程瑞紅，李文堯，黎德超

(1. 昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093； 2. 深圳市亞泰克時(shí)代科技有限公司，廣東 深圳 518031)

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坑道瞬變電磁法在云南某銅礦的試驗(yàn)

程瑞紅1，李文堯1，黎德超2

(1. 昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093； 2. 深圳市亞泰克時(shí)代科技有限公司，廣東 深圳 518031)

通過(guò)模型實(shí)驗(yàn)以及在云南某已知銅礦的坑道內(nèi)試驗(yàn)來(lái)研究坑道瞬變電磁應(yīng)用的有效性。模型實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到由模型體引起的單峰正二次電位異常曲線。在云南某已知銅礦的坑道內(nèi)進(jìn)行剖面試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與模型實(shí)驗(yàn)曲線形態(tài)一致，說(shuō)明坑道瞬變電磁法的找礦試驗(yàn)是有效的。

坑道瞬變電磁法；模型實(shí)驗(yàn)；銅礦試驗(yàn)；有效性

瞬變電磁法簡(jiǎn)稱TEM，他是利用接地或不接地回線向地下發(fā)射脈沖式一次電磁場(chǎng)，用線圈觀測(cè)由該脈沖電磁場(chǎng)感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場(chǎng)的空間和時(shí)間分布，從而來(lái)解決有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題的時(shí)間域電磁法[1]。隨著瞬變電磁法的發(fā)展，瞬變電磁法不僅僅局限于在地表開(kāi)展工作，在探測(cè)深部礦床中，國(guó)外的地—井瞬變電磁法已成為常規(guī)勘查方法[2]。目前，地表瞬變電磁法已經(jīng)做了大量的工作，幾乎涉及了勘探地球物理的所有領(lǐng)域，并取得了良好的成果[3]；井中瞬變電磁法在理論及應(yīng)用方面也做了大量的研究工作[4]，而地下坑道瞬變電磁法只是在隧道地質(zhì)災(zāi)害超前預(yù)報(bào)、探水[5]等方面有應(yīng)用，在找礦方面并沒(méi)有應(yīng)用報(bào)道。所以有必要對(duì)運(yùn)用坑道瞬變電磁法進(jìn)行找礦的有效性進(jìn)行研究。

1 地質(zhì)特征

礦區(qū)地處中咱微陸塊西側(cè)邊緣，夾持于金沙江結(jié)合帶和鄉(xiāng)城—中甸島弧帶之間[6]。礦區(qū)內(nèi)出露的地層為古生界泥盆系中(D2)、下統(tǒng)(D1)，地層走向近南北向，傾向東，傾角40(°)～55(°)。礦區(qū)為一傾向東的單斜構(gòu)造，褶皺構(gòu)造不發(fā)育。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)不強(qiáng)，僅少部分地區(qū)有小煌斑巖脈分布。銅礦體位于中泥盆統(tǒng)下段(D21)灰黑色白云巖中，受層位及巖性控制，銅礦體呈層狀或似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致。KT1礦體為區(qū)內(nèi)主要礦體，呈近南北向展布，傾向東，傾角40(°)～50(°)，礦體南北長(zhǎng)約3 km，東西長(zhǎng)約幾百米，礦體厚度約1～10 m，銅的品位在1%左右。礦區(qū)內(nèi)主要的礦石礦物為黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦；礦石構(gòu)造多為團(tuán)塊狀、脈狀、網(wǎng)脈狀；脈石礦物主要為白云巖、方解石以及石英等。礦區(qū)礦床成因?qū)儆诔练e—改造型銅礦床[6]。

2 地球物理特征

本次試驗(yàn)所測(cè)的巖礦石電性參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 礦區(qū)電性參數(shù)特征統(tǒng)計(jì)

由表1分析可知，團(tuán)塊狀、脈狀、網(wǎng)脈狀銅礦石與圍巖等存在2～3個(gè)數(shù)量級(jí)的電性差異，團(tuán)塊狀、脈狀、網(wǎng)脈狀銅礦石表現(xiàn)為低電阻率，測(cè)區(qū)內(nèi)圍巖則表現(xiàn)為高電阻率。礦區(qū)內(nèi)圍巖和礦體存在明顯的電性差異，具備開(kāi)展坑道瞬變電磁法工作的前提條件。

