電法勘探法在礦山水文地質(zhì)勘查中的應用

張嵐峰 楊朋祥 段小剛

摘要：電法勘探法主要分為三個階段，其分別是激發(fā)極化階段、瞬變電磁階段及可控源電磁波階段。瞬變電磁階段通過瞬變電磁數(shù)據(jù)來分析礦石的準確位置，該方法能夠探測出礦石的位置，且同時可以避免受到礦石附近其他的礦體影響?？煽卦措姶挪ㄍㄟ^改變工作頻率，不需要改變其他工作條件，可以獲得被勘探對象的具體幾何尺寸。本文主要分析了在控礦構(gòu)造與非控礦構(gòu)造的水文地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)勘查與評價。

關(guān)鍵詞：電法勘探法;礦山;水文地質(zhì)勘查;應用

1引言

在水文地質(zhì)中開采礦產(chǎn)資源時，地球物理探測方法是必不可少的。特別是在復雜和惡劣的礦山環(huán)境中，可以準確的獲取圍巖和礦體的空間位置。水文地質(zhì)勘探中礦物的孔隙含水性會影響視電阻率的大小，本文正是基于礦物產(chǎn)生的電性差異，綜合空間電場的理論，繪制出礦區(qū)水文地質(zhì)實際剖面圖像，實現(xiàn)查明礦區(qū)地下所含多種礦物構(gòu)造的目的。

2礦山水文地質(zhì)勘查工作概述

水文地質(zhì)勘查是一項綜合性很強的工作?？辈靸?nèi)容主要包括：（1）自然地理條件。在進行水文地質(zhì)勘查中，自然地理條件是最重要內(nèi)容，需要勘察的主要有地形地貌和地質(zhì)水文特征。地形地貌主要指工程所實施區(qū)域內(nèi)及其周邊區(qū)域的平原和水系等具體情況，勘察此片地貌是否被侵蝕及被侵蝕程度、地形開闊程度等;而水文特征是指在工程區(qū)域范圍和周邊區(qū)域內(nèi)內(nèi)的氣候，濕度和降水等情況。（2）地質(zhì)條件。巖土水文地質(zhì)條件對于工程基礎(chǔ)設(shè)計與建設(shè)工作的質(zhì)量產(chǎn)生最直接的影響，對工程總體結(jié)構(gòu)的安全性，穩(wěn)定性以及耐久性同樣有較大影響。對于地質(zhì)條件地勘查刻不容緩。（3）地下水位。在工程施工期間，由于地下水位不斷地變化，則會相應出現(xiàn)一系列地基下沉、變形等問題，所以也要注意地下水位地勘查工作。對地下水位進行勘查時，需要對3-5年內(nèi)出現(xiàn)的最高水位，最低水位和全年水位變化等情況進行勘測。

（4）含水層和隔水層。含水層和隔水層的勘查主要涵蓋了：①地下水類型;②水位變化幅度;③地下水流向;④含水層深度;⑤含水層厚度;⑥含水層分布。在進行所有數(shù)據(jù)地勘察后，結(jié)合上述數(shù)據(jù)對地層滲透系數(shù)，水文地質(zhì)和工程基礎(chǔ)材料的腐蝕程度進行分析。

3電法勘探法

電法勘探是以巖石或礦石的電性差異為基礎(chǔ)，研究分析和其電性差異有關(guān)的電場和電磁場的分布特點和變化規(guī)律，以此來勘查地層構(gòu)造和尋找有用金屬、油等礦產(chǎn)的一類地球物理勘探方法。在地質(zhì)工作中，電法勘探是金屬礦床勘查的重要手段之一。電法勘探主要是通過檢測不同礦體對儀器發(fā)射的電磁波不同的反應情況，用來對所勘探地進行反饋資料分析，從而找出被人們所需要的礦產(chǎn)資源?，F(xiàn)今，我國在金屬勘探方面的勘探技術(shù)正在高速發(fā)展，勘探技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域的科研人員進行專項研究，研究出根據(jù)不同地域，不同需求的電法勘探方法，比如電阻率法、CSAMT法、激光極化法、瞬間電磁法等多種電法勘探方法?？傮w來說，電法勘探有著低投資、低風險、高效率、設(shè)施方便拆卸重復利用等眾多優(yōu)勢，使用物探電法獲得的勘測結(jié)果詳細分明、探測得到的結(jié)論更精準，所以物探電法在金屬勘查中有不可代替的地位，有廣闊的應用前景。

4電法勘探法在礦山水文地質(zhì)勘查中的應用

隨著當前經(jīng)濟的飛速發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)能力與礦產(chǎn)資源需求之間的矛盾尤為突出，為了更好的保障礦山勘查工作的效果，結(jié)合地球物探方法對礦山水文地質(zhì)進行優(yōu)化設(shè)計。在總結(jié)了當前礦山地質(zhì)設(shè)計過程中常見的電磁測量、放射性測量術(shù)、礦地震勘探等技術(shù)等常用的勘探結(jié)束和方法在地質(zhì)信息采集和設(shè)計中的應用現(xiàn)狀以及優(yōu)缺點后，較為全面地闡述上述方法的使用價值，根據(jù)實際情況了解和掌握礦山水文地質(zhì)設(shè)計工作中的重點和難點，提出結(jié)合地球物探方法找到礦山水文地質(zhì)設(shè)計方法。通過對以上方法的調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)在礦山水文地質(zhì)勘查設(shè)計中整體性相對較好的技術(shù)仍處于地球物理方法技術(shù)。通過大量的調(diào)查和對比分析發(fā)現(xiàn)，電法勘探法有較強的時效性，準確性，在當前的礦產(chǎn)勘查中具有十分廣闊的應用前景。

