多物探方法在胶东某金矿采空区勘查中的应用研究
综合物探方法在金矿勘查中的应用

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◆ 薛宇飞 王名 贺 郗少辉
摘要 :改革 开放 以来 ,中国经济迅猛 发展 , 人 民生活条件 日 益提 高 ,也 带动 着 中国的矿 产经 济的 发展 ,尤其是 在金 矿方 面 ,生产 比例 大幅度 增加 。勘探 的范 围不断扩 大 ,慢慢 的 向着开采 隐伏的 、超 大 的、 中深部 的金 属矿床 上。 为 了准确 地判 断矿产 资源 的储 存位 置 、储存 量和储 存规律 则 需要 用更加 综合 的有效 的方 法来勘探金 ,这 种方 法是进行金 矿探 索 的主要方 式之一 ,能 够实现对金 矿 的高效 率利
自的优越性 。这样 就不断地促进我 国金矿矿 产资源 的多方 面发
展 啪
二 、 金矿 勘 探 方 法
2 . 1 磁力 测量 。磁力测 量会显示 正负值在 遇到磁性 比较强
的地质时 ,甚至能达到几万纳特 。不 同的地 区甚 至是不 同的物 质显示也会显示不 同的磁场特征 ,如果储存 量很大 ,则会显示
3 9
电法 具有很多优势 ,他们使用 简便 、利于携带 、 绿色环保 、 使
用成 本低。可以帮助从业人员 获得 准确 的数据 ,减少 误差 ,在
开采行业 中发挥着重要 的作用 。
2 . 3重力法 。重力法是在 2 0 世纪 9 0 年代开始运用于矿体的 勘查 中的 ,主要是对密度大 、超基础性 的矿产进行勘探 。这种
参考文献
[ 1 ] 徐萍 , 陈彦卿 . 综合物勘探方法在金矿勘查 中的应用研 究 Ⅱ 】江西 建材 , 2 0 1 6 , ( 2 3 ) : 2 0 1 + 2 0 6 .
『 2 】 林发 养 综 合 物探 方 法在 金矿 勘 察 中 的应 用探 析 Ⅱ ] . 低 碳 世
物探电法在金矿勘查中的应用

物探电法在金矿勘查中的应用摘要:随着我国社会经济的不断发展,矿产资源要求和保障功能之间的冲突逐渐突显,在目前的地质工作中金属矿勘查是其关键的任务。
金矿勘查任务的主要方法是磁法与电法,文章分析了几种金矿勘查中的物探方法,并阐述了在金矿找矿中物探电法的使用。
关键词:物探电法;金矿勘查;重磁法;电法金元素于地壳中的含量非常有限,尽管其自身有很强的导电性,但所处矿石的电学特性不能转变,就算当前物探电法已获得了很大的发展,在金矿找矿中依旧存在较大难度。
如此就要求勘查者在使用物探电法时全面掌握金矿性质,防止受到不良因素的影响,在最大限度上挖掘物探电法的价值,由此确保勘查结果的准确性与信息的分辨率。
本文结合实际情况,介绍了物探电法的基本概念,阐述了物探电法于金矿勘查工作中的使用情况。
1、物探电法的基本概念物探电法属于地质作业中对金属矿区、地下水环境等加以勘查的关键途径,其在金属勘探中的使用主要是经对各类地下矿物电化学性质的掌握,以及对特定范围内电磁场布局规律的研究等,找到能够使用的矿产资源。
现阶段,物探电法取得了飞速的发展,且已被推广使用到工程、找矿等各项工作中,相关研究人员也基于用途、功能等各项要求,开发出了诸多物探电法,例如CSAMT技术、激发极化法等。
这类物探电法存在应用成本少、设备应用方便、绿化环保、操作灵活等特点,可以帮助操作人员获得更为精准的信息,在金矿勘探特别是金矿找矿中起到了关键的作用。
2、金矿勘查中的物探方法2.1磁法勘查技术磁法勘探具有许多优势,磁法勘探能很好分类地质岩性,全面探查地质结构,迅速、经济等。
纵观物探内的磁法勘查技术,其是理论最完善与操作效率最快的技术方法,在许多金矿内接替资源找矿勘探中是最常用的方式。
多金矿包含的矿种很多,主要是有色金矿与磁铁矿。
在多金矿中勘查铁矿时,高精准直升机航天磁测与地表磁测属于两种重要的磁测方法。
2.2重磁法该方法勘查采集信息,通过重磁异常能分类断裂,且还可以定量测算断裂的相关因素。
物探电法在金矿勘查中的应用

物探电法在金矿勘查中的应用赵宝峰摘㊀要:随着经济水平的提高ꎬ人们对金属矿产的需求不断增长ꎬ尤其是对金矿的需求更是与日俱增ꎮ近年来ꎬ我国金矿勘查技术也得到了一定的发展ꎬ并呈现出多样化趋势ꎬ物探电法便是运用较为普遍的一种金矿勘查方法ꎮ在应用这一方法时ꎬ勘查人员只有充分了解金矿的实际地质条件ꎬ掌握应用要点ꎬ才能使该方法的作用得以充分发挥ꎮ关键词:物探电法ꎻ金矿勘查ꎻCSAMT法ꎻ激发极化法一㊁引言金元素在地壳中的含量十分有限ꎬ虽然其本身导电性能较强ꎬ但所在矿石的电学性质无法改变ꎬ即使我国物探电法已经取得了较大进步ꎬ在金矿勘查方面仍有一定的难度ꎮ这就需要勘查人员在应用物探电法时充分了解金矿的性质ꎬ避免受不良因素干扰ꎬ最大限度地发挥物探电法的优势ꎬ以保证勘查结果的精准度和数据的分辨率ꎮ二㊁我国金矿产现状我国丰富的矿产资源是一种总量丰富ꎬ种类较为完整的体系ꎮ但是在目前的社会现状中ꎬ由于中国人口基数大ꎬ人均矿产资源量相对不