地下巷道電法大廠20121009

地下巷道電法勘探

大廠礦田深部地質(zhì)找礦的電法勘探

（深部測井、地下巷道物探）桂林理工大學(xué)葛為中廣西壯族自治區(qū)二一五地質(zhì)隊吳國富大廠礦田深部地質(zhì)找礦的物探方法1、大廠礦田巖石物性（電性為主）特征2、地面電法（以瞬變電磁法（TEM）為主）3、深部綜合測井（以電測井為主）4、地下巷道物探（以直流、交流電測深為主）大廠礦田的地理位置1、大廠礦田地處廣西西北部南丹縣大廠、車河兩鎮(zhèn)境內(nèi)，礦田范圍約300Km2。2、礦田內(nèi)主要礦山有銅坑礦、高峰礦、長坡礦、巴力礦、拉么礦、五一礦、坑馬礦等礦山，其中已閉坑的礦山有巴力礦、坑馬礦、新洲礦。3、礦田內(nèi)地貌以中低山地為主，地形切割強烈，水系較發(fā)育。大廠礦田區(qū)域地質(zhì)概況區(qū)域構(gòu)造背景

大廠礦田位于南華準地臺的桂中～桂東臺陷與右江再生地槽的交接部位，其具體位置在右江再生地槽的桂西坳陷中南丹斷褶帶東側(cè)的丹池褶斷帶之中段。出露地層從新到老為三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系。構(gòu)造：北西向丹池復(fù)式背斜，北西向丹池大斷裂，及其西側(cè)的大廠背斜、大廠斷裂，一系北東向張性斷裂所組成，形成近似等間距的網(wǎng)狀構(gòu)造格局。圖>>大廠礦田巖石物性特征地質(zhì)-電性模型電參數(shù)的測定、統(tǒng)計：1、在礦區(qū)地表、地下7亇水平巷道（230、290、355、405、455、505、570m）中的巖、礦石露頭，進行幾百點的電阻率和極化率測定，進而分為11類巖、礦石統(tǒng)計其電性2、大深度鉆孔的電測井測定。

地層電性特征

泥盆系上統(tǒng)同車江組（D3t）：層厚約263m，為低阻特征，電阻率介于21～88歐姆米之間。泥盆系上統(tǒng)五指山組（D3w）：層厚約135m，第一段（D3wd）厚約13m，電阻率介于969～6627歐姆米。第二段（D3wc）厚約92m，電阻率均值介于759～4231歐姆米。第三段（D3wb）厚約25m，電阻率均值介于486～1959歐姆米。第四段（D3wa）厚約5m，電阻率均值介于700～3902歐姆米。該層不同層間有些差別，總體高阻特征，電阻率772～4406歐姆米。泥盆系上統(tǒng)榴江組（D3l）：層厚約150m，該層為低阻特征，電阻率介于16～33歐姆米之間。泥盆系中統(tǒng)羅富組（D2l）：層厚約476m，總體為低阻，均值50～173歐姆米，極化率為45.5%，局部矽卡巖化、退色化后電阻率增高為高阻特征，多與礦化有關(guān)。泥盆系中統(tǒng)納標組（D2n）：層厚約740m，電性復(fù)雜。車河一帶電阻率94～106歐姆米，中低阻。泥盆系下統(tǒng)塘丁組（D1t）：層厚約276m，電性特征為低阻，電阻率介于32～37歐姆米之間。泥盆系下統(tǒng)益蘭組（D1y）：層厚約14m，電性為中低阻特征，電阻率介于37～221歐姆米。泥盆系下統(tǒng)丹林組（D1d）：厚度未揭穿，電阻率介于392～529歐姆米，屬中等電阻率特征。巖漿巖：黑云母花崗巖（γ53）：黑云母花崗巖電阻率均值介于4445～4906歐姆米，為高阻特征。深部測井地質(zhì)-電性模型鋅銅礦體主要賦存于高阻圍巖地層內(nèi)低阻層h=300m高阻層h=130m低阻層h=140m高阻層h>300m地面電法：由于大廠礦區(qū)上覆地層通常為低阻且厚度較大（如同車江組為低阻，厚度260m左右），影響了常規(guī)直流電法的應(yīng)用。大功率瞬變電磁法（TEM）瞬變電磁法（TEM）是以地殼中巖（礦）石的導(dǎo)電性與導(dǎo)磁性差異為主要物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間隙期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，并研究該場的空間與時間分布規(guī)律,來尋找地下礦產(chǎn)資源或解決其他地質(zhì)問題的一支時間域的電磁法。先后在大廠進行生產(chǎn)及試驗的儀器設(shè)備有：TEMS-3S型、GDP-32Ⅱ型、CUGTEM-2002型。TEM法有較大低阻覆蓋層的穿透能力，具有較高橫向異常分辨能力，但垂向分辨率仍有待提高。TEM法在已知礦床進行生產(chǎn)試驗及新區(qū)勘測均取得較好的地質(zhì)物探效果，說明該方法具有較大的低阻穿透能力及較高的分辨率，從目前的驗證結(jié)果證實，埋深600m左右的礦體是異常清晰、效果明顯，加大功率可能具有更大的探測深度。

