EH4電磁成像系統在礦山勘查中的應用

周茜茜，雷 宛，鄧唯淅，甯 艷，陳秀清

（成都理工大學 地球物理學院，四川 成都 610059）

EH4電磁成像系統（簡稱EH4）是綜合了CSAMT和MT的雙源型大地電磁測深系統。其測試頻率從10Hz至100kHz，探測深度可達到近1km，并且具有儀器設備輕便易攜帶，測試速度快，野外測試對地形環境要求低等優點。EH4的使用，為探測深厚覆蓋層、斷層及破碎帶、成礦構造等增加了一種有效的物探手段，被廣泛應用于地礦及地下資源探測等工程實踐中，成功解決了一些地質問題[1]。

近年來，我國經濟飛速發展，對能源的需求量也在不斷增加，礦山開采逐漸向深埋更大和里程更長的趨勢發展。各類復雜礦區地質環境（如軟弱層、斷層、破碎帶等）的存在，使得礦山開采工作變得更加困難和危險，也增加了工作的不確定性、降低了礦山開采的安全性和穩定性。

特別是在地質環境復雜地區進行開采時，地表地形起伏大，地質條件復雜，對礦山勘查儀器和方法有較高的要求和適應條件；井下地質發育情況，其電阻率都與圍巖存在較大的差異。鑒于這樣的地形和地質條件以及所要勘查的目標，結合EH4的優勢，選用EH4方法進行礦山勘查是可行的。本文就通過EH4電磁成像法在MYX礦山勘查的應用進行實例分析。

1 工區概況及地球物理條件

1.1 工區概況

MYX軸線上，基覆界面清晰，南坡覆蓋層以腐植土為主，北坡覆蓋層以耕植土為主，地質構造是一個大背斜，北坡地形稍緩，坡度約為20～30°，南坡較陡，坡度約為30～40°。由于埋深大、工區地形復雜，礦山中部不可能布置太多深鉆孔，也不能采用常規的淺層物探方法，故采用EH4方法。

本次物探工作的主要任務是查找軸線附近是否存在不良地質構造，如斷層、破碎帶等，查明礦山可開采地質條件，為礦山安全開采提供物探依據[2-4]。

1.2 地球物理條件

在正式開展工作之前，為了解開采區的電性參數，進行了物性實測，通過資料分析可知，礦層碎石土的電阻率為200～800，較完整礦體的電阻率范圍為800～8000。由此可見，礦區破碎礦物質與完整礦體的電阻率差異很明顯，具備采用EH4進行勘查的地球物理條件。

2 野外工作方法與技術

將EH4測線順軸線布置，起止里程樁號為AK24+270～AK26+840，長度為2570m。EH4電磁成像系統勘探野外工作通常分兩部分采集單元。由于本次勘探深度控制在400m范圍內，要進行人工場電磁波采集，經過實驗與分析，將本次工作點距設為20m，發射電磁場頻率為800-64000Hz之間。

為了避免近場干擾要使發射機遠離測量點，對于新的工地來說，一般使發射機距離測量點300～500m即可避免近場干擾。首先在遠離測線300～500m左右（測線中心的垂直方向上）布設場源，發射人工電磁場，然后通過采集布設在地面上兩個正交的電磁場信息，即在測線上測量EX、Hy或Ey、Hx兩參數。

3 成果分析及解釋

通過以上的數據采集以及室內的處理，得到了如圖2 MYX隧道EH4剖面圖：

圖1 MYX隧道EH4剖面圖

從圖1上可以看到，表層電阻率分布均勻，其電阻率為100，為覆蓋層，厚度約0～30m。在樁號AK24+270～AK24+970， 樁 號 AK25+220～AK26+820深部均有大范圍的均勻高阻體，電阻率800～8000。樁號AK25+920～AK26+020處，埋深50m處有一漏斗狀低阻異常，橫向上，從左到右電阻率呈現為“高-低-高”，縱向上，從上到下電阻率逐漸增高，電阻率為300～800，最寬處約200m，推斷為溶蝕破碎區。在里程樁號AK25+710處，有一半徑約為10m的相對低阻異常，且異常的形態呈暈團狀，由于此異常相對較小，在電阻率上受附近完整巖體影響較大，電阻率偏高，為2000～5000，但附近大范圍完整灰巖的電阻率均為7000～8000，判斷為溶蝕破碎巖體，埋深175m。在樁號AK24+530處與樁號AK24+870～AK25+270處都存在大范圍異常[5]。

后期的工作驗證做了溶蝕區的存在，與EH4方法勘查解釋相符合。經驗證，EH4電磁成像系統技術在MYX礦山勘查中的應用是成功的，達到了勘探目的。

4 結論與建議

本文通過EH4電磁成像系統在MYX礦山中的應用研究，表明EH4電磁成像系統在復雜地質條件下，在礦山的勘查中可以取得良好的效果。該方法在復雜地質環境中礦山勘查十分有效，特別是對礦山勘查中易出現的軟弱層、斷層破碎帶以及地下能源賦存情況的探測效果顯著[6]。

在實際工作中，高壓線等電力設備會引起電磁場的畸變，影響探測成果的精度，且地表起伏等引起的靜態位移現象也會干擾探測成果的解釋，地球物理反演中存在多解性，所以工作中應進行有針對性的特別處理，以突出有效信息，取得更加接近真實情況的勘探成果。