電法勘探法在礦山水文地質勘查中的應用

崔義文，文相正

（青海省第一地質礦產勘查院，青海 海東 810699）

隨著科學技術的不斷進步，人們對礦山水文地質勘查的應用不斷增加。其中電法勘探法在礦山水文地質勘探中被廣泛應用[1]。其按照電法勘探法的工作原理，可將電法勘探法分為三個階段，其分別是激發極化階段、瞬變電磁階段以及可控源電磁波階段。瞬變電磁階段通過瞬變電磁數據來分析礦石的準確位置，該方法能夠探測出礦石的位置，且同時可以避免受到礦石附近其他的礦體影響。可控源電磁波通過改變工作頻率，不需要改變其他工作條件，可以獲得被勘探對象的具體幾何尺寸[2]。本文主要分析了在控礦構造與非控礦構造的水文地質環境中的地質勘查與評價。

1 電法勘探法在礦山水文地質勘查過程

電法勘探法的工作原理是通過兩個端口同時產生瞬變電磁與可控源電磁波。端口A利用電法激發出一定的電流，同時產生瞬變電磁。端口B同時利用電法產生可控源電磁波。通過分析激發電流和瞬變電磁以及可控源電磁波的具體變化情況，進行礦山水文地質勘查。

激發極化階段的優點是，可以根據礦山、水文地質勘探的激發極化效應，進而探明礦山、水文地質環境中存在的一些列問題；激發極化階段的輸出功率極低，而其他的極化法所需要的功率時它的幾倍甚至十幾倍之多[3]。并且激發極化階段的操作過程也十分簡單。在充放電過程中，電化學的反應作用下發生隨著時間變化而改變電場。這種簡便的方法在其所應用的范圍逐漸擴大。除了在尋找一些金屬礦石，非金屬礦石，煤炭，油氣田等方面效果顯著，最近幾年該方法也在水文勘探中有顯著的成果。通過其中的變化數據來分析礦石的準確位置的一種方法。用這種方法來進行水文地質探測，不僅能很精準的探測出所要探測的位置，還能避免受到探測物附近其他的礦體影響。

圖1 可控源電磁波階段地質勘探物探剖面圖

可控源電磁波階段主要是利用人工場源來激發所探測的礦石，發射出定額電流，使礦石接收到不同的電頻率產生場電位，形成一次電位差。利用其傳播深度的同所相對應的頻率也不同來形成一個結構式。從而判斷出所勘探目標的位置，可控源電磁波階段就是利用不同的場電位和電磁差產生不同的磁場效應來勘探的一種電磁勘探方法。該方法還具有諸多的優點，第一是使用可控制的人工場源，不僅增強了抗干擾能力還減少了因受地形的影響而產生的誤差。第二就是探測范圍深度大，一般可達到1km～2km并且分辨率較高可以靈敏的發展斷層。第三是其效率顯著只需要改變頻率不需要改變其他的幾何尺寸就可以一次性完成7個點的探測。最后就是可以穿透高阻層通過多種靜態校正方法來消除“靜態效應”的所帶來的影響。其可控源電磁波地質勘探物探剖面圖如圖1所示。通過獲得可控源電磁波曲線，確定不同的ρs值，同時根據激發極化階段、瞬變電磁階段的不同響應參數，通過計算機分析系統的判定，從而分析出該位置的礦山水文地質條件、以及具體的形狀尺寸。

2 電法勘探法的環境地質勘查中應用分析

2.1 控礦構造的水文地質環境地質勘查應用

控礦構造的水文地質環境是指基本條件可控，地形地貌并不復雜，其地質環境有利于進行勘查。很多控礦構造的水文地質一般都會受到與鄰近巖石有電性差異，使其受到熱液作用，產生新的物理化學條件，使原來的礦石結構，構造和成分相對應的發生一些改變構成新的礦石組合。所以，在控礦構造的水文地質中，使用本文提到的電法勘探法進行水文地質勘探作業。例如我國的山東萊州市玲瓏地區水文地質，其部分地質主體受到經過蝕變以硅化為主的糜棱巖的影響，因此，在勘探的過程中，作業人員可以最先使用低電阻率法將具有蝕變的糜棱巖的范圍劃定，然后采用高電阻率法，利用電法勘探法激發極化階段將礦石范圍縮小，最終找出其具體的地質水文結構，其礦山水文物性特征表如表1所示。

表1 礦山水文物性特征表

2.2 非控礦構造水文地質環境地質勘查應用

非控礦構造的水文地質環境中，大多受硫化物的影響，其可控源電磁波產生較大的阻抗，其次在各種形態的巖石礦床中，硫化礦床中未受到氧化或者輕度氧化的礦石占主導地位，其中以黃鐵礦為首所占比例最多，其次則是磁黃鐵礦、毒砂等礦石。這種類型的礦山石往往一般存在電阻率相對比較低而極化率則相對比較高，能夠與相鄰的礦石之間產生一定量的復電性差，通過復電性差進行硫化物伴生的礦山勘查。利用各種巖石之間存在著不同的電場，從而使用物探電法中的激發極化階段就可以將所勘探的目標準確的標記出來，并通過電場所反饋的信息進行準確的數據分析。將電信號轉換為數字信號，利用成像技術將數字信號呈現在顯示器中，通過計算機系統對信號進行研判，從而獲得硫化物伴生的礦山信息。因此，通過利用物探電法能夠對硫化物伴生的礦山進行勘探，同時還可以確定礦山石的具體狀態。

3 結語

本文對電法勘探法的激發極化階段、瞬變電磁階段以及可控源電磁波階段分別作出了詳細說明，同時分析了在控礦構造與非控礦構造的水文地質環境中的地質勘查與評價。

[1]劉運培,姜旭,何登科.礦井下非規則裝置高密度電法勘探的應用研究[J].地質論評,2017，8(b04):43-44.

[2]岳建華,薛國強.中國煤炭電法勘探36年發展回顧[J].地球物理學進展,2016,31(4):1716-1724.

[3]陳康,李世峰,張政杰,等.高密度電法勘探數據三維處理技術及城市勘察中的應用[J].工程地質學報,2015,23(1):170-177.