电法勘探法在矿山水文地质勘查中的应用

张岚峰 杨朋祥 段小刚

摘要：电法勘探法主要分为三个阶段，其分别是激发极化阶段、瞬变电磁阶段及可控源电磁波阶段。瞬变电磁阶段通过瞬变电磁数据来分析矿石的准确位置，该方法能够探测出矿石的位置，且同时可以避免受到矿石附近其他的矿体影响。可控源电磁波通过改变工作频率，不需要改变其他工作条件，可以获得被勘探对象的具体几何尺寸。本文主要分析了在控矿构造与非控矿构造的水文地质环境中的地质勘查与评价。

关键词：电法勘探法;矿山;水文地质勘查;应用

1引言

在水文地质中开采矿产资源时，地球物理探测方法是必不可少的。特别是在复杂和恶劣的矿山环境中，可以准确的获取围岩和矿体的空间位置。水文地质勘探中矿物的孔隙含水性会影响视电阻率的大小，本文正是基于矿物产生的电性差异，综合空间电场的理论，绘制出矿区水文地质实际剖面图像，实现查明矿区地下所含多种矿物构造的目的。

2矿山水文地质勘查工作概述

水文地质勘查是一项综合性很强的工作。勘察内容主要包括：（1）自然地理条件。在进行水文地质勘查中，自然地理条件是最重要内容，需要勘察的主要有地形地貌和地质水文特征。地形地貌主要指工程所实施区域内及其周边区域的平原和水系等具体情况，勘察此片地貌是否被侵蚀及被侵蚀程度、地形开阔程度等;而水文特征是指在工程区域范围和周边区域内内的气候，湿度和降水等情况。（2）地质条件。岩土水文地质条件对于工程基础设计与建设工作的质量产生最直接的影响，对工程总体结构的安全性，稳定性以及耐久性同样有较大影响。对于地质条件地勘查刻不容缓。（3）地下水位。在工程施工期间，由于地下水位不断地变化，则会相应出现一系列地基下沉、变形等问题，所以也要注意地下水位地勘查工作。对地下水位进行勘查时，需要对3-5年内出现的最高水位，最低水位和全年水位变化等情况进行勘测。

（4）含水层和隔水层。含水层和隔水层的勘查主要涵盖了：①地下水类型;②水位变化幅度;③地下水流向;④含水层深度;⑤含水层厚度;⑥含水层分布。在进行所有数据地勘察后，结合上述数据对地层渗透系数，水文地质和工程基础材料的腐蚀程度进行分析。

3电法勘探法

电法勘探是以岩石或矿石的电性差异为基础，研究分析和其电性差异有关的电场和电磁场的分布特点和变化规律，以此来勘查地层构造和寻找有用金属、油等矿产的一类地球物理勘探方法。在地质工作中，电法勘探是金属矿床勘查的重要手段之一。电法勘探主要是通过检测不同矿体对仪器发射的电磁波不同的反应情况，用来对所勘探地进行反馈资料分析，从而找出被人们所需要的矿产资源。现今，我国在金属勘探方面的勘探技术正在高速发展，勘探技术专业领域的科研人员进行专项研究，研究出根据不同地域，不同需求的电法勘探方法，比如电阻率法、CSAMT法、激光极化法、瞬间电磁法等多种电法勘探方法。总体来说，电法勘探有着低投资、低风险、高效率、设施方便拆卸重复利用等众多优势，使用物探电法获得的勘测结果详细分明、探测得到的结论更精准，所以物探电法在金属勘查中有不可代替的地位，有广阔的应用前景。

4电法勘探法在矿山水文地质勘查中的应用

随着当前经济的飞速发展，矿产资源开发能力与矿产资源需求之间的矛盾尤为突出，为了更好的保障矿山勘查工作的效果，结合地球物探方法对矿山水文地质进行优化设计。在总结了当前矿山地质设计过程中常见的电磁测量、放射性测量术、矿地震勘探等技术等常用的勘探结束和方法在地质信息采集和设计中的应用现状以及优缺点后，较为全面地阐述上述方法的使用价值，根据实际情况了解和掌握矿山水文地质设计工作中的重点和难点，提出结合地球物探方法找到矿山水文地质设计方法。通过对以上方法的调查和分析发现在矿山水文地质勘查设计中整体性相对较好的技术仍处于地球物理方法技术。通过大量的调查和对比分析发现，电法勘探法有较强的时效性，准确性，在当前的矿产勘查中具有十分广阔的应用前景。

