地下巷道电法大厂20121009

地下巷道电法勘探

大厂矿田深部地质找矿的电法勘探

（深部测井、地下巷道物探）桂林理工大学葛为中广西壮族自治区二一五地质队吴国富大厂矿田深部地质找矿的物探方法1、大厂矿田岩石物性（电性为主）特征2、地面电法（以瞬变电磁法（TEM）为主）3、深部综合测井（以电测井为主）4、地下巷道物探（以直流、交流电测深为主）大厂矿田的地理位置1、大厂矿田地处广西西北部南丹县大厂、车河两镇境内，矿田范围约300Km2。2、矿田内主要矿山有铜坑矿、高峰矿、长坡矿、巴力矿、拉么矿、五一矿、坑马矿等矿山，其中已闭坑的矿山有巴力矿、坑马矿、新洲矿。3、矿田内地貌以中低山地为主，地形切割强烈，水系较发育。大厂矿田区域地质概况区域构造背景

大厂矿田位于南华准地台的桂中～桂东台陷与右江再生地槽的交接部位，其具体位置在右江再生地槽的桂西坳陷中南丹断褶带东侧的丹池褶断带之中段。出露地层从新到老为三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系。构造：北西向丹池复式背斜，北西向丹池大断裂，及其西侧的大厂背斜、大厂断裂，一系北东向张性断裂所组成，形成近似等间距的网状构造格局。图>>大厂矿田岩石物性特征地质-电性模型电参数的测定、统计：1、在矿区地表、地下7亇水平巷道（230、290、355、405、455、505、570m）中的岩、矿石露头，进行几百点的电阻率和极化率测定，进而分为11类岩、矿石统计其电性2、大深度钻孔的电测井测定。

地层电性特征

泥盆系上统同车江组（D3t）：层厚约263m，为低阻特征，电阻率介于21～88欧姆米之间。泥盆系上统五指山组（D3w）：层厚约135m，第一段（D3wd）厚约13m，电阻率介于969～6627欧姆米。第二段（D3wc）厚约92m，电阻率均值介于759～4231欧姆米。第三段（D3wb）厚约25m，电阻率均值介于486～1959欧姆米。第四段（D3wa）厚约5m，电阻率均值介于700～3902欧姆米。该层不同层间有些差别，总体高阻特征，电阻率772～4406欧姆米。泥盆系上统榴江组（D3l）：层厚约150m，该层为低阻特征，电阻率介于16～33欧姆米之间。泥盆系中统罗富组（D2l）：层厚约476m，总体为低阻，均值50～173欧姆米，极化率为45.5%，局部矽卡岩化、退色化后电阻率增高为高阻特征，多与矿化有关。泥盆系中统纳标组（D2n）：层厚约740m，电性复杂。车河一带电阻率94～106欧姆米，中低阻。泥盆系下统塘丁组（D1t）：层厚约276m，电性特征为低阻，电阻率介于32～37欧姆米之间。泥盆系下统益兰组（D1y）：层厚约14m，电性为中低阻特征，电阻率介于37～221欧姆米。泥盆系下统丹林组（D1d）：厚度未揭穿，电阻率介于392～529欧姆米，属中等电阻率特征。岩浆岩：黑云母花岗岩（γ53）：黑云母花岗岩电阻率均值介于4445～4906欧姆米，为高阻特征。深部测井地质-电性模型锌铜矿体主要赋存于高阻围岩地层内低阻层h=300m高阻层h=130m低阻层h=140m高阻层h>300m地面电法：由于大厂矿区上覆地层通常为低阻且厚度较大（如同车江组为低阻，厚度260m左右），影响了常规直流电法的应用。大功率瞬变电磁法（TEM）瞬变电磁法（TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律,来寻找地下矿产资源或解决其他地质问题的一支时间域的电磁法。先后在大厂进行生产及试验的仪器设备有：TEMS-3S型、GDP-32Ⅱ型、CUGTEM-2002型。TEM法有较大低阻覆盖层的穿透能力，具有较高横向异常分辨能力，但垂向分辨率仍有待提高。TEM法在已知矿床进行生产试验及新区勘测均取得较好的地质物探效果，说明该方法具有较大的低阻穿透能力及较高的分辨率，从目前的验证结果证实，埋深600m左右的矿体是异常清晰、效果明显，加大功率可能具有更大的探测深度。