足ꎮ石油ꎬ天然气ꎬ铁ꎬ铜ꎬ钾ꎬ钻石和其他重要的矿物质ꎬ特别是大宗矿产储量不足或短缺ꎮ中国矿产资源的分布具有以下几个特点ꎮ(一)贫矿多㊁富矿少在我国已探明矿产储量的为159种矿产产品ꎬ如金矿石ꎬ铜和一些重要的矿物质ꎬ如磷块岩矿床已探明储量最ꎮ其中ꎬ发现的金矿石资源储量ꎬ平均品位为32%ꎬ超过48%的富金矿等级在中国唯一确定的金矿石资源储量占1.9%ꎬ47.6%ꎬ平均品位金矿石ꎬ铜只有0.87%ꎬ低于全球主要的生产和贸易的铜矿石品位的1/3ꎻ品位超过1%的丰富的铜只有我查明铜资源保留30.5%ꎬ另一个69.5%是一个低品位矿石ꎬ铝土矿资源在中国ꎬ超过60%的铝硅比小于7的矿石品位低ꎮ(二)矿产开发困难在已探明的金矿储量中ꎬ有1/3是微细粒嵌布的难选赤金矿ꎮ需选贫矿中ꎬ磁金矿占贫矿总量的48.8%ꎬ钒钦磁金矿占20.8%ꎬ赤金矿占20.8%ꎬ混合矿(磁赤㊁磁菱㊁赤菱金矿的共生矿)占3.5%ꎬ菱金矿占3.7%ꎬ褐金矿占2.4%ꎻ我国铝土矿资源总量98%以上为加工耗能大的一水硬铝石ꎻ我国部分矿山铅锌矿品位虽然较高ꎬ但相当大一部分氧化矿暂难有效利用ꎮ三㊁物探电法的相关概念物探电法是地质工作中对金属矿床㊁地下水资源等进行勘查的重要手段ꎬ其在金属勘查中的应用主要是通过对各种地下矿体电化学特性的了解和对一定区域内电磁场分布规律的分析等ꎬ找出可以利用的矿产资源ꎮ目前ꎬ我国物探电法得到了快速发展ꎬ并已经被广泛应用于建筑㊁找矿等多项工作中ꎬ相关专家学者也针对用途㊁功能等各方面需求ꎬ研究出了多种物探电法ꎬ比如ꎬCSAMT法㊁激发极化法等ꎮ这些物探电法具有使用成本低㊁设备运用便捷㊁绿色环保㊁施工灵活等特征ꎬ能够帮助工作人员获得更加精确的数据ꎬ在金属矿勘查ꎬ尤其是金矿勘查中发挥着重要的作用ꎮ四㊁物探技术在矿床勘查中的应用(一)物探技术在复兴金矿应用依据与围岩相比在充电率上蚀变岩型金(化)体明显较高ꎬ而和大理岩电阻率相比明显较低ꎬ火山岩(侏罗系)与大栗子组片岩㊁霏细岩脉ꎬ都表现为低电阻率㊁高充电率的特点ꎬ大连分布于深部ꎬ受硅化因素影响在加强电阻率方面明显高于地面ꎬ导致大栗子组和珍珠门组有电性界面存在于两组之间ꎬ通常而言ꎬ在充电率方面ꎬ片岩相较于大理人明显较高ꎮ然而对于复兴金矿而言ꎬ由于矿化蚀变对片岩造成的影响ꎬ特别是褐铁矿化以及黄铁矿化等因素影响ꎬ增高了充电率ꎬ造成在充电率方面大栗子组片岩相较于珍珠门组大理岩明显较高ꎬ这些显示出利于通过瞬变电磁法进行勘探ꎮ大理岩(珍珠门组)电阻率明显高于片岩(大栗子组)ꎬ可以应用高密度电阻法进行勘探ꎬ与过去的地质资料进行充分结合ꎬ能够对金矿脉的走向与倾向特征充分查明ꎬ更好地了解和掌握金矿矿床的具体信息ꎮ(二)物探技术在复兴金矿勘查中应用效果为了研究分析ꎬ高密度电阻法以及瞬变电磁法勘探过程当中两种方法实际应用效果ꎬ选择316线进行探测试验ꎬ该县已被原有钻探工程所控制ꎮ同时ꎬ对照三号矿体以及高密度电阻率解疑图和钻孔ZK316-1进行对比ꎬ发现上述两种勘探方法在吉林复兴金矿勘查中应用ꎬ都能将的该矿矿体具有的低阻带特征充分反映出来ꎬ同时ꎬ非常吻合已知钻探结果ꎬ显示出物探技术具有很好的勘探作业ꎮ五㊁金矿勘查中各类物探电法的应用(一)激发极化法在金矿勘查中的应用激发极化法是运用电极排列向地面输入电源后ꎬ工作人员可以通过对电源输入瞬间或切断瞬间的观察ꎬ了解附加电场的变化情况ꎮ这种方法主要用于与硫化物伴生金矿的勘查ꎬ运用激发极化效应对二次场进行测量ꎬ从而获得实际的金矿位置等信息ꎮ激发极化法具有不受地形㊁围岩电性差异影响等优点ꎮ现阶段ꎬ该方法已在工程㊁找矿等多方面的工作中受到了重视ꎮ(二)瞬变电磁法在金矿勘查中的应用瞬变电磁法主要是通过对金矿矿山发出一次场ꎬ并在其间歇期间获取地质感应磁场的变化数据ꎬ随后ꎬ结合二次场衰减曲线特征了解金矿情况ꎬ以获得金矿位置信息的方法ꎮ将这以方法应用于金矿勘查工作中ꎬ能够避免受到金矿旁侧地质体的影响ꎬ具有精准度较高㊁能够消除一次场产生的噪声㊁探测深度深等优势ꎮ六㊁结语物探电法是金矿勘查工作中的有效手段之一ꎮ要想充分发挥物探电法在金矿勘查工作中的作用ꎬ就需要工作人员充分了解金矿性质ꎬ在不同类型金矿的勘查中选择适宜的物探电法ꎬ并熟悉各类物探电法的优势和适用范围ꎬ实现物探技术的科学㊁有效应用ꎬ从而开发出更多可利用㊁高品位的金矿ꎮ参考文献:[1]梁学聪ꎬ谢树才.电法勘探在金属矿勘查中的应用探究[J].地球ꎬ2015ꎬ8(8):188-189.[2]中南矿冶学院物探教研室.金属矿电法勘探[M].北京:冶金工业出版社ꎬ2018.作者简介:赵宝峰ꎬ辽宁省物测勘查院有限责任公司ꎮ491。
浅析物探技术在金矿勘查中的应用

浅析物探技术在金矿勘查中的应用发布时间:2021-04-13T10:13:34.010Z 来源:《基层建设》2020年第32期作者:马顺溪[导读] 摘要:当前随着我国经济的高速发展,为了更好满足人们日益增长的需求,对金矿找矿技术进行提升和创新很有必要。