CSAMT或AMT法：在大廠礦區(qū)未見有生產(chǎn)試驗結(jié)果，但從其它地方勘探效果看，其探測深度可以滿足大廠礦田工作要求，可考慮引進試驗。2.1危機礦山項目在大廠礦區(qū)進行生產(chǎn)試驗的典型剖面。圖>>經(jīng)過試驗，得到了在GDP-32Ⅱ大廠礦區(qū)進行TEM法工作觀測參數(shù)：工作裝置采用50m×50m×2匝的重疊回線裝置，測量點距為40m。遇到干擾較大時工作裝置采用100m×100m×2匝的重疊回線裝置。工作頻率為8Hz，發(fā)射波形為雙極性方波，占空比50%，疊加1024次，采用算數(shù)等間隔采樣，采樣間隔30.5微秒，采樣數(shù)1000個，發(fā)射電流>15A，一次場衰減延時根據(jù)當?shù)氐牡仉妼嵡槎?。觀測參數(shù)為二次電場分量（V/I）。使用該參數(shù)進行觀測可取得較大的探測深度及找礦效果。黑水溝大樹腳1線TEM歸一化電壓剖面圖

中上部道曲線有中等強度低阻炭質(zhì)灰?guī)r響應(yīng)中部曲線低阻響應(yīng)明顯減弱，為上部低阻異常的延續(xù)，已進入高阻深部曲線有強的低阻異常強低阻異常

二維反演

電阻率剖面圖

（紅線為礦體范圍）ZK1509ZK15126米礦層有異常,深度稍大主礦異常明顯,深度稍大ZK1526ZK1520推測還有厚大礦體ZK1520鉆孔深度小了，推測還有更厚大礦體推測還有厚大礦體ZK1510主礦異常F返回小題2.2TEM實測異常驗證結(jié)果有礦實例2.2.1羊角尖7線TEM剖面在7號線900~1100米段（36號至44號點）觀測到一個較好的高二次電位響應(yīng)異常。后經(jīng)在900m左右位置進行鉆孔揭露，在井深526~597m段矽卡巖化泥巖內(nèi)見6層礦層，累厚達10米，Zn平均品位1.86%,單樣最高品位Sn0.17%、Zn7.19%、Ag75.62g/T。羊角尖TEM實測剖面二次電位曲線2.2.2老山7線TEM法剖面

在老山7線30～40號點之間，存在明顯的高二次電位異常，從800微秒時道開始，所測得的二次電位差就明顯的高于該測線其它各點，從曲線形態(tài)看，也屬于傾斜板異常體的特征，而且分布范圍較大。對應(yīng)的視時間常數(shù)只在1.2～2.3ms之間，并不是很大，但鉆探驗證結(jié)果為多層礦體。3、深部測井

深部測井目前正在使用的方法主要為綜合測井，具體為

自然電位法、電位電阻率法、梯度電阻率法、激電測井、磁測井、井溫流體電阻率測井等方法。2004年后，我們對大廠大部分完工鉆孔進行了系統(tǒng)的綜合測井工作。

綜合電測井

從目前的綜合測井效果分析，綜合電測井能劃分地層及巖性，厚層的低阻地層含礦的可能性不大，直接劃分礦層也不是很清晰，但在D2地層中劃分含礦圍巖卻很有效，D2層位中無礦條件下通常為低阻特征，但有礦化蝕變及矽卡巖化段，巖層通常顯示為高阻特征，測得這一含礦圍巖通常也能測得礦體。以鋅礦為主的礦層具有高阻高極化或中等電阻率高極化特征，但整個礦田內(nèi)地層極化率均較高，小范圍內(nèi)激電測井有效果，但大范圍觀測，效果不佳。該項工作可以進行地層劃分，巖層巖性分層，確定礦層位置，查找井旁盲礦，但受到井下裝置的限制，探測范圍有限。

井中充電法：在鉆孔見礦，需擴大找礦效果時有效，這種方法已在礦山井下進行生產(chǎn)試驗，有一定效果。

3.1地表有異常、鉆孔揭露見礦,含礦圍巖為高阻3.2高阻圍巖背景，中等電阻率巖性層含礦3.3正常背景地層條件下電測井曲線特征電位電阻率均值：D3l為28Ω.m、D2l為50Ω.m、D2n為34Ω.m正常地層背景下激電測井曲線D2lρs=173Ω.mηs=45.5%D2nρs=37Ω.mηs=11.3%3.4

