矿山地质构造探测中大地电磁测深法的应用

矿山地质构造探测中大地电磁测深法的应用

王正鸿

（四川省西南大地工程物探有限公司，610000）

摘要：我国的经济发展与工业发展水平有很大的关系，而矿产资源作为工业发展的主要原料，受到国家和社会的高度重视。因此，近年来由于相关技术和设备的不断优化，地质勘测水平逐年提高。其中，在矿山地质构造探测中，通过应用大地电磁测深法可以取得较好的效果。

关键词：地质构造；大地电磁测深法；应用分析

引言

物探技术的发展与技术和设备的应用有直接关系，由于机械制造技术以及电磁波等技术的发展，相关的技术得到较快发展，设备也正在更新换代。尤其是，大地电磁测深法已经相对成熟，该方法由于包含较多的信息量，并且装置相对简单，携带非常方便，在地质结构勘测的过程中，具有非常好的应用前景。

1、矿山地质概况

1.1矿层分析

某某矿区位于华北地区的边缘地带，北部为燕山山脉的东段，南部为华北平原北端的冲击平原，东临渤海。通过对矿区的分析，发现基岩部分裸露，通过进一步的研究分析，发现露出的矿层是太古界、下元古界、燕山期矿体及元古界矿体，整个矿区处于中朝准地台（Ⅰ级）、燕山台褶带（Ⅱ级）、山海关台拱（Ⅲ）构造单内，该地域处于燕山构造带的东端，属于华北地带的北部边缘。

1.2物理特征分析

通过探测发现，第四系冲洪积属于低阻矿层，具体的参数在400Ω·m以下，对于太古界的电阻率而言,电阻率在500Ω·m~2000Ω·m之间。矿区内矿体的类型相对复杂，包括基性、中性、酸性、碱性等，电阻率的数值在3000以上。太古界与第四系电性在研究过程中发现为低阻。而燕山期的矿体主要表现为高电阻的电性特征，在本次探测中主要是通过对矿体的电性特征进行研究，从而进行相应的区别和分辨。

2、探测中使用到的设备

在正式使用电磁测深法施工之前，需要对MTU-5主机、磁棒进行标定，标定通过之后，需要及时投入使用并做好野外试验。野外仪器试验的设备包括发射机、MTU-5主机和磁棒的稳定性检测；并做好三个磁棒的一致性检测。

对于电磁测量的试验工作，首先需要接收电极距60m，在固定增益的选择上选择低增益模式，在观测过程中应该控制连线观测时间在8小时以上。以上的生产因素可以在很大程度上保证信号的强度和分辨率，探测深度可以达到5千米以上。通过进一步的试验，可以对矿区的电法勘察施工有更为深入的了解。如图1所示为大地电磁测深法原理。

图1大地电磁测深法原理

3、数据分析

3.1D1线电阻率反演

整个测试线总共设置了14个观测点，相邻观测点之间的距离设计为1千米，剖面的长度控制在1.5千米。地表起伏的高差经测量为320米。通过对区域地质的平面图研究发现，等值线的地质矿层分布相对均匀，并且可以发现太古界、新生界地层的矿体。通过进一步对断面图的电性进行分析，对F点反演电阻率相对较低，1到11号之间的反演电阻率值在3000以上，可以反应出矿体的电性。通过对断面的进一步研究，发现整个矿体的厚度变化较为明显，总体区间在1800米到5000米之间，在反演电阻率等值线的分析出变得更加密集，更加陡峭，因此推断出反演的位置可能存在矿山的断层。

3.2D2线电阻率反演

通过对矿区地质平面图的进一步研究可以发现地表底层分布不够均匀，同时存在太古界、中生界、新生界矿层以及燕山期形成的矿体。通过对断面图研究可以发现。交叉点浅部的电阻率数值相对较低。结合以上资料可以了解到中生界侏罗系矿层的电性特征。对于交叉点而言，越往下电阻率的数值越高，因此进一步推断出太古界矿层的电性反应。交叉点浅部反演的电阻率数值都较小。通过对反演电阻率等值线变密变陡，反映出该位置存在断层情况。交叉点间下部的反演电阻率等值线非常密集陡峭，因此也存在断层。

3.3对矿山断层的分析

通过对以上观测点的分析可以发现，地表里程DK214+942附近两侧电阻率值存在明显的差别，因此此处应该存在岩石性质的差异，断定为岩性分界面，通过进一步探测发现岩性分界的具体位置，完成勘察工作。在整个过程中，大地电磁测深在矿山的地质探测中发挥出了非常重要的作用。在高风险的岩溶隧道勘察过程中，不仅存在一定的危险因素，同时在探测过程中还会遇到较多的困难，通过使用大地电测测深技术，可以获取较为可靠的数据依据，对于矿山工作的顺利推进提供重要的指导。

3.4探测结论

通过对探测位置的研究发现，本次探测的对象存在4个断点，并且对数据分析后推断出矿体的厚度处于1800米到5000米之间。矿山最薄处位于线下部的附近，最厚的位置在交叉点附近。

本次电磁勘察后对矿区内矿体的形状、埋藏深度、构造情况以及发育程度进行了数据分析，发现断层的存在，在断层的破碎位置出现低阻异常的情况。电阻率的等值线在断层附近呈现出明显的变化。整个大地电磁测深流程对于本次工作起到良好的作用，得出以下结论：新生界反演电阻率数值在50-400Ω·m之间，太古界单塔子群和中生界侏罗系上反演电阻率的数值在1000~3000Ω·m；燕山期的反演电阻率数值相对较大，数值在3000以上。以上数据对于燕山期的赋存情况，提供了有效依据，对于进一步的地质研究意义重大。

4、结语

综上所述，就目前的地质资源探测而言，对于资源的开发和利用意义重大。其中，在矿山地质构造探测中，利用大地电磁测试法可以通过对探测点数据的捕捉，分析矿区的矿体组成情况，从而对于资源的确定提供重要的依据。

参考文献

[1]贾晓鹏,周雪.大地电磁测深法在矿山地质工程勘查中的应用[J].世界有色金属,2019(06):154-155.

[2]杨福平,余刚群,侯林峰,周昕.大地电磁测深在珊溪水库诱发地震研究中的应用[J].工程地球物理学报,2019,16(02):203-210.

[3]孔令达.关于地下水勘查中大地电磁测深法的应用分析[J].科技风,2019(05):196.

作者简介：王正鸿(1980.12-)，男，青海乐都人，职务：工程师，研究方向：水工环。