山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队山东省威海市 264209摘要:当前随着我国经济的高速发展,为了更好满足人们日益增长的需求,对金矿找矿技术进行提升和创新很有必要。
金矿的勘查方式有多种,其中物探技术在攻深找盲方面应用最为广泛。
为了充分发挥物探技术的作用,勘探人员须进行现场勘察,了解成矿地质条件。
本文主要阐述分析物探技术在金矿勘查中的应用,指出其不足和提出发展方向。
关键词:物探;金矿;磁法;电法1前言中国幅员辽阔,自然资源丰富,但由于人口较多,人均矿产资源相对较少,随着我国经济的持续快速发展,为了满足经济发展的需求,就需要加大矿产资源的勘查开发力度。
但是中国扩大生产后备资源贫矿多,富矿少,随着我国矿产资源的持续开发利用,各类矿山面临着不同程度的资源危机,加大找矿深度,寻找优势后备资源势在必行,但是找矿深度的不断增加,也使得找矿难度也随之加大,这就为地球物理勘查技术提供了发展空间。
物探技术在金矿的深部勘查和寻找隐伏矿体方面有着显著的指导作用,物探技术发展应用能很好地促进黄金资源的科学合理开发。
2 金矿找矿中的物探技术分类在金矿勘查中,地球物理勘探技术主要包括地面磁法、布格重力法、电法、自然电位法、激发极化法、电磁法、地震法、放射性勘探和各种地下物探方法。
现主要针对下面几种物探找金矿技术进行分析。
2.1 磁法磁法勘查技术有着多重技术优点,磁法勘查能低经济成本迅速地划分地层岩性和有效地质构造等。
磁法勘查技术也是当前理论上最成熟、最有效的一种方法,是金矿勘查中常用的替代方法。
以河北承德某金矿床区域地质特征为例,根据地区地层、构造、岩浆岩地质特征和区域地球物理、地球化学特征,通过高精度直升机航磁测量和地磁测量实现直接勘探,综合利用激电中梯和可控源音频大地电磁测深方法,建立隐伏金矿床综合物探模型,为找出地下隐伏矿体的分布范围和矿体赋存规律提供了依据。
多种地球物理勘测方法在金矿采空区勘查中的应用

多种地球物理勘测方法在金矿采空区勘查中的应用王如喜(山东省第一地质矿产勘查院,山东 济南 250000)摘 要:地球深部勘查技术是剖析深部地质体结构的基础,也是找矿预测、工程建设设计的主要依据,不同的地球物理勘测方法适用的勘测条件不同,其勘测精度及深度也不相同。
为了提高某金矿采空区勘测准确率,本文选择多种地球物理勘测方法进行对比分析,通过钻孔验证:在东耿家调查区综合解译采空区2处,矿化蚀变带1处,裂隙发育区3处;西周各庄调查区综合解译采空区2处;西马台石调查区综合解译采空区4处,裂隙发育区1处。
关键词:地球物理勘测方法;金矿;采空区中图分类号:TD166 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)11-0058-2收稿日期:2019-11作者简介:王如喜,男,生于1985年,汉族,山东济南人,本科,物化探中级工程师,研究方向:地球物理勘探。
山东是我国重要的黄金储备基地,区域金资源丰富,但随着金矿资源的开发与利用,形成了较多的井下采空区,限制了金资源的开发与利用进程,同时造成了一定的安全隐患。
此时,有针对性的查清金矿采矿区位置、范围以及埋深的空间分布规律,不仅有利于进一步设计开采范围,提高资源利用率,还可以有效的预防采矿塌陷等事故的发生[1]。
基于此,本文以某金矿采空区勘查为例,分析多种地球物理勘查方同法在该领域的应用。
1 研究区基本概况为了调查某金矿采空区分布特征,本文选择高密度电阻率法、视电阻率测深法和瞬变电磁法剖面测量对井下深部采空区进行调查研究。
根据该金矿床地质特征,调查范围内地质体分为粘土层、基岩风化层、水、砂岩、花岗岩、石英脉、采空区(充水或不充水)等介质,其中,花岗岩、石英脉等岩浆岩或者黑云角闪花岗闪长质片麻岩的视电阻率较高,一般介于102Ω·m ~105Ω·m,粘土层、砂岩等沉积岩的视电阻率较低,一般为1Ω·m ~103Ω·m ;采空区或者充水的破碎带等部位往往表现为低阻特征[2,3]。
综合物探方法在多金属矿产勘查中的应用研究

综合物探方法在多金属矿产勘查中的应用研究摘要:本文详探讨了综合物探方法在多金属矿产勘查中的应用及效果,特别关注了电磁法、重力法、地震法三种主要物探方法的效果评估,并结合综合物探方法在某矿区的应用案例得出了综合物探方法结合了各种方法的优势,提供了更全面、准确的地下信息,增强了矿产勘查的效果和效率。
虽然已经取得了显著成果,但在数据融合、提高精度和分辨率、优化勘查策略及引入新技术等方面仍有改进的空间。
关键词:综合物探方法;多金属矿产勘查;电磁法;重力法引言:在多金属矿产的勘查过程中,综合物探方法已经成为一种重要的工具。
电磁法、重力法、地震法等各种物探方法各有其独特的优点,但是,综合应用这些方法能够最大限度地提高矿产的探测概率,提供更多的地下信息。
本文将对电磁法、重力法和地震法在多金属矿产勘查中的应用及效果进行评估,并具体对综合物探方法进行了说明。