4.1控礦構(gòu)造的水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)勘查應用

控礦構(gòu)造的水文地質(zhì)環(huán)境是指基本條件可控，地形地貌并不復雜，其地質(zhì)環(huán)境有利于進行勘查。很多控礦構(gòu)造的水文地質(zhì)一般都會受到與鄰近巖石有電性差異，使其受到熱液作用，產(chǎn)生新的物理化學條件，使原來的礦石結(jié)構(gòu)，構(gòu)造和成分相對應的發(fā)生一些改變構(gòu)成新的礦石組合。所以，在控礦構(gòu)造的水文地質(zhì)中，使用本文提到的電法勘探法進行水文地質(zhì)勘探作業(yè)。例如我國的山東萊州市玲瓏地區(qū)水文地質(zhì)，其部分地質(zhì)主體受到經(jīng)過蝕變以硅化為主的糜棱巖的影響，因此，在勘探的過程中，作業(yè)人員可以最先使用低電阻率法將具有蝕變的糜棱巖的范圍劃定，然后采用高電阻率法，利用電法勘探法激發(fā)極化階段將礦石范圍縮小，最終找出其具體的地質(zhì)水文結(jié)構(gòu)。

4.2非控礦構(gòu)造水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)勘查應用

非控礦構(gòu)造的水文地質(zhì)環(huán)境中，大多受硫化物的影響，其可控源電磁波產(chǎn)生較大的阻抗，其次在各種形態(tài)的巖石礦床中，硫化礦床中未受到氧化或者輕度氧化的礦石占主導地位，其中以黃鐵礦為首所占比例最多，其次則是磁黃鐵礦、毒砂等礦石。這種類型的礦山石往往一般存在電阻率相對比較低而極化率則相對比較高，能夠與相鄰的礦石之間產(chǎn)生一定量的復電性差，通過復電性差進行硫化物伴生的礦山勘查。利用各種巖石之間存在著不同的電場，從而使用物探電法中的激發(fā)極化階段就可以將所勘探的目標準確的標記出來，并通過電場所反饋的信息進行準確的數(shù)據(jù)分析。將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，利用成像技術(shù)將數(shù)字信號呈現(xiàn)在顯示器中，通過計算機系統(tǒng)對信號進行研判，從而獲得硫化物伴生的礦山信息。

4.3實例應用分析

以礦區(qū)水文地質(zhì)具體勘探工作為例，采用電法勘探技術(shù)在復雜的水文地質(zhì)中進行勘探，準確的測量出礦物中所含物質(zhì)的屬性，選擇的礦山長度為26km，礦體寬度為8km，測量的礦體面積大約為180km2，所研究的礦區(qū)可開采礦產(chǎn)資源面積比較大。不同類型的地下礦床勘測方法是不一樣的，在特殊的地區(qū)進行勘測時，利用電法勘探測量出的結(jié)果對巖（礦）石電場進行計算，分辨出礦層中所含物質(zhì)的屬性，準確找出礦體資源的種類。在尋找礦區(qū)地下資源時要對地區(qū)的礦體結(jié)構(gòu)和特征進行深度的了解。在運用圖像上的電磁場變化曲線尋找礦產(chǎn)資源?？茖W的采用合理的方法進行勘測。因為礦區(qū)水文地質(zhì)勘探中的工作環(huán)境惡劣，地質(zhì)條件和水下礦層的構(gòu)造比較復雜。不同地區(qū)的水下礦區(qū)構(gòu)造是不一樣的，由于勘探條件有限，電法勘探可以根據(jù)不同地區(qū)的地質(zhì)情況在規(guī)定的范圍內(nèi)測量出礦區(qū)物質(zhì)的種類。具體表現(xiàn)在以下幾個方面;地質(zhì)條件不一樣礦物構(gòu)造的等級不同，根據(jù)電法勘探出的剖面圖像測量出礦體的位置，可以準確的測量出礦物中所含物質(zhì)的屬性。在水文地質(zhì)勘探工作開展時，要測量出準確的數(shù)據(jù)。在礦體較多的地方布設(shè)主要的構(gòu)造線，進行實時的監(jiān)控，使用頻率發(fā)射器，根據(jù)探測曲線的數(shù)據(jù)，對所在礦區(qū)礦物的種類進行解析。電法勘探可以深度的了解礦區(qū)情況，即使在復雜的地區(qū)環(huán)境中都可以使用電法勘探對礦區(qū)進行了解，結(jié)合其他的探測方法，找出礦區(qū)資源的所在地。

5結(jié)束語

在比較復雜的環(huán)境中，可以利用電法勘探進行勘探。這種勘測方式可以充分的反應出地下礦區(qū)的礦物分層屬性。在對礦層勘探的時候，電法勘探所反應出的礦體頻率準確度極高，可以準確的找出地下礦區(qū)的礦體資源，對解析磁場強度有一定的作用。電磁勘探方法是礦區(qū)水文地質(zhì)勘探中必不可少的技術(shù)手段。

參考文獻

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（作者單位：遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊有限責任公司）