多种地球物理勘测方法在金矿采空区勘查中的应用

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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）

对于地球深部勘查技术而言，其是剖析深部地质体结构的基础，与此同时，也是找矿预测、工程建设设计的主要依据，摘  要：

不同的地球物理勘测方法适用的勘测条件不同，其勘测精度及深度也不相同，因此，相关的工作人员应该针对勘测条件的不同选用有效的勘测方法，以便保证勘测工作的精确性、合理性、科学性。为了提高某金矿采空区勘测准确率，本文选择多种地球物理勘测方法进行对比分析，通过本文的分析，希望给相关人士带来一定的借鉴意义。

地球物理勘测方法；金矿；采空区关键词：

TD325.3󰀃󰀃󰀃A 11-5004（2020）05-0060-2中图分类号：文献标识码：文章编号：

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]

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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

收稿日期：

2020-03作者简介：

吴佳锡，男，生于1986年，汉族，辽宁庄河人，本科，采矿工程师，副矿长，研究方向：采矿工程。

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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1m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.m～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。

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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。

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矿产资源

参考文献

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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。

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（上接59页）了火山喷流型的含铜赤（磁）铁矿床，称为稀矿山式；于落雪组

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受层位控制：铜矿体赋存于陡山陀组下部（Z2d）底部砂砾底部和中部形成热卤水沉积型的层状和裂隙脉状铜矿床，称为岩、硅化白云岩中，受不整合面控制；而在炭泥质白云岩、泥质东川式；于黑山组底部形成黑色页岩沉积改造型铜矿称为桃园白云岩中，矿体则分布不广泛。前者是本区主要含矿层。式；在裂谷晚期收缩挤压阶段形成剌穿角砾岩内的火山气液再

受古地理环境控制：从地层岩性分析，含铜砾质砂岩成分复杂，造型铜矿称为凤山式；在裂谷期后的不整合面形成沉积改造型随基底岩石种类变化而变化，砾石园度差，沉积时受宝台厂—九龙砂砾岩型铜矿床，称为滥泥坪式。这就是东川矿区特有的“四楼断裂制约，基底砂砾岩及砾质砂岩、硅质白云岩沉积物多分布在半一梯”矿床组合模式。大地坡铜矿就属滥泥坪式铜矿。封闭海盆中，靠近隆起区缘及底凹处，铜元素有的赋存于上述沉积物中而形成矿源层，后经成岩及构造作用而形成有价值的矿床。

受古基底构造埪制：隆起区是以铜为主的构造单元，分布有大、中、小型矿床和矿点，而各类岩石含有不同程度的微量铜元素。上述矿床、矿点和岩石遭受长期风化作用，其铜质经搬运带入海盆地，通过物理及化学作用，形成有价值的陡山沱组底部铜矿床（称为滥泥坪式）。

图1  大地坡白云岩矿床成矿模式图受后期构造改造控制：后期构造对矿床改造较为明显。由

于各期构造作用，使铜质沿节理、层理迂移而富集，节理、裂隙晋宁运动后冒地槽褶皱回返，转为地台演化阶段，昆阳群分布发育矿化较强，节理、裂隙减少而矿化减弱。地区处于风化剥蚀状态，又为裂谷期后的不整合面砂砾岩型铜矿床

本区陡山沱组底部铜矿床受岩相、地层、古基底以铜为主的（如滥泥坪铜矿、大地坡铜矿）提供了丰富的矿物质来源。从大地坡构造单元及后期构造改造作用等地质因素控制。形成了沉积成铜矿白云岩型矿石中，可以看到砾石呈棱角状，含大量白云石、岩岩改造型层控矿床。屑等现象分析，大地坡铜矿的矿物质未经较远距离搬运，而是就近（2）矿化富集规律。①铜矿化主要赋存于震旦系上统陡山陀接受了昆阳群地层剥蚀区的矿物质供给，在滨海一带沉积成矿。组（Z2d2）下部硅化白云岩中，其次为震旦系上统陡山陀组（Z2d3）东川地区无论是冒地槽演化阶段，或是地台演化阶段，岩浆下部灰黑色厚至块状炭泥质白云岩中，个别赋存于石英脉及构造活动具有多期次但表现微弱。侵入活动以基性岩浆为主，主要为发育的裂隙中。②铜矿化与白云石化、硅化关系密切。白云石化、辉长-辉绿岩类，侵入时代晋宁期至喜山期均有，主要的成矿活硅化越强，铜矿化越强。③铜矿化的强弱与赋矿岩石的节理、裂动表现为对原有矿体的改造。火山活动以因民期为主，主要为细隙的发育程度关系密切。节理、裂隙越发育，黄铜矿化越强。碧岩，角斑岩类，其次为玄武岩，局部见粗面岩，于因民组地层

中部形成了火山喷流型的含铜赤（磁）铁矿床。澄江运动后，区内仅在局部地区，在澄江组砂岩顶部发育了一层沉凝灰岩，表明6 成矿模式

在早震旦纪晚期本地区火山活动微弱且距离远，难以影响大地矿区地处昆阳裂谷中段，中元古代处于冒地槽演化阶段，接

坡铜矿床的形成。受碎屑岩和碳酸盐岩沉积，处于风化剥蚀状态的元谋地盾为裂谷内输送了大量铜、铁、铅、锌、金、银等矿物质，是昆阳裂谷重

要的多金属成矿期。在裂谷早中期阶段，于因民组地层中部形成

参考文献

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