多种地球物理勘测方法在金矿采空区勘查中的应用

吴佳锡

（辽宁省第四地质大队有限责任公司，辽宁 阜新 123000）

有针对性的查清金矿采矿区位置、范围以及埋深的空间分布规律，不仅有利于进一步设计开采范围，提高资源利用率，还可以有效的预防采矿塌陷等事故的发生。基于此，本文以某金矿采空区勘查为例，分析多种地球物理勘查方法在该领域的应用[1]。

1 研究区基本概况

为了调查某金矿采空区分布特征，本文选择高密度电阻率法、视电阻率测深法和瞬变电磁法剖面测量对井下深部采空区进行调查研究。根据该金矿床地质特征，调查范围内地质体分为粘土层、基岩风化层、水、砂岩、花岗岩、石英脉、采空区（充水或不充水）等介质，其中，花岗岩、石英脉等岩浆岩或者黑云角闪花岗闪长质片麻岩的视电阻率较高，一般介于102Ω·m～105Ω·m，粘土层、砂岩等沉积岩的视电阻率较低，一般为1Ω·m～103Ω·m；采空区或者充水的破碎带等部位往往表现为低阻特征。基于上述基本现状，根据不同视电阻率反演不同地质体，进而确定采空区的位置、范围及埋深[2]。

本文研究对象为金矿采空区或巷道，通常情况下，采空区或者巷道在未充水或充填条件下表现为高阻特征，在充水或充填条件下则表现为低阻特征，若出现局部塌陷时，在采空区或巷道顶部容易形成纵向裂隙，被地下水充填后造成低阻特征。基于上述基本认识，对某金矿区的地质体进行了分类：①脉岩或者致密岩体，多为较窄的近直立条带高阻异常；②矿化蚀变带，相对围岩的低阻异常；③采空区，低阻特征[3]。

2 多种地球物理勘测方法解释

2.1 某调查区XG1、XS1高密度、瞬变电磁综合剖面

该调查区位于矿区西部区域，为金矿床主要开采区域，采矿活动规模大、时间长，根据搜集资料及现场调查走访，共形成了-20m、-42m、-60m和-70m四个主要采深平面。北侧果园以小规模民采为主，深度一般在20m以浅，部分地表发生小规模塌陷。XG1高密度剖面布设于采空区域上方，剖面方位角90°，长度357m，剖面控制深度约66m。该剖面视电阻率值纵向上整体表现为由浅至深逐渐增大的电性特征，横向上呈现高低阻相间变化特征[4]。

在剖面横向177m～204m、纵向深度10m～45m区段呈明显的低阻异常反映，与调查了解采空区域位置对应良好，结合已有矿山资料和地质调查情况，推断该异常是采空区引起，编号XG1-1。XS1瞬变电磁剖面与XG1高密度剖面平面位置部分重合，剖面方位角90°，长度180m，剖面控制深度约150m。该剖面视电阻率值纵向上整体表现为由浅至深逐渐增大的电性特征，横向上呈现高低阻相间变化特征[5]。

在剖面横向171m～204m，纵向深度12m～52m区段，视电阻率值变化絮乱，呈“U”字型低阻异常反映。该异常与XG1-1异常对应良好，推断是同一采空异常引起，编号XS1-1。为验证物探异常，在XG1剖面179m～182m之间和189m处分别施工钻孔XZK205、XZK206和XZK207，其中XZK206在其14.35m～17.97m发现采空区，掉钻2.37m，在其34.54m～37.11m处发现采空区，掉钻2.57m，均无充填；XZK205和XZK208岩心完整，未发现采空区。综合钻探验证和地质调查情况，认为该低阻异常是采空区引起[6]。

2.2 某调查区MG1、MS1高密度、瞬变电磁综合剖面

该调查区位于矿区东部区域，采矿活动规模小、时间段，经过搜集资料及现场调查走访调查发现，该调查区为民采金矿点，多以探矿平硐和竖井为主，形成的大规模采空区较少，仅在调查区中部形成一处采空区，深度距地表约40m[7]。

MG1高密度剖面，其方位角117°，长度357m，剖面控制深度约66m。该剖面视电阻率值纵向上整体表现为由浅至深逐渐增大的电性特征，横向上呈现高低阻相间变化特征。在剖面横向126m～132m区段表现为明显的低阻异常区，异常相对较窄，由上至下呈连续低阻异常特征，存在向下延伸趋势，结合已有矿山资料和地质调查情况，推断该异常是局部裂隙发育引起，编号MG1-1；在剖面横向168m～195m、纵向深度24m～53m区段表现为明显的低阻异常，异常特征明显，与现场平硐位置对应良好，结合已有矿山资料和地质调查情况，推断该异常是采空区引起，编号MG1-2；在剖面横向240m～258m、纵向深度13m～38m区段表现为明显的低阻异常，异常特征明显，结合已有矿山资料和地质调查情况，推断该异常是采空区引起，编号MG1-3。MS1瞬变电磁剖面与MG1高密度剖面平面位置部分重合，剖面方位角117°，长度108m，剖面控制深度约150m。

该剖面视电阻率值纵向上整体表现为由浅至深逐渐增大的电性特征，横向上呈现高低阻相间变化特征。在剖面横向162m～192m，纵向深度30m～70m区段，视电阻率值变化絮乱，呈“U”字型低阻异常反映。该异常与MG1-2异常对应良好，推断是同一采空异常引起，编号MS1-1[8]。

3 结语

通过上述的分析可知，对于多种地球物理勘测方法而言，其在金矿深部采空区勘查中具有独特的优势，其效果非常显著，并且具有积极的作用，基于这一现状，这一方法值得推广与使用。高密度电阻率法共推断出采空区7处，矿化蚀变带1处，裂隙发育区4处；瞬变电磁法共推断出采空区8处，矿化蚀变带2处，裂隙发育区3处；视电阻率测深法共推断出采空区1处，矿化蚀变带1处。对上述三种物探工作方法及钻探情况进行综合解译，希望能给相关人士带来一定的借鉴意义，与此同时，希望这一行业具有良好的发展空间[9]。