高阻圍巖礦層高阻實例3.5井斜測量

用于檢查鉆孔工程質(zhì)量，較之傳統(tǒng)的測斜方式，連續(xù)測斜鉆孔軸線線性變化更加直觀，但套管內(nèi)及存在磁性礦物井段，方位角觀測結(jié)果畸變較為嚴重。3.7井溫流體電阻率測量

該項工作主要為礦床水文地質(zhì)工作服務(wù)，能提供礦床深部地溫的變化及局部異常情況，測定鉆孔地下水靜水位置，并準確劃分含水斷裂及漏水斷裂位置，劃分含水層、隔水層等。礦山地下巷道綜合物探深部找礦

地下巷道綜合物探尋找巷道下深部隱伏礦為區(qū)別于礦坑內(nèi)物探尋找坑井周邊盲礦的“礦井物探”，用“巷道物探”命名。

金屬礦山地下巷道物探預(yù)測深部隱伏礦藏

巷道物探方法在幾個深度水平坑道中測量各種巖礦石露頭的電性參數(shù)應(yīng)用地下地電場理論研究方法依據(jù)大極距電阻率測深，頻率測深，CSAMT,TEM激法極化法，

地面供電、地下巷道接收測量，更靈活的梯度測深…高精度磁測巷道內(nèi)地質(zhì)填圖、化探原生暈根據(jù)巷道物探異常，推斷深部礦藏、設(shè)計驗證鉆孔巷道內(nèi)鉆探工程深部測井為危急礦山巷道物探方法的研究，取得了寶貴資料。長峰大巷：長坡高峰長峰大巷地質(zhì)剖面圖長峰大巷上部地質(zhì)情況基本探明屬泥盆系上、中統(tǒng)地層，巖性大都是灰?guī)r，巷內(nèi)有多組斷層和一條閃長玢巖脈。長坡、高峰兩座礦山間地下深度300余米處、長度約1.5km的一條礦石汽車運輸通道，巷道寬4.3米、高3.6米，長度千余米基本平直，越野車可直達。巷頂部分斷層段有鋼筋混凝土支護，巷內(nèi)無鐵軌、電車或動力電纜，有照明和通訊電線。，電性參數(shù)測定★長峰大巷在礦山455m水平中段，在礦區(qū)地表、地下7亇水平巷道（230、290、355、405、455、505、570m）中的巖、礦石露頭，進行了200點的電阻率和極化率的測定，進而分為11類巖、礦石統(tǒng)計其電性。。地下電磁場理論★頻率測深發(fā)射機置于地面，接收機置于地下礦井坑道中，與常規(guī)的頻率測深的地面發(fā)射、地面接收有所不同。為此，引用了層狀大地地下諧變偶極子的電磁響應(yīng)理論，推導(dǎo)出地面發(fā)射電磁場在地下坑道中赤道偶極裝置電場強度E的計算公式。地下直流電測深理論★巷道直流電法測深的供電和測量均在地下礦井的巷道中進行。為此用我們曾研究過的層狀介質(zhì)地下電源場理論作為解釋的理論依據(jù)。。層狀介質(zhì)地下點源電場理論

葛為中1994年

對稱四極電阻率測深A(yù)B＝3→900mMN＝1→24m△＝100m8個點頻率測深工作頻率測深ZP-3型，分發(fā)射機和接收機兩部分。，發(fā)射機與大巷的水平距離收發(fā)距取1.5km。地面發(fā)射偶極長度AB＝800m，與巷道呈平行布極。工作時AB保持不動，供電電流大約為1A，接收機在巷道內(nèi)，接收偶極長度MN＝100m，記錄點為接收裝置中點，接收機和MN極沿測線（即巷道走向）平移，觀測點距為100m。工作頻率為：2604、1953、1302、5.09、2.55。，

頻率測深地面發(fā)射,接收：地下巷道14點地面4點地下巷道高精度磁測綜合電法剖面MP-40.1nT△＝10m電磁法2條電阻率3條激發(fā)極化1條物探異常推斷.設(shè)計驗證鉆孔物探異常集中在巷道1550-1750（勘探44線～40線）間深部，這段巷道海拔420米。而根據(jù)長峰大巷地質(zhì)剖面推斷，有南傾、北傾兩組斷層在該處深部海拔100米左右交匯。推斷在1550號至1750號巷以下深部有成礦斷裂構(gòu)造，巷道下100～150米間有磁黃鐵礦，在1550號巷道下200米左右為生物礁灰?guī)r頂面，按本礦區(qū)地質(zhì)規(guī)律在生物礁灰?guī)r內(nèi)部應(yīng)賦存多金屬礦。設(shè)計驗證鉆孔:在巷道中1550號（44線）.1650號（42線）和1750號（40線）三亇電測深點位上布設(shè)驗證鉆孔的孔位，孔深為400~600m。（2001.6）長峰大巷綜合物探異常推斷驗證鉆孔設(shè)計圖兩種電測深低阻異常.磁異常1550號-1750號布孔（2004年）鉆孔和電測井

（2004年）1550號ZKl0