4.1控矿构造的水文地质环境地质勘查应用

控矿构造的水文地质环境是指基本条件可控，地形地貌并不复杂，其地质环境有利于进行勘查。很多控矿构造的水文地质一般都会受到与邻近岩石有电性差异，使其受到热液作用，产生新的物理化学条件，使原来的矿石结构，构造和成分相对应的发生一些改变构成新的矿石组合。所以，在控矿构造的水文地质中，使用本文提到的电法勘探法进行水文地质勘探作业。例如我国的山东莱州市玲珑地区水文地质，其部分地质主体受到经过蚀变以硅化为主的糜棱岩的影响，因此，在勘探的过程中，作业人员可以最先使用低电阻率法将具有蚀变的糜棱岩的范围划定，然后采用高电阻率法，利用电法勘探法激发极化阶段将矿石范围缩小，最终找出其具体的地质水文结构。

4.2非控矿构造水文地质环境地质勘查应用

非控矿构造的水文地质环境中，大多受硫化物的影响，其可控源电磁波产生较大的阻抗，其次在各种形态的岩石矿床中，硫化矿床中未受到氧化或者轻度氧化的矿石占主导地位，其中以黄铁矿为首所占比例最多，其次则是磁黄铁矿、毒砂等矿石。这种类型的矿山石往往一般存在电阻率相对比较低而极化率则相对比较高，能够与相邻的矿石之间产生一定量的复电性差，通过复电性差进行硫化物伴生的矿山勘查。利用各种岩石之间存在着不同的电场，从而使用物探电法中的激发极化阶段就可以将所勘探的目标准确的标记出来，并通过电场所反馈的信息进行准确的数据分析。将电信号转换为数字信号，利用成像技术将数字信号呈现在显示器中，通过计算机系统对信号进行研判，从而获得硫化物伴生的矿山信息。

4.3实例应用分析

以矿区水文地质具体勘探工作为例，采用电法勘探技术在复杂的水文地质中进行勘探，准确的测量出矿物中所含物质的属性，选择的矿山长度为26km，矿体宽度为8km，测量的矿体面积大约为180km2，所研究的矿区可开采矿产资源面积比较大。不同类型的地下矿床勘测方法是不一样的，在特殊的地区进行勘测时，利用电法勘探测量出的结果对岩（矿）石电场进行计算，分辨出矿层中所含物质的属性，准确找出矿体资源的种类。在寻找矿区地下资源时要对地区的矿体结构和特征进行深度的了解。在运用图像上的电磁场变化曲线寻找矿产资源。科学的采用合理的方法进行勘测。因为矿区水文地质勘探中的工作环境恶劣，地质条件和水下矿层的构造比较复杂。不同地区的水下矿区构造是不一样的，由于勘探条件有限，电法勘探可以根据不同地区的地质情况在规定的范围内测量出矿区物质的种类。具体表现在以下几个方面;地质条件不一样矿物构造的等级不同，根据电法勘探出的剖面图像测量出矿体的位置，可以准确的测量出矿物中所含物质的属性。在水文地质勘探工作开展时，要测量出准确的数据。在矿体较多的地方布设主要的构造线，进行实时的监控，使用频率发射器，根据探测曲线的数据，对所在矿区矿物的种类进行解析。电法勘探可以深度的了解矿区情况，即使在复杂的地区环境中都可以使用电法勘探对矿区进行了解，结合其他的探测方法，找出矿区资源的所在地。

5结束语

在比較复杂的环境中，可以利用电法勘探进行勘探。这种勘测方式可以充分的反应出地下矿区的矿物分层属性。在对矿层勘探的时候，电法勘探所反应出的矿体频率准确度极高，可以准确的找出地下矿区的矿体资源，对解析磁场强度有一定的作用。电磁勘探方法是矿区水文地质勘探中必不可少的技术手段。

参考文献

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（作者单位：辽宁省冶金地质四〇二队有限责任公司）