一、综合物探方法在多金属矿产勘查中的应用(一)电磁法在多金属矿产勘查中的应用及效果评估电磁法是一种基于地球物理特性的地质勘查方法,广泛应用于矿产资源的勘查,包括金属及非金属矿产。
该方法利用地下矿体对电磁场的响应差异,来确定可能存在的矿产位置和深度。
首先,介绍一下电磁法的基本原理。
当电磁波通过地下结构时,不同的岩石和矿石会产生不同的电磁反应。
这些反应可以通过专用的设备进行检测和记录,然后对数据进行处理和解释,以确定地下的岩石类型、结构和可能的矿产位置。
电磁法的主要优点是可以在地表进行操作,不需要对地下进行物理干预,从而大大减少了勘查的时间和成本。
电磁法在多金属矿产勘查中的应用主要体现在其能够有效探测含有导电矿物的矿体,如铜、铅、锌等。
这些矿物在电磁场中具有较高的电导率,因此可以在电磁法的测量结果中产生显著的异常反应,使得找到这些矿体成为可能。
同时,电磁法也能够探测到一些半导电矿物,如某些类型的金、银矿。
在效果评估方面,电磁法在多金属矿产勘查中的应用成果丰富。
一方面,电磁法可以提供关于矿体深度、形状、大小和空间位置的精确信息,从而辅助地质工程师对矿床的解剖和评估。
综合物探方法在金矿勘察中的应用

综合物探方法在金矿勘察中的应用[摘要]矿产勘查的主要目的在于多快好省地发现矿产资源的储存位置和储存规律,是通过少量的经费投入获取较好的地质效果,获取较大的经济效益。
在过去多年的矿产勘查工作中,找矿实例表明在目前的工作中只有将地质、物勘、化探和钻探等多种方法综合起来,并且合理的运用和配合,进而实现良好的配合效果和最佳处理途径。
本文就综合物探方法在金属勘察中的应用进行分析,并探讨其应用优势。
【关键字】金矿;综合物探;勘查近年来,伴随着科学技术的不断发展,各行业在工作中对于矿产资源的需求量不断增加,各种隐患和问题不断涌现,诸如地下水涌入矿坑、矿洞坍塌,这种隐患和问题的产生不但造成采矿成本的增加,甚至给矿工的生命安全带来极大的威胁。
因此需要我们在工作中完善勘察技术、加大勘察力度、优化管理措施,以提高采矿的工作效率和质量,同时保证矿工的生命安全。
一、综合物探概述综合物探即在矿产勘察工作中将地质、化探、物探、钻探等方法综合一起,进行恰当合理的分配,进而实现采矿目标和最佳效果要求。
对于现阶段的矿产勘察工作而言,除了采用必要的地质勘察的前提外,要确保勘察工作的科学性与合理性,保证勘察能够准确、完善的描述出矿产分布规律,以提高矿产开采要求。
在这种工作基础上,很到程度上取决于勘察方法与技术选择是否合理、科学。
因此在工作中我们在强调具体地质问题、经济效益、有效的原则和选择适当的方法技术,要在工作中尽可能的发挥综合物探方法的优势,进而因地适宜的解决现有问题。
二、我国金矿产现状中国丰富的矿产资源是一种总量丰富,种类较为完整的体系。
但是在目前的社会现状中,由于中国人口基数大,人均矿产资源量相对不足。
石油,天然气,铁,铜,钾,钻石和其他重要的矿物质,特别是大宗矿产储量不足或短缺。
中国矿产资源的分布具有以下特点。
1、贫矿多、富矿少在我国已探明矿产储量的为159种矿产产品,如金矿石,铜和一些重要的矿物质,如磷块岩矿床已探明储量最。
论金矿勘查中综合物探方法的应用探析

综合物 探技术 在康古 尔塔格成 矿带找 矿取得 了重大 突破 , 先 后发现 了石英 脉 型金矿 、 浅成 低温 热液型 金矿 、 以铜为 主 的多金属 矿及 铜硫 化物矿 等类 型矿
床。
首先 , 应对 工作地 区 的研 究程度 进行 系统地 了解 , 充 分认 识工作地 区待找 矿床 的地质 、 地 球物 理及地 球化 学特 点 , 对 收集 的资 料进行 分析 、 归纳、 整理 及 成 矿背 景研 究 。 其 次, 应 根据 现有物 探技 术水平 及地 质找矿 过程 中要解 决 的实 际 问题 , 选 择经 济有效 的地 球物理 探查 方法 。 应 根据 工作 区的具 体地质 条件 确 定 物探 目标 物一 与欲寻 找矿 产有某 种关 系 , 从而确 定物 探调查 的 目标物 。 要 保 证 现有地 球 物理方 法技 术能 找到该 目标 物 , 且工作 方法 在经济 上是 合理 的 , 同 时还要注 意 获取系 统 、 完整 的地球 物理 调查 资料 , 这对 全面认 识矿 区地 质体地 球 物理场 特 征和 后续 找矿 工作 十分 重要 。 物探方 法技 术选 择的基 本原则 是 : 方法 技术 的选择 不仅要 重视 其先进 性 , 更要 重视其 针对性 、 适用 性和 经济性 ; 不仅要 重视各种 方法 技术的 组合 , 更要重 视其 有效 配置 ; 不仅要 重 视方 法技 术实施 的 时序 , 更 要重视 其 时效 。 八 结束 语 综合 物探 法在 矿产 勘查 中具 有着 间接 找矿效果 , 尤其 是在金 矿勘查 中效果
