大地电磁测深法在矿山地质构造探测中的应用

杜铃铃

（河北省煤田地质局水文地质队，河北 邯郸 056000）

1 矿山地质概况及地球物理方法特征

1.1 矿层

矿区位于华北断边缘，北部为燕山山脉东段，南部为华北平原北端滨海冲积平原，东临渤海。大部分矿区基岩裸露，出露矿层为太古界、下元古界、燕山期矿体及元古界矿体，矿区处于中朝准地台（Ⅰ级）、燕山台褶带（Ⅱ级）、山海关台拱（Ⅲ）构造单内，地处燕山构造带的东端，华北地带的北部边缘[1]。

1.2 地球物理特征

第四系冲洪积为低阻矿层，常见值为小于400Ω·m。太古界电阻率一般在500Ω·m～2000Ω·m左右。矿区内以燕山期产生的矿体为主要矿体类型复杂，基性、中性、酸性、碱性类等[2]。阻率值大于3000Ω·m。说明太古界与第四系电性在曲线上反映为低阻。燕山期产生的矿体可看作矿区高阻电性标志层。本次工作就是了解矿体的电性特征，与地质地层的电性特征有明显的电性差异，可以区别和分辨[3]。

2 使用仪器

2.1 使用仪器

在大地电磁测深法施工前，先对MTU-5主机、磁棒进行标定，标定通过后即投入野外试验。野外仪器试验因素包括：发射机、MTU-5主机和磁棒的稳定性检测；三个磁棒一致性检测。试验结果表明仪器稳定性和一致性良好。

2.2 矿上电磁测量试验工作

①接收电极距60m；②固定增益选择低增益（Low Gain）；③观测时间选用连线观测不小于8个小时。

这些生产因素充分保证了有用信号的强度和分辨率，探测深度可达5000m。通过试验工作，对矿区电法勘查施工参数有了较深入的了解。

3 资料解释

3.1 D1线电阻率反演

图1 大地电磁测量电阻率等值线图

该测线共布设14个测点，点距1000m，剖面长度15000m。地表起伏相对高差320m。已知区域地质平面图可知，等值线地质矿层分布均匀，有太古界、新生界地层矿体。从断面图的电性分析来看，F点反演电阻率相对较低。1～11号点之间反演电阻率值大于3000Ω·m，为矿体的电性反映。从断面图看，该矿体厚度变化较大，介于1800m～5000m。在处反演电阻率等值线变密变陡，推测该处可能有矿山断层存在。

3.2 D2线电阻率反演

图2 矿山线反演电阻率断面图

从已知的矿区地质平面图可知矿山线地表地层分布不均匀，有太古界、中生界、新生界矿层及燕山期产生的矿体。从该断面图可以看出，交叉点浅部反演电阻率值相对较低，结合已有的资料可知为中生界侏罗系矿层的电性反映；交叉点下部反演电阻率值相对较高，结合已有的资料推断可能是太古界矿层的电性反映；交叉点浅部反演电阻率值相对较低；结合已有的资料可知为新生界和太古界矿层的电性反映。交叉点间上部反演电阻率等值线变密变陡，推测该矿区是断层的反映；交叉点间反演电阻率等值线变密条带，推测该矿区条带是断层的反映；交叉点间下部反演电阻率等值线变密变陡，推测该处是断层的反映；交叉点间上部反演电阻率等值线变密变陡，推测该处是断层的反映。交叉点间反演电阻率值大于3000Ω·m，为生矿体的电磁性反映。

3.3 矿山断层的分析

分析图2中可知，地表里程DK214+942附近两侧电阻率值差别明显，推测为岩性分界面的反映，从而确定了该岩性分界的具体位置，达到勘查目的。此外，大地电磁测深在矿山地质探测中发挥了积极甚至是至关重要的作用，例如，其可在高风险岩溶隧道勘查中，发现很多岩溶低阻异常，为了设计提供了重要的依据，对矿上工程施工具有重要的指导作用。

3.4 大地电磁勘查成果

依据图1、图2线断面图，本次大地电磁勘查推断解释断层（断点）4条。推断解释矿体的厚度1800～5000m。矿体最薄处在F点线下部附近，最厚处在图2交叉点附近。

4 结论

通过本次大地电磁勘查工作基本查明了矿区内矿体的产状、埋藏深度及构造发育程度，本次工作共推断解释断层，均为正断层。断层破碎带往往变现为相对低阻异常，电阻率等值线在断层附近会发生明显的变化，大地电磁测深方法对探测这类矿山地质构造具有良好的效果，新生界反演电阻率值一般为50～400Ω·m左右；太古界单塔子群和中生界侏罗系上统张家口组反演电阻率值一般为1000～3000Ω·m；燕山期矿体反演电阻率值较大，大于3000Ω·m。据此推断解释了燕山期矿体的赋存状况，为下一步勘查工作提供了地质依据。