CSAMT或AMT法：在大厂矿区未见有生产试验结果，但从其它地方勘探效果看，其探测深度可以满足大厂矿田工作要求，可考虑引进试验。2.1危机矿山项目在大厂矿区进行生产试验的典型剖面。图>>经过试验，得到了在GDP-32Ⅱ大厂矿区进行TEM法工作观测参数：工作装置采用50m×50m×2匝的重叠回线装置，测量点距为40m。遇到干扰较大时工作装置采用100m×100m×2匝的重叠回线装置。工作频率为8Hz，发射波形为双极性方波，占空比50%，叠加1024次，采用算数等间隔采样，采样间隔30.5微秒，采样数1000个，发射电流>15A，一次场衰减延时根据当地的地电实情而定。观测参数为二次电场分量（V/I）。使用该参数进行观测可取得较大的探测深度及找矿效果。黑水沟大树脚1线TEM归一化电压剖面图

中上部道曲线有中等强度低阻炭质灰岩响应中部曲线低阻响应明显减弱，为上部低阻异常的延续，已进入高阻深部曲线有强的低阻异常强低阻异常

二维反演

电阻率剖面图

（红线为矿体范围）ZK1509ZK15126米矿层有异常,深度稍大主矿异常明显,深度稍大ZK1526ZK1520推测还有厚大矿体ZK1520钻孔深度小了，推测还有更厚大矿体推测还有厚大矿体ZK1510主矿异常F返回小题2.2TEM实测异常验证结果有矿实例2.2.1羊角尖7线TEM剖面在7号线900~1100米段（36号至44号点）观测到一个较好的高二次电位响应异常。后经在900m左右位置进行钻孔揭露，在井深526~597m段矽卡岩化泥岩内见6层矿层，累厚达10米，Zn平均品位1.86%,单样最高品位Sn0.17%、Zn7.19%、Ag75.62g/T。羊角尖TEM实测剖面二次电位曲线2.2.2老山7线TEM法剖面

在老山7线30～40号点之间，存在明显的高二次电位异常，从800微秒时道开始，所测得的二次电位差就明显的高于该测线其它各点，从曲线形态看，也属于倾斜板异常体的特征，而且分布范围较大。对应的视时间常数只在1.2～2.3ms之间，并不是很大，但钻探验证结果为多层矿体。3、深部测井

深部测井目前正在使用的方法主要为综合测井，具体为

自然电位法、电位电阻率法、梯度电阻率法、激电测井、磁测井、井温流体电阻率测井等方法。2004年后，我们对大厂大部分完工钻孔进行了系统的综合测井工作。

综合电测井

从目前的综合测井效果分析，综合电测井能划分地层及岩性，厚层的低阻地层含矿的可能性不大，直接划分矿层也不是很清晰，但在D2地层中划分含矿围岩却很有效，D2层位中无矿条件下通常为低阻特征，但有矿化蚀变及矽卡岩化段，岩层通常显示为高阻特征，测得这一含矿围岩通常也能测得矿体。以锌矿为主的矿层具有高阻高极化或中等电阻率高极化特征，但整个矿田内地层极化率均较高，小范围内激电测井有效果，但大范围观测，效果不佳。该项工作可以进行地层划分，岩层岩性分层，确定矿层位置，查找井旁盲矿，但受到井下装置的限制，探测范围有限。

井中充电法：在钻孔见矿，需扩大找矿效果时有效，这种方法已在矿山井下进行生产试验，有一定效果。

3.1地表有异常、钻孔揭露见矿,含矿围岩为高阻3.2高阻围岩背景，中等电阻率岩性层含矿3.3正常背景地层条件下电测井曲线特征电位电阻率均值：D3l为28Ω.m、D2l为50Ω.m、D2n为34Ω.m正常地层背景下激电测井曲线D2lρs=173Ω.mηs=45.5%D2nρs=37Ω.mηs=11.3%3.4

