金属矿勘探中的瞬变电磁应用

能源・地矿　ＬＯＷ　ＣＡＲＢＯＮ　ＯＲＬＤ　２０１５／５　金属矿勘探中的瞬变电磁应用　罗振军（湖南省有色地质勘查研究院，湖南长沙４１００００）　【摘要】在目前，对于金属矿采空区的探测技术中，主要是以地球物理探测技术为主、钻孔探测技术为辅助的两种探测技术来实现对于金属　矿采空区的探测工作。其中，尤以地球物理探测技术中的瞬变电磁法的应用是比较普遍的，并且通过这种技术的应用可以给人们提供更加有效　的治理采空区的数据和参考资料，但是这种技术仍然需要在实践中加以改进，以便于寻找到更适合各地区的采空区的探测技术。本文主要针对　瞬变电磁法在金属矿采空区富水情况调查及在资源勘查方面的应用，列举了部分工程实例，从瞬变电磁法的实际应用中，我们不难发现其优　点，也得到了很好的效果。　【关键词】金属矿勘探；瞬变电磁；应用分析　【中图分类号】Ｐ６３１．３２５　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１５）ｌ４—０１１６一Ｏ２　引言　大倾角的地层中．埋深差异过大的目标层会出现不同地段其　作为资源的消耗大国．金属勘探采空区的出现具有较强　二次电位的衰减速度差异较大，从而使得最终换算得到的视　电阻率值整体偏高或者偏低：虽然在同一层位如果出现富水　的必然性．在采空区大面的坍塌影响．＆４ｒＪ的生活和生命安全　的情况之下．矿区采空区的治理和检测工作是势在必行的，进　异常会相较周围岩层电性特征也有所变化，但是在抽层平面　在解释的时候则主要以断面解释为主，最　行这些活动的主要目的是了解整个采空区的实际情况及剩余　上往往表现不出来，　的金属矿产采集量的一个预测，并用来分析和指导后期资源　后在平面上进行异常展布和圈定。采集时的工作计划和安全措施的制定　１瞬变电磁法工作原理及装置　瞬变电磁法是一种时间域的电磁探测方法，简称ＴＥＭ。它　是利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲电磁场．　导致产生涡旋电流．行程二次磁场．研究其与时间的变化关　这样一来．往往给人造成断面和平面不能相互对应的假　象．经过我们分析，其实造成这种平面视电阻率异常和断面异　常不相匹配的原因是因为整体地层结构背景场值的不同。同　样的目标层在埋藏浅的地方和埋藏深的地方二次场信号和二　次电位衰减程度不一样．所得视电阻率值也不一样。所以如果　能提取整个测区的大的背景场值分布特征就可以消除这种背　系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态。瞬变电磁　景场带来的影响。而在我们处理过程中发现对所得抽层平面　法的工作原理是在地表敷设不接地线框或接地电极．输入阶　数据进行较大尺度的滤波后．其等值线变化与地层结构有一　跃电流，当回线中电流突然断开时，在下半空间就要激励起感　定的相似性．通过对所得平面进行这种近似的背景场提取，然　应涡流以维持断开电流前已存在的磁场．并且此涡流场随时　后进行近似的背景场消除之后，发现其与断面算圈定异常吻　间以等效涡流环的形式向下传播、向外扩展，利用不接地线　合度较高．而且还可以突出一些小的异常．经过几个工区的实　圈、接地电极或地面中心探头观测此二次涡流磁场或电场的　际工作．验证了其勘探效果．如图１　变化情况，通过分析仪器采集的二次电位的变化规律可以间　接了解地下地质结构的变化　根据瞬变电磁理论．二次涡流场　穿过不同地层厚度的岩层其二次电位衰减速度不同，因此在　２工区概况　某一地区金属矿现存开采情况不明，为保证矿井安全生　见大量石英细脉、团块和晶洞，为该区明显对比标志层（硅质　环境。沼湖区及泻湖波浪带地区，因地势平坦，有利于成煤，较　稳定的３、４、１２、１５、１７、２０号煤层就在这一环境下形成　三角　晚二叠系后期。经历了海水侵入后，地壳逐渐上升，海水　洲分流河道河床等地区．物质来源丰富，沉积速度快，各沉积　逐渐退去．勘查区处于三角洲前缘环境中．此时区内气候潮　环境发育不同，形成的煤层不稳定，厚度变化较大。煤系地层　岩），即标四，厚１Ｏ．７０～１４．２９ｍ，平均１２．５３ｍ　湿、雨量充沛．明显加强了河流作用．物质来源供应充足．构造　沉积时岩相带厚度都较为稳定，说明沉积旋回稳定。基底相对　活动渐渐平稳，为形成煤的提供理想场所。在这一环境中生成　较平坦，沉降速度变化小，地壳沉降均衡，煤层发育程度不同　４、ｌ２、１５、１７号煤．大部地区泥炭沼泽相在三角洲相分流河道　的控制因素是由于沉积环境差异性。　间的湖波浪带及沼湖区基础上发育。煤层厚度较大，层位较稳　定，为全区可采煤层。４号煤厚２．２５～４．６０ｍ，平均３．４１ｍ，１２号　参考文献　　Ｊ１．中国煤炭地　煤厚０～２．４９ｍ．平均１．３０ｍ。１５号煤厚０．８２～２．１５ｍ，平均　『ｌ１刘峰．白布勘探区龙潭组沉积环境及成煤条件分析Ｉ质，２００８，２０（４）：２７～２９．　１．３８ｍ．１７号煤厚０．７４～３．８０ｍ．平均１．６３ｍ。由于气候潮湿、雨　量充沛，在地层中含有丰富的动植物化石。煤层硫分较高（一　祥隆煤矿资源储量核实及勘探报告『Ｒ１．贵阳：贵州省地质矿产勘查开　般为中一高硫煤）。在此区间，区内发生了几次海侵，其中两次　海侵较大．海水淹没全区，大部分地区接受了较稳定的碳酸盐　沉积，形成了区内的明显对比标志层（标二、标三），层厚分别　为０Ｉ３ｌ～２．６０ｍ、１．８８—３．９６ｍ，岩性为灰岩，含少量动物化石，一　发局一。五地质大队，２０１３．　『２１贵州省地质矿产勘查开发局一。五地质大队．贵州省兴仁县李关乡　ｆ３１熊孟辉，秦勇，易同生．贵州晚二叠世含煤地层沉积格局及其构造　控制『ＪＪ．中国矿业大学学报，２００６，３５（６）：７７８－７８２．　般为小个体腕足类动物化石　此后地壳开始下沉，海平面上　收稿日期：２０１５—５—４　升，全区接受了稳定的碳酸盐沉积。　４结论　勘探区煤系地层主要为海岸线附近的滨海及近海的内陆　作者简历：韩文新（１９７８一），男，布依族，工程师，本科，从事地　质勘查工作。　ｎ６