3 坑道瞬變電磁法試驗(yàn)

3.1 模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了進(jìn)一步探討坑道內(nèi)礦體引起的二次電位異常曲線的特點(diǎn)，進(jìn)行瞬變電磁模型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 模型實(shí)驗(yàn)二次電位多測(cè)道曲線

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：模型體位于5～8號(hào)點(diǎn)之間，引起的二次電位異常位于4～8號(hào)點(diǎn)之間，在二次電位多測(cè)道曲線中6～13道的電位明顯升高，1～6道異常不明顯，異常寬約0.8 m，為正異常，異常曲線為單峰曲線，在模型中心位置異常值最大。

3.2 在已知銅礦體的坑道內(nèi)試驗(yàn)

選擇在云南某已知銅礦的南一號(hào)坑道內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)選擇在垂直于礦體走向且已知銅礦的坑道內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

電位多測(cè)道曲線在背景段電位曲線較為平穩(wěn)，在坑道內(nèi)礦體部位，二次電位值升高明顯?？拥纼?nèi)銅礦體位于3～5號(hào)點(diǎn)，鉛礦體位于10～11號(hào)點(diǎn)。銅礦體引起的異常位于1～5號(hào)點(diǎn)之間，鉛礦體引起的異常位于10～12號(hào)點(diǎn)之間。在礦體位置出現(xiàn)明顯的二次電位異常，異常為單峰正異常曲線。在幾乎各個(gè)測(cè)道上均有二次電位高值，二次電位異常曲線形態(tài)與模型實(shí)驗(yàn)的二次電位曲線形態(tài)一致，異常是由礦體引起的。15、20、24、26、29～31、35號(hào)點(diǎn)異常值較小，僅在11～15道存在異常。由于坑道內(nèi)存在鐵器，二次電位異常是由鐵器引起的。

圖2 南一號(hào)坑道二次電位多測(cè)道曲線

4 結(jié) 語(yǔ)

模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用傾斜的薄鋁板來(lái)模擬坑道內(nèi)傾斜的銅礦體，測(cè)線布置于鋁板中心平面上，通過(guò)鋁板中心點(diǎn)且垂直模型走向，瞬變電磁法獲得的二次電位異常為單峰正異常。在已知銅礦的坑道內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果與模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，表明采用坑道瞬變電磁法對(duì)銅礦體進(jìn)行探測(cè)是有效的。

[1] 牛之璉. 時(shí)間域電磁法原理[M]. 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué)出版社, 2007.

[2] 呂國(guó)印. 瞬變電磁法的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 物探化探計(jì)算技術(shù), 2007(s1): 111-115.

[3] 李貅. 瞬變電磁法擬地震偏移成像研究[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013.

[4] 尹奇峰, 于景邨, 潘冬明, 等. 瞬變電磁法在礦井超前探測(cè)中的研究與應(yīng)用[C]//第十屆中國(guó)國(guó)際地球電磁學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集. 南昌[出版者不詳], 2011.

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An Experiment of tunnel TEM in a Copper mine of Yunnan province

CHENG Ruihong1, LI Wenyao1, LI Dechao2

(1.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China; 2.TheShenzhenAteckTechnologyCo.Ltd.,Shenzhen，Guangdong518022,China)

TEM has been made in a lot of research in the application of the mineral exploration, but Tunnel TEM is not yet reported. In this paper, we did model experiment and a test in the tunnel which is known as copper ore body to study the effectiveness of the tunnel TEM application. The experiment is observed in obvious secondary potential abnormal caused by model. Secondary potential abnormal curve is single peak positive abnormal curve. Sectional tests of tunnel TEM conducted is a known ore body tunnel in Yunnan. The experimental results show that the abnormal curve of the secondary potential is consistent with the experimental curve of the model. It explains that tunnel TEM is effective in mineral exploration.

Tunnel TEM; Model experiment; Test of copper mine; Effectiveness

2016-10-12

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(12120115036001)

程瑞紅(1990-)，男，四川南充人，在讀碩士研究生，研究方向：勘查地球物理，手機(jī)：17748063197，E-mail：449685335@qq.com；通訊作者：李文堯(1961-)，男，云南昆明人，教授，研究方向：瞬變電磁，E-mail：liwenyao@kmust.edu.cn.

P631.325;P618.41

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.040