平来 看 , 从3×1 的工业 品位 出发 , 当金在地 壳 中的浓 集系 数达 到 ≥6x 1 0 3 时 才可 以成 矿 。 所以, 经 过 了地质 作用 的不少 回富集 之后才 可以形成 金矿 ; 又 因为 金具有 亲硫 陡 , 自然界 中的金通 常都是 金 的硫 化物 , 与硫化 矿物共 生 , 相关 资料
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第55卷㊀第3期2019年5月地质与勘探GEOLOGYANDEXPLORATIONVol.55㊀No.3Mayꎬ2019doi:10.12134/j.dzykt.2019.03.012[收稿日期]2018-06-15ꎻ[改回日期]2019-02-22ꎻ[责任编辑]陈伟军ꎮ[基金项目]中国冶金地质总局山东局2016年度科技研发计划项目资助ꎮ[第一作者]张㊀扬(1984年-)ꎬ男ꎬ2014年毕业于中国地质大学(北京)ꎬ获硕士学位ꎬ工程师ꎬ注册安全工程师ꎬ国家(二级)安全评价师ꎬ主要从事地质勘查安全工程技术应用及安全管理工作ꎮE ̄mail:china_zy1115@163.comꎮ[通讯作者]王㊀璐(1986年-)ꎬ男ꎬ2010年毕业于吉林大学ꎬ工程师ꎬ主要从事地球物理勘查工作ꎮE ̄mail:616102643@qq.comꎮ多物探方法在胶东某金矿采空区勘查中的应用研究张㊀扬1ꎬ王㊀璐1ꎬ刘智慧2ꎬ刘升台1ꎬ梅贞华1ꎬ杜利明1ꎬ林晓晖3ꎬ张建波4(1.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院ꎬ山东济南㊀250000ꎻ2.中国冶金地质总局ꎬ北京㊀100026ꎻ3.中国冶金地质总局二局ꎬ福建福州㊀350000ꎻ4.山东正元建设工程有限责任公司ꎬ山东济南㊀250000)[摘㊀要]近年来ꎬ采空区塌陷事故频发ꎬ采空区勘查重要性越来越高ꎬ为了更有效地开展采空区勘查工作ꎬ在胶东某金矿开展了采空区勘查试验ꎬ探索多物探方法在采空区勘查中的应用效果ꎮ在严重干扰条件下的矿区内开展了瞬变电磁法的多种装置类型㊁直流高密度电阻率法及浅层地震等多种物探方法选择试验ꎮ最终选择了高密度电法及等值反磁通瞬变电磁法进行了试验剖面ꎮ根据钻孔工程验证ꎬ证明了两种方法的有效性ꎬ同时对采空区充水条件的分析ꎬ使得推断结果更合理准确ꎬ对采空区勘查总结了一些经验ꎮ[关键词]㊀金矿㊀采空区㊀高密度电阻率法㊀等值反磁通瞬变电磁法[中图分类号]P618 51ꎻP631㊀㊀[文献标识码]A㊀㊀[文章编号]0495-5331(2019)03-09ZhangYangꎬWangLuꎬLiuZhihuiꎬLiuShengtaiꎬMeiZhenhuaꎬDuLimingꎬLinXiaohuiꎬZhangJianbo.Applicationofmulti-geophysicalmethodsinexplorationofaworked-outareaofgoldminingintheJiaodongregion[J].GeologyandExplorationꎬ2019ꎬ55(3):0809-0817.0㊀引言近年来ꎬ全国因采空区塌陷诱发的各种事故时有发生ꎬ造成了巨大的社会安全隐患和人民生命财产损失(张永双等ꎬ2017)ꎮ采空区作为影响目前矿山安全生产的主要危害源之一ꎬ存在巨大的安全隐患ꎬ研究如何有效解决采空区的勘查问题ꎬ对保护人民财产及人身安全具有重大意义ꎬ有着高度的社会价值(邓超文ꎬ2007ꎻ范亮和荣毅ꎬ2011ꎻ朱亚军和王艳新ꎬ2012)ꎮ就目前的采空区探测技术而言ꎬ在欧美等相对发达国家主要以地球物理勘探为主要手段ꎻ国内目前还是主要依靠传统的钻探工程揭露ꎬ地球物理勘探技术只能起到一定的辅助作用ꎬ未能发挥出先进技术的优势(郭有刚等ꎬ2004ꎻ吕惠进等ꎬ2005ꎻ王华锋等ꎬ2013)ꎮ胶东地区作为重要的金矿资源集中地ꎬ矿山开采活动历史悠久ꎬ因采空区引发的地面㊁道路塌陷及房屋开裂事件频发(胡博文等ꎬ2015)ꎬ如何有效开展采空区勘查的问题较为紧迫ꎬ结合我单位在该地区的工作基础ꎬ本次在胶东某金矿开展采空区勘查综合物探方法的应用研究ꎬ通过在典型剖面上开展多种物探方法实验ꎬ对采空区勘查总结了一些经验ꎮ1㊀试验区概况试验区位于烟台蓬莱市某金矿矿山ꎬ矿山从1993年正式投产ꎬ已开采25年ꎬ之前民采历史可追溯到明末清初ꎬ采空区问题较为严重ꎮ矿区内地形起伏较大ꎬ海拔90~280mꎬ属沿海低山丘陵区(宋明春等ꎬ2007)ꎮ区内采金业发达ꎬ中小型金矿山林立ꎬ电网密布ꎬ各种人文干扰复杂ꎬ开展地球物理工作的条件较为恶劣ꎮ工作区地层简单ꎬ仅见新生代第四纪ꎮ区内构造较为发育ꎬ区内主要的矿脉及矿体的分布基本由断裂构造控制ꎮ区内岩浆岩广泛分布ꎬ主要有新太古代栖霞超单元回龙夼单元㊁元古代玲珑超单元ꎬ中生代郭家岭超单元及中生代燕山晚期的各种脉岩ꎮ矿区出露的主体岩性有二长花岗岩㊁绢英岩化花岗质碎裂岩㊁断层泥㊁绢英岩和石908地质与勘探2019年英脉等及少量第四系松散堆积物等(宋国政等ꎬ2018)ꎮ矿区的主要隔水层为二长花岗岩ꎮ浅表部位有一层基岩裂隙水含水层ꎬ富