裹体和粒间溶液中，铝土矿中Al2O3含量愈高则被其吸附的放射性元素U、Th离子就愈多，与围岩相比，其自然伽马值就愈高，一般在1.8～12.4 pA/kg。煤层在自然伽马曲线上反映为低异常，泥岩类的天然放射性为高异常，岩性由砂泥岩到中粗粒砂岩，随着粒度由细变粗，泥质含量减小，放射性强度减弱，自然伽马幅值由高渐低。故自然伽马是划分铝土矿层和围岩的主要参数。 2.2 侧向电阻率
铝土矿侧向电阻率值在101～2.5×103 Ω·m，变化范围较大，在侧向电阻率曲线上呈中高异常反映。铝土矿顶底板是砂泥岩、煤层、灰岩，砂泥岩的电阻率101～2×102 Ω·m，低于铝土矿；煤层的电阻率9×101～1×103 Ω·m，低于铝土矿；而灰岩电阻率为1×102～2×104 Ω·m，在侧向电阻率曲线上反映为
地球物理测井技术在豫西铝土矿勘查中的应用
