EH4电磁成像系统在矿山勘查中的应用

2018-12-10周茜茜邓唯淅陈秀清

世界有色金属 2018年18期

周茜茜，雷宛，邓唯淅，甯艳，陈秀清

（成都理工大学地球物理学院，四川成都 610059）

EH4电磁成像系统（简称EH4）是综合了CSAMT和MT的双源型大地电磁测深系统。其测试频率从10Hz至100kHz，探测深度可达到近1km，并且具有仪器设备轻便易携带，测试速度快，野外测试对地形环境要求低等优点。EH4的使用，为探测深厚覆盖层、断层及破碎带、成矿构造等增加了一种有效的物探手段，被广泛应用于地矿及地下资源探测等工程实践中，成功解决了一些地质问题[1]。

近年来，我国经济飞速发展，对能源的需求量也在不断增加，矿山开采逐渐向深埋更大和里程更长的趋势发展。各类复杂矿区地质环境（如软弱层、断层、破碎带等）的存在，使得矿山开采工作变得更加困难和危险，也增加了工作的不确定性、降低了矿山开采的安全性和稳定性。

特别是在地质环境复杂地区进行开采时，地表地形起伏大，地质条件复杂，对矿山勘查仪器和方法有较高的要求和适应条件；井下地质发育情况，其电阻率都与围岩存在较大的差异。鉴于这样的地形和地质条件以及所要勘查的目标，结合EH4的优势，选用EH4方法进行矿山勘查是可行的。本文就通过EH4电磁成像法在MYX矿山勘查的应用进行实例分析。

1 工区概况及地球物理条件

1.1 工区概况

MYX轴线上，基覆界面清晰，南坡覆盖层以腐植土为主，北坡覆盖层以耕植土为主，地质构造是一个大背斜，北坡地形稍缓，坡度约为20～30°，南坡较陡，坡度约为30～40°。由于埋深大、工区地形复杂，矿山中部不可能布置太多深钻孔，也不能采用常规的浅层物探方法，故采用EH4方法。

本次物探工作的主要任务是查找轴线附近是否存在不良地质构造，如断层、破碎带等，查明矿山可开采地质条件，为矿山安全开采提供物探依据[2-4]。

1.2 地球物理条件

在正式开展工作之前，为了解开采区的电性参数，进行了物性实测，通过资料分析可知，矿层碎石土的电阻率为200～800，较完整矿体的电阻率范围为800～8000。由此可见，矿区破碎矿物质与完整矿体的电阻率差异很明显，具备采用EH4进行勘查的地球物理条件。

2 野外工作方法与技术

将EH4测线顺轴线布置，起止里程桩号为AK24+270～AK26+840，长度为2570m。EH4电磁成像系统勘探野外工作通常分两部分采集单元。由于本次勘探深度控制在400m范围内，要进行人工场电磁波采集，经过实验与分析，将本次工作点距设为20m，发射电磁场频率为800-64000Hz之间。

为了避免近场干扰要使发射机远离测量点，对于新的工地来说，一般使发射机距离测量点300～500m即可避免近场干扰。首先在远离测线300～500m左右（测线中心的垂直方向上）布设场源，发射人工电磁场，然后通过采集布设在地面上两个正交的电磁场信息，即在测线上测量EX、Hy或Ey、Hx两参数。

3 成果分析及解释

通过以上的数据采集以及室内的处理，得到了如图2 MYX隧道EH4剖面图：

图1 MYX隧道EH4剖面图

从图1上可以看到，表层电阻率分布均匀，其电阻率为100，为覆盖层，厚度约0～30m。在桩号AK24+270～AK24+970，桩号 AK25+220～AK26+820深部均有大范围的均匀高阻体，电阻率800～8000。桩号AK25+920～AK26+020处，埋深50m处有一漏斗状低阻异常，横向上，从左到右电阻率呈现为“高-低-高”，纵向上，从上到下电阻率逐渐增高，电阻率为300～800，最宽处约200m，推断为溶蚀破碎区。在里程桩号AK25+710处，有一半径约为10m的相对低阻异常，且异常的形态呈晕团状，由于此异常相对较小，在电阻率上受附近完整岩体影响较大，电阻率偏高，为2000～5000，但附近大范围完整灰岩的电阻率均为7000～8000，判断为溶蚀破碎岩体，埋深175m。在桩号AK24+530处与桩号AK24+870～AK25+270处都存在大范围异常[5]。

后期的工作验证做了溶蚀区的存在，与EH4方法勘查解释相符合。经验证，EH4电磁成像系统技术在MYX矿山勘查中的应用是成功的，达到了勘探目的。