水性一般较弱ꎬ伴随着深度的增加ꎬ风化程度越来越弱ꎬ逐渐的变化为相对的隔水层ꎮ位于开拓基准面以上ꎬ该含水层空间分布极不均匀ꎬ厚度变化较大ꎬ对深部开采不构成威胁ꎻ由绢英岩化花岗质碎裂岩㊁断层泥㊁绢英岩和含矿石英脉等组成的构造裂隙水含水层ꎬ是矿山开采地段主要的含水层ꎬ同时是直接充水的主要因素ꎮ因此ꎬ该矿床按照充水类型划分ꎬ属于构造裂隙水充水型的矿床(周彦章等ꎬ2008ꎻ宋明春等ꎬ2014)ꎮ目前ꎬ断裂破碎带的构造裂隙水为影响矿坑充水的直接因素ꎬ大气降水渗透是影响矿坑充水的间接因素ꎮ近年来矿山新开采造成的采空区已全部实施了回填处理ꎬ目前危害较大的主要为责任灭失的老采空及旧的民采采坑(张强等ꎬ2006)ꎮ花岗闪长岩㊁玲珑混合花岗岩及金矿石属高阻地质体ꎬ电阻率值在2000Ω m以上ꎬ其它各类岩矿石电阻率相近ꎬ在735~1820Ω m之间ꎬ属中阻岩石ꎻ其中ꎬ碎裂岩为低阻岩石ꎬ明显低于围岩的电阻率ꎮ因此ꎬ胶东西部各类岩石之间存在明显的电阻率差异ꎬ其特征如下:郭家岭花岗闪长岩㊁玲珑岩体为高阻岩石ꎬ具有高阻电阻率异常特征ꎻ金矿石为高阻特征ꎬ由于矿体受断裂破碎带的控制ꎬ使岩石破碎呈现低阻特征ꎻ二者之间存在较为显著的电性特征差异ꎬ具体表现为:矿体所体现的电阻率值应该呈低阻中的相对高阻特征ꎻ断裂构造由于岩石破碎和断层泥充填ꎬ使得电阻率值明显低于围岩ꎬ因此在电性上呈低阻异常特征(曲少飞ꎬ2008ꎻ董健等ꎬ2018)ꎮ从大柳行金矿收集的资料来看ꎬ矿区内分布的中生代石英脉具高阻特征ꎬ电阻率在9000Ω m以上ꎬ花岗岩类呈中阻特征ꎬ电阻率在3000~4000Ω m之间ꎬ碎裂岩类呈低阻特征ꎬ电阻率小于1000Ω mꎬ本区分布的各类岩性存在电性差异ꎬ具备开展高密度直流电阻率法㊁瞬变电磁法等地球物理勘查的物性条件(刘国兴ꎬ2005ꎻ江玉乐等ꎬ2007)ꎮ2㊀方法选择考虑到本次试验区属于重干扰区ꎬ电磁干扰等较为强烈ꎬ在试验正式开展前先进行了方法选择试验ꎬ寻找出能够适应场地条件的地球物理勘查方法或方法组合ꎮ2 1㊀瞬变电磁大定源装置试验本次瞬变电磁大定源装置测量采用美国ZONGE公司生产的GDP32电法工作站ꎬ发射系统由30千瓦发电机㊁发射机(GGT-10)和发射机控制器(XMT-32S)组成ꎬ接收机为GDP32II接收机ꎬ采用TEM-70k磁探头ꎮ发射框(Tx)布设为边长200m的正方形ꎮ接收TEM探头(Rx)国产T-7K瞬变电磁探头ꎬ等效面积设为2500m2ꎬ平均发射电流16Aꎮ本区有十几家大小矿山处在生产状态ꎬ区内高压线林立ꎬ地下管线较多ꎬ属于电磁干扰严重地区ꎬ从采集到的原始数据电磁响应信号衰减异常ꎬ外部干扰信号能量较大ꎬ难以采集到足够的有效信息ꎬ数据可信度较差ꎬ不能满足正常观测的要求ꎮ2 2㊀瞬变电磁中心回线装置本次瞬变电磁中心回线装置测量采用澳大利亚Alpha公司生产的TerraTEM瞬变电磁仪ꎬ具有多道㊁数字发射机和接收机一体化㊁自选时窗等功能ꎬ仪器的稳定性和抗干扰能力较好(金中国和邹林ꎬ2002ꎻ周平和施俊法ꎬ2007ꎻ孙怀凤等ꎬ2016)ꎮ发射框Tx边长使用了50ˑ50m单匝ꎬ点距20mꎮ接收线圈采用了0 5ˑ0 5m(500匝ꎬ等效面积125m2)ꎮ发射电流均在9A左右ꎬ叠加次数16次ꎮ本次试验采集到的原始数据曲线图(图1)ꎮ为了进行对比ꎬ我们又在远离矿区ꎬ没有高压线干扰的地区进行了对比试验ꎬ采集到的原始数据曲线图(图2):从图1和图22条电磁响应曲线看ꎬ在矿区内的测量结果与无干扰地区的测量结果相比ꎬ数据的稳定性差ꎬ电磁信号衰减趋势有较多跳点㊁畸变点ꎬ数据质量差ꎬ无法较好的解决电磁干扰的问题ꎬ无法满足工作要求ꎮ2 3㊀瞬变电磁等值反磁通装置HPTEM-08等值反磁通瞬变电磁系统ꎬ它包括HPTEM天线㊁仪器主机㊁12V外接电池和操作PC组成ꎮ采集参数:等值反磁通瞬变电磁法选择半径为1m左右的发射线圈(简称 微线圈 )ꎬ最大发射电流达30Aꎮ接收天线为内置HPTEM天线ꎬ采用24bitꎬ625ksps的采样率(采样间隔1 6μs)ꎬ以多周期叠加采样取平均值作为实测记录信号ꎮ数据处理:采用曲线拟合的方法进行滤波ꎬ保留018第3期张㊀扬等:多物探方法在胶东某金矿采空区勘查中的应用研究图1㊀瞬变电磁响应曲线(Tx:50ˑ50mꎬ矿区内)Fig.1㊀Transientelectromagneticresponsecurve(Tx:50ˑ50mꎬmine)1-原始观测数据ꎻ2ꎬ3ꎬ4-重复观测数据1-rawdataꎻ2ꎬ3ꎬ4-repeatedmeasuringdata图2㊀瞬变电磁响应曲线(Tx:50ˑ50mꎬ无干扰地区)Fig.2㊀Transientelectromagneticresponsecurve(Tx:50ˑ50mꎬnondisturbingarea)1-原始观测数据ꎻ2-重复观测数据1-rawdataꎻ2-repeatedmeasuringdata数据的整体性ң使用5DTEM软件进行反演计算ꎬ对单点数据进行一维反演ꎬ同时对多点数据进行拟二维剖面联合反演(武军杰ꎬ2015)ꎮ该系统使用了等值反磁通的方法ꎬ可以起到消除收发线圈之间的耦合效应的作用ꎻ利用对偶中心耦合原理提高横向分辨率ꎮ它很好地解决了瞬变电磁浅层测量 