坑道瞬變電磁法在云南某銅礦的試驗

程瑞紅，李文堯，黎德超

(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； 2. 深圳市亞泰克時代科技有限公司，廣東 深圳 518031)

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坑道瞬變電磁法在云南某銅礦的試驗

程瑞紅1，李文堯1，黎德超2

(1. 昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； 2. 深圳市亞泰克時代科技有限公司，廣東 深圳 518031)

通過模型實驗以及在云南某已知銅礦的坑道內試驗來研究坑道瞬變電磁應用的有效性。模型實驗觀測到由模型體引起的單峰正二次電位異常曲線。在云南某已知銅礦的坑道內進行剖面試驗，試驗結果與模型實驗曲線形態一致，說明坑道瞬變電磁法的找礦試驗是有效的。

坑道瞬變電磁法；模型實驗；銅礦試驗；有效性

瞬變電磁法簡稱TEM，他是利用接地或不接地回線向地下發射脈沖式一次電磁場，用線圈觀測由該脈沖電磁場感應的地下渦流產生的二次電磁場的空間和時間分布，從而來解決有關地質問題的時間域電磁法[1]。隨著瞬變電磁法的發展，瞬變電磁法不僅僅局限于在地表開展工作，在探測深部礦床中，國外的地—井瞬變電磁法已成為常規勘查方法[2]。目前，地表瞬變電磁法已經做了大量的工作，幾乎涉及了勘探地球物理的所有領域，并取得了良好的成果[3]；井中瞬變電磁法在理論及應用方面也做了大量的研究工作[4]，而地下坑道瞬變電磁法只是在隧道地質災害超前預報、探水[5]等方面有應用，在找礦方面并沒有應用報道。所以有必要對運用坑道瞬變電磁法進行找礦的有效性進行研究。

1 地質特征

礦區地處中咱微陸塊西側邊緣，夾持于金沙江結合帶和鄉城—中甸島弧帶之間[6]。礦區內出露的地層為古生界泥盆系中(D2)、下統(D1)，地層走向近南北向，傾向東，傾角40(°)～55(°)。礦區為一傾向東的單斜構造，褶皺構造不發育。區域內巖漿活動不強，僅少部分地區有小煌斑巖脈分布。銅礦體位于中泥盆統下段(D21)灰黑色白云巖中，受層位及巖性控制，銅礦體呈層狀或似層狀產出，產狀與巖層產狀基本一致。KT1礦體為區內主要礦體，呈近南北向展布，傾向東，傾角40(°)～50(°)，礦體南北長約3 km，東西長約幾百米，礦體厚度約1～10 m，銅的品位在1%左右。礦區內主要的礦石礦物為黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦；礦石構造多為團塊狀、脈狀、網脈狀；脈石礦物主要為白云巖、方解石以及石英等。礦區礦床成因屬于沉積—改造型銅礦床[6]。

2 地球物理特征

本次試驗所測的巖礦石電性參數見表1。

表1 礦區電性參數特征統計

由表1分析可知，團塊狀、脈狀、網脈狀銅礦石與圍巖等存在2～3個數量級的電性差異，團塊狀、脈狀、網脈狀銅礦石表現為低電阻率，測區內圍巖則表現為高電阻率。礦區內圍巖和礦體存在明顯的電性差異，具備開展坑道瞬變電磁法工作的前提條件。

3 坑道瞬變電磁法試驗

3.1 模型實驗結果

為了進一步探討坑道內礦體引起的二次電位異常曲線的特點，進行瞬變電磁模型實驗。實驗結果見圖1。

圖1 模型實驗二次電位多測道曲線

實驗結果顯示：模型體位于5～8號點之間，引起的二次電位異常位于4～8號點之間，在二次電位多測道曲線中6～13道的電位明顯升高，1～6道異常不明顯，異常寬約0.8 m，為正異常，異常曲線為單峰曲線，在模型中心位置異常值最大。

3.2 在已知銅礦體的坑道內試驗

選擇在云南某已知銅礦的南一號坑道內進行試驗。試驗選擇在垂直于礦體走向且已知銅礦的坑道內進行。試驗結果見圖2。

電位多測道曲線在背景段電位曲線較為平穩，在坑道內礦體部位，二次電位值升高明顯。坑道內銅礦體位于3～5號點，鉛礦體位于10～11號點。銅礦體引起的異常位于1～5號點之間，鉛礦體引起的異常位于10～12號點之間。在礦體位置出現明顯的二次電位異常，異常為單峰正異常曲線。在幾乎各個測道上均有二次電位高值，二次電位異常曲線形態與模型實驗的二次電位曲線形態一致，異常是由礦體引起的。15、20、24、26、29～31、35號點異常值較小，僅在11～15道存在異常。由于坑道內存在鐵器，二次電位異常是由鐵器引起的。

圖2 南一號坑道二次電位多測道曲線

4 結 語

模型實驗結果顯示，使用傾斜的薄鋁板來模擬坑道內傾斜的銅礦體，測線布置于鋁板中心平面上，通過鋁板中心點且垂直模型走向，瞬變電磁法獲得的二次電位異常為單峰正異常。在已知銅礦的坑道內試驗結果與模型實驗結果一致，表明采用坑道瞬變電磁法對銅礦體進行探測是有效的。

[1] 牛之璉. 時間域電磁法原理[M]. 長沙: 中南大學出版社, 2007.

[2] 呂國印. 瞬變電磁法的現狀與發展趨勢[J]. 物探化探計算技術, 2007(s1): 111-115.

[3] 李貅. 瞬變電磁法擬地震偏移成像研究[M]. 北京: 科學出版社, 2013.

[4] 尹奇峰, 于景邨, 潘冬明, 等. 瞬變電磁法在礦井超前探測中的研究與應用[C]//第十屆中國國際地球電磁學術討論會論文集. 南昌[出版者不詳], 2011.

[5] 陳載林, 黃臨平, 陳玉梁. 我國瞬變電磁法應用綜述[J]. 鈾礦地質, 2010, 26(1): 51-54.

[6] 孔悅, 李傳班, 王建設. 云南德欽拖頂銅礦成礦地質條件分析[J]. 有色金屬工程, 2015, 5(3): 78-82.

An Experiment of tunnel TEM in a Copper mine of Yunnan province

CHENG Ruihong1, LI Wenyao1, LI Dechao2

(1.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China; 2.TheShenzhenAteckTechnologyCo.Ltd.,Shenzhen，Guangdong518022,China)

TEM has been made in a lot of research in the application of the mineral exploration, but Tunnel TEM is not yet reported. In this paper, we did model experiment and a test in the tunnel which is known as copper ore body to study the effectiveness of the tunnel TEM application. The experiment is observed in obvious secondary potential abnormal caused by model. Secondary potential abnormal curve is single peak positive abnormal curve. Sectional tests of tunnel TEM conducted is a known ore body tunnel in Yunnan. The experimental results show that the abnormal curve of the secondary potential is consistent with the experimental curve of the model. It explains that tunnel TEM is effective in mineral exploration.

Tunnel TEM; Model experiment; Test of copper mine; Effectiveness

2016-10-12

中國地質調查局項目(12120115036001)

程瑞紅(1990-)，男，四川南充人，在讀碩士研究生，研究方向：勘查地球物理，手機：17748063197，E-mail：449685335@qq.com；通訊作者：李文堯(1961-)，男，云南昆明人，教授，研究方向：瞬變電磁，E-mail：liwenyao@kmust.edu.cn.

P631.325;P618.41

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.040