高阻围岩矿层高阻实例3.5井斜测量

用于检查钻孔工程质量，较之传统的测斜方式，连续测斜钻孔轴线线性变化更加直观，但套管内及存在磁性矿物井段，方位角观测结果畸变较为严重。3.7井温流体电阻率测量

该项工作主要为矿床水文地质工作服务，能提供矿床深部地温的变化及局部异常情况，测定钻孔地下水静水位置，并准确划分含水断裂及漏水断裂位置，划分含水层、隔水层等。矿山地下巷道综合物探深部找矿

地下巷道综合物探寻找巷道下深部隐伏矿为区别于矿坑内物探寻找坑井周边盲矿的“矿井物探”，用“巷道物探”命名。

金属矿山地下巷道物探预测深部隐伏矿藏

巷道物探方法在几个深度水平坑道中测量各种岩矿石露头的电性参数应用地下地电场理论研究方法依据大极距电阻率测深，频率测深，CSAMT,TEM激法极化法，

地面供电、地下巷道接收测量，更灵活的梯度测深…高精度磁测巷道内地质填图、化探原生晕根据巷道物探异常，推断深部矿藏、设计验证钻孔巷道内钻探工程深部测井为危急矿山巷道物探方法的研究，取得了宝贵资料。长峰大巷：长坡高峰长峰大巷地质剖面图长峰大巷上部地质情况基本探明属泥盆系上、中统地层，岩性大都是灰岩，巷内有多组断层和一条闪长玢岩脉。长坡、高峰两座矿山间地下深度300余米处、长度约1.5km的一条矿石汽车运输通道，巷道宽4.3米、高3.6米，长度千余米基本平直，越野车可直达。巷顶部分断层段有钢筋混凝土支护，巷内无铁轨、电车或动力电缆，有照明和通讯电线。，电性参数测定★长峰大巷在矿山455m水平中段，在矿区地表、地下7亇水平巷道（230、290、355、405、455、505、570m）中的岩、矿石露头，进行了200点的电阻率和极化率的测定，进而分为11类岩、矿石统计其电性。。地下电磁场理论★频率测深发射机置于地面，接收机置于地下矿井坑道中，与常规的频率测深的地面发射、地面接收有所不同。为此，引用了层状大地地下谐变偶极子的电磁响应理论，推导出地面发射电磁场在地下坑道中赤道偶极装置电场强度E的计算公式。地下直流电测深理论★巷道直流电法测深的供电和测量均在地下矿井的巷道中进行。为此用我们曾研究过的层状介质地下电源场理论作为解释的理论依据。。层状介质地下点源电场理论

葛为中1994年

对称四极电阻率测深AB＝3→900mMN＝1→24m△＝100m8个点频率测深工作频率测深ZP-3型，分发射机和接收机两部分。，发射机与大巷的水平距离收发距取1.5km。地面发射偶极长度AB＝800m，与巷道呈平行布极。工作时AB保持不动，供电电流大约为1A，接收机在巷道内，接收偶极长度MN＝100m，记录点为接收装置中点，接收机和MN极沿测线（即巷道走向）平移，观测点距为100m。工作频率为：2604、1953、1302、5.09、2.55。，

频率测深地面发射,接收：地下巷道14点地面4点地下巷道高精度磁测综合电法剖面MP-40.1nT△＝10m电磁法2条电阻率3条激发极化1条物探异常推断.设计验证钻孔物探异常集中在巷道1550-1750（勘探44线～40线）间深部，这段巷道海拔420米。而根据长峰大巷地质剖面推断，有南倾、北倾两组断层在该处深部海拔100米左右交汇。推断在1550号至1750号巷以下深部有成矿断裂构造，巷道下100～150米间有磁黄铁矿，在1550号巷道下200米左右为生物礁灰岩顶面，按本矿区地质规律在生物礁灰岩内部应赋存多金属矿。设计验证钻孔:在巷道中1550号（44线）.1650号（42线）和1750号（40线）三亇电测深点位上布设验证钻孔的孔位，孔深为400~600m。（2001.6）长峰大巷综合物探异常推断验证钻孔设计图两种电测深低阻异常.磁异常1550号-1750号布孔（2004年）钻孔和电测井

（2004年）1550号ZKl0