盲区 以及抗电磁干扰弱的问题(李文尧ꎬ2010ꎻ韩进国等ꎬ2018)ꎮ零磁通面接收纯二次场ꎬ中心耦合优势ꎻ高密度小间隔采样ꎬ根据探测分辨率要求灵活抽道ꎮ抗干扰能力强ꎬ数据准确度更高ꎬ纵向分辨率更高ꎬ观察实测衰减曲线(图3)ꎬ数据质量满足工作需要ꎮ118地质与勘探2019年图3㊀等磁反磁通瞬变电磁法接收信号免受一次场干扰(矿㊀㊀㊀区内实测)Fig.3㊀OCTEMreceivingsignalfromprimaryfieldinter ̄㊀㊀㊀ference(measuredinminingarea)2 4㊀浅层地震(地震映像)本次浅层地震测量工作采用SE2404EP型数字工程地震探测仪ꎬ采用单道地震反射波法(又称为地震映像法)ꎮ测量前进行了波场调查ꎬ偏移距测试等工作ꎬ震源使用锤击震源(葛双成等ꎬ2008)ꎮ受本区地下采矿活动影响ꎬ地下干扰震动剧烈且频繁ꎬ采集到的信号质量差ꎬ同相轴显示不明显ꎬ难以分辨有效信息与干扰信息ꎬ使用地震方法在本区效果不理想ꎮ2 5㊀高密度电法试验本次高密度试验在已知民采空硐上布设高密度直流电阻率试验剖面一条ꎮ采集参数:本次试验剖面采用了温纳装置ꎬ电极排列方式为分布式ꎬ最大供电电压250Vꎮ电极距20mꎬ最大隔离系数16(祁民等ꎬ2006ꎻ马德锡等ꎬ2008)ꎮ数据处理:将传出的数据逐层检查ң对突变点进行三点圆滑ң加入地形点高程数据ң将数据整理成反演格式ң二维反演采用GDF5 0二维电法反演软件ꎬ把实测视电阻率数据和地形数据整理成反演数据文件ꎬ采用水平柱状体组合模型进行最小二乘反演ꎬ最终得到带地形的反演成果(董浩斌和王传雷ꎬ2003ꎻ郭秀军等ꎬ2004ꎻ杨振威ꎬ2012)ꎮ图4㊀试验剖面电阻率反演断面图Fig.4㊀Sectionalmapoftheresistivityinversionofthetestsection218第3期张㊀扬等:多物探方法在胶东某金矿采空区勘查中的应用研究在试验剖面中部点距10m和点距20m的拟断面等值线均呈现扭曲并收缩特点ꎬ反演断面图上(图4)同时呈现浅层电性特征反映为高阻ꎬ深部反映为次高阻区的变化ꎮ此处地表以下为埋深在4m左右的民采平硐ꎬ硐口约3ˑ2mꎮ深部的次高阻区推测为基岩面ꎬ深部的低阻区推测为破碎带或含水空区ꎮ综合以上五种方法的试验效果ꎬ为了达到最好的探测效果ꎬ最终选择了使用高密度电法与等值反磁通瞬变电磁相结合的方法开展进一步的试验工作ꎮ既能够在浅部和深部同时得到可靠的高分辨率信息ꎬ又具有很好的抗电磁干扰能力(王启军等ꎬ2009)ꎮ3㊀试验情况3 1㊀高密度电法试验剖面本次试验选择已知信息较多的地区ꎬ完成了高密度电法试验剖面1条ꎬ剖面沿北东方向布设ꎬ编号为1号测线ꎮ剖面成果解释如下(图5):图5㊀1线地质物探综合剖面图Fig.5㊀1linegeologicalgeophysicalcomprehensiveprofile1-矿脉ꎻ2-推断采空区ꎻ3-钻孔验证采空区ꎻ4-验证钻孔1-veinsꎻ2-inferredgoafꎻ3-drillingverifiedgoafꎻ4-verifydrilling在1线550~630m㊁640~690m和330~410m处分布有ck1㊁ck2和ck3高阻和低阻异常ꎬ电阻率在3200Ω m~6400Ω m和400Ω m~800Ω m之间变化ꎬck1㊁ck2㊁ck3异常地表附近出露有多条矿化带并ck2南100m有已知民采井JK13Cꎬ据此推测ck2异常为已知采空区引起ꎬck3为破碎带或含水空区引起ꎬck1异常为隐伏采空区引起ꎮck1㊁ck2异常顶部埋深一般20~40m左右ꎬck3异常顶部埋深在50m左右ꎮ为了查验推断的电法异常ꎬ施工验证钻孔一个ꎬ孔深260mꎬ钻孔倾角70ʎꎬ倾向北西ꎮ经钻探工程验证共揭露断层一处ꎬ采空区三处ꎬ在揭露的断层和采空区处实测拟断面等值线和反演断面等值线均具扭曲和收缩特点ꎬ所处深度与物探解译318地质与勘探2019年深度基本一致ꎮ其中断层位于39 5~43 6mꎬ岩性为弱褐铁矿化碎裂花岗岩ꎬ岩心采取率为89%ꎬ该断层处在1线ck2已知采空区相对高阻异常上ꎬ电阻率值在3200Ω m~6400Ω mꎬ钻探揭露断层深度与推断ck2异常顶部埋深在20~40m之间相近ꎮ在120 3~122 3m为采空区ꎬ岩性主要为绿泥石化和高岭土化ꎬ岩芯破碎ꎬ蚀变较强ꎬ岩心平均采取率为25%ꎻ在140~141 8m为采空区ꎬ岩性为花岗岩ꎬ岩心破碎ꎬ呈棱角状ꎬ以上两处采空区处在1线ck1已知采空区相对高阻异常上ꎬ电阻率值在3200Ω m~6400Ω mꎬ钻探揭露采空区与推断ck1异常相近ꎮ通过钻探验证工作得出以下结论:物探推断的采空区位置与钻探验证见采空区位置基本一致ꎬ证实了高密度直流电阻率法在本区采空区调查中方法有效ꎬ在金矿采空区调查中高密度直流电阻率法是一种可靠的技术ꎮ3 