大地電磁測深法在礦山地質構造探測中的應用

杜鈴鈴

（河北省煤田地質局水文地質隊，河北 邯鄲 056000）

1 礦山地質概況及地球物理方法特征

1.1 礦層

礦區位于華北斷邊緣，北部為燕山山脈東段，南部為華北平原北端濱海沖積平原，東臨渤海。大部分礦區基巖裸露，出露礦層為太古界、下元古界、燕山期礦體及元古界礦體，礦區處于中朝準地臺（Ⅰ級）、燕山臺褶帶（Ⅱ級）、山海關臺拱（Ⅲ）構造單內，地處燕山構造帶的東端，華北地帶的北部邊緣[1]。

1.2 地球物理特征

第四系沖洪積為低阻礦層，常見值為小于400Ω·m。太古界電阻率一般在500Ω·m～2000Ω·m左右。礦區內以燕山期產生的礦體為主要礦體類型復雜，基性、中性、酸性、堿性類等[2]。阻率值大于3000Ω·m。說明太古界與第四系電性在曲線上反映為低阻。燕山期產生的礦體可看作礦區高阻電性標志層。本次工作就是了解礦體的電性特征，與地質地層的電性特征有明顯的電性差異，可以區別和分辨[3]。

2 使用儀器

2.1 使用儀器

在大地電磁測深法施工前，先對MTU-5主機、磁棒進行標定，標定通過后即投入野外試驗。野外儀器試驗因素包括：發射機、MTU-5主機和磁棒的穩定性檢測；三個磁棒一致性檢測。試驗結果表明儀器穩定性和一致性良好。

2.2 礦上電磁測量試驗工作

①接收電極距60m；②固定增益選擇低增益（Low Gain）；③觀測時間選用連線觀測不小于8個小時。

這些生產因素充分保證了有用信號的強度和分辨率，探測深度可達5000m。通過試驗工作，對礦區電法勘查施工參數有了較深入的了解。

3 資料解釋

3.1 D1線電阻率反演

圖1 大地電磁測量電阻率等值線圖

該測線共布設14個測點，點距1000m，剖面長度15000m。地表起伏相對高差320m。已知區域地質平面圖可知，等值線地質礦層分布均勻，有太古界、新生界地層礦體。從斷面圖的電性分析來看，F點反演電阻率相對較低。1～11號點之間反演電阻率值大于3000Ω·m，為礦體的電性反映。從斷面圖看，該礦體厚度變化較大，介于1800m～5000m。在處反演電阻率等值線變密變陡，推測該處可能有礦山斷層存在。

3.2 D2線電阻率反演

圖2 礦山線反演電阻率斷面圖

從已知的礦區地質平面圖可知礦山線地表地層分布不均勻，有太古界、中生界、新生界礦層及燕山期產生的礦體。從該斷面圖可以看出，交叉點淺部反演電阻率值相對較低，結合已有的資料可知為中生界侏羅系礦層的電性反映；交叉點下部反演電阻率值相對較高，結合已有的資料推斷可能是太古界礦層的電性反映；交叉點淺部反演電阻率值相對較低；結合已有的資料可知為新生界和太古界礦層的電性反映。交叉點間上部反演電阻率等值線變密變陡，推測該礦區是斷層的反映；交叉點間反演電阻率等值線變密條帶，推測該礦區條帶是斷層的反映；交叉點間下部反演電阻率等值線變密變陡，推測該處是斷層的反映；交叉點間上部反演電阻率等值線變密變陡，推測該處是斷層的反映。交叉點間反演電阻率值大于3000Ω·m，為生礦體的電磁性反映。

3.3 礦山斷層的分析

分析圖2中可知，地表里程DK214+942附近兩側電阻率值差別明顯，推測為巖性分界面的反映，從而確定了該巖性分界的具體位置，達到勘查目的。此外，大地電磁測深在礦山地質探測中發揮了積極甚至是至關重要的作用，例如，其可在高風險巖溶隧道勘查中，發現很多巖溶低阻異常，為了設計提供了重要的依據，對礦上工程施工具有重要的指導作用。

3.4 大地電磁勘查成果

依據圖1、圖2線斷面圖，本次大地電磁勘查推斷解釋斷層（斷點）4條。推斷解釋礦體的厚度1800～5000m。礦體最薄處在F點線下部附近，最厚處在圖2交叉點附近。

4 結論

通過本次大地電磁勘查工作基本查明了礦區內礦體的產狀、埋藏深度及構造發育程度，本次工作共推斷解釋斷層，均為正斷層。斷層破碎帶往往變現為相對低阻異常，電阻率等值線在斷層附近會發生明顯的變化，大地電磁測深方法對探測這類礦山地質構造具有良好的效果，新生界反演電阻率值一般為50～400Ω·m左右；太古界單塔子群和中生界侏羅系上統張家口組反演電阻率值一般為1000～3000Ω·m；燕山期礦體反演電阻率值較大，大于3000Ω·m。據此推斷解釋了燕山期礦體的賦存狀況，為下一步勘查工作提供了地質依據。