可控源音頻大地電磁測量法在礦山地質環境研究中的應用

陳紫蘭

（貴州智強房地產測繪服務有限公司，貴州 貴陽 550000）

經調查，在2015年，我國礦產資源的消耗量就達到了300萬噸，并且這個數據在逐年上升，到去年年底，再此進行消耗調查時，發現礦產資源的消耗量在原基礎上增加了15%。由此可見，要想滿足我國的人民生產生活的需求，礦產資源的采集必不可少[1]。但是礦產資源多埋于幾百，甚至幾千米的地下，因此人們很難知道礦產資源的確切位置的，以及開采過程中會遇到何種困難，因此在礦產資源的開采前，進行礦山地質環境勘探是一項基礎，且必要性的工作。本次研究以青海省都蘭縣某金屬礦區為例。利用可控源音頻大地電磁測量法對周圍的地質環境進行探測。首先對青海省都蘭縣某金屬礦區的地質情況進行簡要分析，其次對礦山地質進行采集，并對采集到的數據進行處理，然后根據處理結果分析可控源音頻大地電磁測量法在礦山地質環境的應用效果。

1 礦山地質概況

都蘭縣隸屬青海省海西蒙古族藏族自治州，位于青海省中部、柴達木盆地東南隅，東鄰烏蘭縣茶卡鎮，西接海西工業重鎮格爾木市，南鄰青南牧區果洛州瑪多縣和玉樹州曲麻萊縣，北連海西州首府德令哈市，是青海省的十大資源縣之一。該地區地質構造復雜，巖漿巖分布較廣，且巖層較厚，最厚可達5m左右。此外還有花崗巖，該巖層主要與北側的燕山相連，北側與艾勒格廟組三巖段侵入接觸。內含斷裂層，方向為近東西走向，熱液蝕變亦發育[2]。

2 可控源音頻大地電磁測量法的應用研究

2.1 基本原理

可控源音頻大地電磁測深法，是一種以有限長接地電偶極子為場源，供入交變電流，在距偶極中心一定距離處同時觀測電、磁場參數的一種電磁測深方法。簡言之，該方法就是利用不同種類的巖石的電導率差異觀測以此磁場電位和磁場強度變化的一種地質環境探測方法。

2.2 數據采集

數據采集工作主要通過標量CSAMT觀測方式來完成。首先將電偶源平行放置于勘探線上，然后開啟電偶源向周圍發射磁力，最后接收電機接收地下和周圍反饋回來的信號，數據采集工作完成。采集到的參數如表1所示。

表1 礦山地質參數

2.3 數據處理

利用CSAMT中的軟件包來完成數據預處理和二維模型反演工作。

預處理：即對采集到原始信號進行整理，利用小波去噪去除信號的干擾信息，并進行靜態位移和近區校正，還原真實有用的信息大，以便實現對礦區地質的準確探測。

二維模型反演：采用英國VYhduw公司研發的商業化反演軟件對上述已經經過預處理的信息進行二維反演，推測出不同深度的電阻率斷面模型，然后在根據該斷面模型，自動繪制視電阻率斷面圖，以便觀測礦上地質環境。

2.4 應用效果分析

圖1是綜合剖面解釋圖，圖中橫軸為點號，縱軸為標高。電阻率從小到大的變化用不同的顏色變化規律來表示。

圖1 綜合剖面解釋圖

從圖1 中可以看出，隨著探測深度的不斷增加，電阻率在不斷增大，每層地層信息明顯，將該圖與該礦區的鉆孔資料進行對比，確定圖中黑線圈定的范圍為金屬礦所在確切位置。且在標高-100m處的實線為第四系底界面，之下就是金屬礦層。這時視電阻率為10Ω·m～20Ω·m。

為進一步分析該礦山周圍的頂板的富水情況，對50m、100m、150m的礦底板進行視電阻率順層切片，其結果為：從富水情況來看，該地區是最具潛力的找礦目的層位。因為在底部較為厚大，巖層主要由砂礫巖層組成，電阻率同時達到了10Ω·m以上，下伏地層為下侏羅統水西溝群，以泥質沉積物為主，電阻率值為25Ω·m。二者之間的電性差異達到了10Ω·m以上。由此可明確該礦山上的確切埋礦位置。

3 結語

綜上所述，礦產資源是我國經濟展的重要物質材料，隨著我國經濟的發展速度和人口數量的增長，對礦產資源的需求量日漸增大，因此加大礦產資源的供應量是必然趨勢。但礦產資源開采是一項復雜的工程，其前期礦山地質環境勘探就需要花費很長的時間，才能得到對礦山地質環境的全面了解。因此為節約探測時間，可控源音頻大地電磁測量法應運而生，隨后在礦山地質環境探測中發揮了關鍵作用，不僅節省了勘探時間、降低人力成本、還極大提高了勘探的準確性。但是該方法存在一個較大的缺陷，就是設備成本較高，因此該方法的進一步研究方向就是如何降低設備成本，期望更能節約開采過程中的成本支出。