2㊀瞬变电磁等值反磁通试验剖面完成瞬变电磁法剖面1条ꎬ剖面沿北东方向展布ꎬ编号为2号测线ꎮ剖面成果解释如下(图6):图6㊀2线地质物探综合剖面图Fig.6㊀GeologicalgeophysicalcomprehensiveprofilealongthesurveylineNo.21-推断采空区ꎻ2-钻孔验证采空区ꎻ3-验证钻孔ꎻ4-强风化层界面1-inferredgoafꎻ2-drillingverifiedgoafꎻ3-verifydrillingꎻ4-stronglyweatheringlayerinterface共推断有4个采空影响范围或破碎岩体ꎬ其中心埋深在90~138m变化ꎬ电阻率在300Ω m~1100Ω m变化ꎬ4个异常影响范围大致分布在12线的375~436m㊁580~645m㊁765~820m㊁945~1035mꎬ表现为低阻异常ꎬ其中在地表400~440m为已知竖井大致范围ꎮ在剖面1060m处施工了验证钻孔一个ꎬ深240mꎬ倾向北西ꎬ倾角70ʎꎮ钻探工程共揭露采空区三处ꎬ在揭露的采空区处反演断面等值线具扭曲和收缩特点ꎬ所处深度与物探解译深度基本一致ꎮ其中在162 6~164 5m为采空区ꎬ岩性主要为黑云母斜长花岗岩ꎻ197 7~199 4m为采空区ꎬ岩性主要为伟晶岩ꎻ204 2~206 1m为采空区ꎬ岩性主要为含黄铁矿黑云母斜长花岗岩ꎮ岩心平均采取率为30%ꎮ以上三处采空区均处在2线相对低阻异常上ꎬ电阻率值在1000Ω m左右ꎮ钻探工程揭露的采空区在埋深和位置上与推断418第3期张㊀扬等:多物探方法在胶东某金矿采空区勘查中的应用研究的采空区异常大致相同ꎬ通过钻探验证工作可知:物探推断采空区位置与钻探验证较为符合ꎬ证实等值反磁通瞬变电磁法在本区采空区调查中方法有效ꎬ并可以降低工频干扰ꎬ在本区采空区勘探中该法有较好的应用效果ꎮ3 3㊀地下采空区充水分析由于试验区矿段-490m标高以上矿体基本采空ꎬ矿山对采空区及时进行了尾砂胶结充填和高水固结充填ꎬ充填回水直接随采场回水井汇入排水系统ꎮ目前影响矿坑充水的直接因素是断裂破碎带ꎬ间接因素为大气降水渗透ꎬ现两矿段巷道已打通ꎬ-500m以上地下水已疏干ꎮ在本试验区范围内ꎬ深度200m以浅的地下采空区充填地下水的可能性不大ꎬ在此区域之外的民采空区有可能充填地下水ꎮ因此ꎬ对于试验区矿段范围以外的低阻区要关注它的含水性ꎮ4㊀结论依据不同地电条件分别选择不同的物探方法ꎬ钻探验证达到了预期的目的ꎬ高密度直流电阻率法和等值反磁通瞬变电磁法在本区采空区调查中方法有效ꎬ同时等值反磁通瞬变电磁法可以降低工频干扰ꎮ两种方法在本区采空区调查中均有较好的应用效果ꎮ通过对第四系覆盖和蓄水影响的综合分析ꎬ使得成果资料的解释更合理化ꎬ经验证后也证明了推断的准确性ꎬ这对采空区物探的资料解释是一个很好的启发ꎮ采空区一般多为场地较复杂的地区ꎬ异常的形成原因及影响因素较多ꎬ由于边界条件的限制不足ꎬ已知信息有限的情况下ꎬ地球物理勘查的成果本身就具有多解性ꎬ这对资料处理解释提出了更高的要求ꎮ[References]DengChaowen.2007.Theprincipleandapplicationofelectricalimagingsurveys[J].JournalofShaoguanCollege-TheNaturalSciencesꎬ28(6):65-67(inChinesewithEnglishabstract).DongHaobinꎬWangChuanlei.2003.Developmentandapplicationofhigh-resistivityelectricaltechnique[J].EarthScienceFrontiersꎬ10(1):171-176(inChinesewithEnglishabstract).DongJianꎬChenLeiꎬZhangGuili.2018.CharacteristicsofgeophysicalfieldsaroundgolddepositsintheXiadianregionꎬShandongProvince[J].GeologyandExplorationꎬ54(1):138-147(inChinesewithEnglishabstract).FanLiangꎬQianRongyi.2011.Applicationoftransientelectro-magnet 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̄nalysisonthewaterfillingconditionmadetheinferenceconclusionsfromthesurveymorereasonableandaccurate.Keywords:goldmineꎬworked-outareaꎬhighdensityresistivitymethodꎬOCTEM718。