多種地球物理勘測(cè)方法在金礦采空區(qū)勘查中的應(yīng)用

吳佳錫

（遼寧省第四地質(zhì)大隊(duì)有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000）

有針對(duì)性的查清金礦采礦區(qū)位置、范圍以及埋深的空間分布規(guī)律，不僅有利于進(jìn)一步設(shè)計(jì)開采范圍，提高資源利用率，還可以有效的預(yù)防采礦塌陷等事故的發(fā)生。基于此，本文以某金礦采空區(qū)勘查為例，分析多種地球物理勘查方法在該領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。

1 研究區(qū)基本概況

為了調(diào)查某金礦采空區(qū)分布特征，本文選擇高密度電阻率法、視電阻率測(cè)深法和瞬變電磁法剖面測(cè)量對(duì)井下深部采空區(qū)進(jìn)行調(diào)查研究。根據(jù)該金礦床地質(zhì)特征，調(diào)查范圍內(nèi)地質(zhì)體分為粘土層、基巖風(fēng)化層、水、砂巖、花崗巖、石英脈、采空區(qū)（充水或不充水）等介質(zhì)，其中，花崗巖、石英脈等巖漿巖或者黑云角閃花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖的視電阻率較高，一般介于102Ω·m～105Ω·m，粘土層、砂巖等沉積巖的視電阻率較低，一般為1Ω·m～103Ω·m；采空區(qū)或者充水的破碎帶等部位往往表現(xiàn)為低阻特征。基于上述基本現(xiàn)狀，根據(jù)不同視電阻率反演不同地質(zhì)體，進(jìn)而確定采空區(qū)的位置、范圍及埋深[2]。

本文研究對(duì)象為金礦采空區(qū)或巷道，通常情況下，采空區(qū)或者巷道在未充水或充填條件下表現(xiàn)為高阻特征，在充水或充填條件下則表現(xiàn)為低阻特征，若出現(xiàn)局部塌陷時(shí)，在采空區(qū)或巷道頂部容易形成縱向裂隙，被地下水充填后造成低阻特征。基于上述基本認(rèn)識(shí)，對(duì)某金礦區(qū)的地質(zhì)體進(jìn)行了分類：①脈巖或者致密巖體，多為較窄的近直立條帶高阻異常；②礦化蝕變帶，相對(duì)圍巖的低阻異常；③采空區(qū)，低阻特征[3]。

2 多種地球物理勘測(cè)方法解釋

2.1 某調(diào)查區(qū)XG1、XS1高密度、瞬變電磁綜合剖面

該調(diào)查區(qū)位于礦區(qū)西部區(qū)域，為金礦床主要開采區(qū)域，采礦活動(dòng)規(guī)模大、時(shí)間長(zhǎng)，根據(jù)搜集資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查走訪，共形成了-20m、-42m、-60m和-70m四個(gè)主要采深平面。北側(cè)果園以小規(guī)模民采為主，深度一般在20m以淺，部分地表發(fā)生小規(guī)模塌陷。XG1高密度剖面布設(shè)于采空區(qū)域上方，剖面方位角90°，長(zhǎng)度357m，剖面控制深度約66m。該剖面視電阻率值縱向上整體表現(xiàn)為由淺至深逐漸增大的電性特征，橫向上呈現(xiàn)高低阻相間變化特征[4]。

在剖面橫向177m～204m、縱向深度10m～45m區(qū)段呈明顯的低阻異常反映，與調(diào)查了解采空區(qū)域位置對(duì)應(yīng)良好，結(jié)合已有礦山資料和地質(zhì)調(diào)查情況，推斷該異常是采空區(qū)引起，編號(hào)XG1-1。XS1瞬變電磁剖面與XG1高密度剖面平面位置部分重合，剖面方位角90°，長(zhǎng)度180m，剖面控制深度約150m。該剖面視電阻率值縱向上整體表現(xiàn)為由淺至深逐漸增大的電性特征，橫向上呈現(xiàn)高低阻相間變化特征[5]。

在剖面橫向171m～204m，縱向深度12m～52m區(qū)段，視電阻率值變化絮亂，呈“U”字型低阻異常反映。該異常與XG1-1異常對(duì)應(yīng)良好，推斷是同一采空異常引起，編號(hào)XS1-1。為驗(yàn)證物探異常，在XG1剖面179m～182m之間和189m處分別施工鉆孔XZK205、XZK206和XZK207，其中XZK206在其14.35m～17.97m發(fā)現(xiàn)采空區(qū)，掉鉆2.37m，在其34.54m～37.11m處發(fā)現(xiàn)采空區(qū)，掉鉆2.57m，均無充填；XZK205和XZK208巖心完整，未發(fā)現(xiàn)采空區(qū)。綜合鉆探驗(yàn)證和地質(zhì)調(diào)查情況，認(rèn)為該低阻異常是采空區(qū)引起[6]。

2.2 某調(diào)查區(qū)MG1、MS1高密度、瞬變電磁綜合剖面

該調(diào)查區(qū)位于礦區(qū)東部區(qū)域，采礦活動(dòng)規(guī)模小、時(shí)間段，經(jīng)過搜集資料及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該調(diào)查區(qū)為民采金礦點(diǎn)，多以探礦平硐和豎井為主，形成的大規(guī)模采空區(qū)較少，僅在調(diào)查區(qū)中部形成一處采空區(qū)，深度距地表約40m[7]。

MG1高密度剖面，其方位角117°，長(zhǎng)度357m，剖面控制深度約66m。該剖面視電阻率值縱向上整體表現(xiàn)為由淺至深逐漸增大的電性特征，橫向上呈現(xiàn)高低阻相間變化特征。在剖面橫向126m～132m區(qū)段表現(xiàn)為明顯的低阻異常區(qū)，異常相對(duì)較窄，由上至下呈連續(xù)低阻異常特征，存在向下延伸趨勢(shì)，結(jié)合已有礦山資料和地質(zhì)調(diào)查情況，推斷該異常是局部裂隙發(fā)育引起，編號(hào)MG1-1；在剖面橫向168m～195m、縱向深度24m～53m區(qū)段表現(xiàn)為明顯的低阻異常，異常特征明顯，與現(xiàn)場(chǎng)平硐位置對(duì)應(yīng)良好，結(jié)合已有礦山資料和地質(zhì)調(diào)查情況，推斷該異常是采空區(qū)引起，編號(hào)MG1-2；在剖面橫向240m～258m、縱向深度13m～38m區(qū)段表現(xiàn)為明顯的低阻異常，異常特征明顯，結(jié)合已有礦山資料和地質(zhì)調(diào)查情況，推斷該異常是采空區(qū)引起，編號(hào)MG1-3。MS1瞬變電磁剖面與MG1高密度剖面平面位置部分重合，剖面方位角117°，長(zhǎng)度108m，剖面控制深度約150m。

該剖面視電阻率值縱向上整體表現(xiàn)為由淺至深逐漸增大的電性特征，橫向上呈現(xiàn)高低阻相間變化特征。在剖面橫向162m～192m，縱向深度30m～70m區(qū)段，視電阻率值變化絮亂，呈“U”字型低阻異常反映。該異常與MG1-2異常對(duì)應(yīng)良好，推斷是同一采空異常引起，編號(hào)MS1-1[8]。

3 結(jié)語

通過上述的分析可知，對(duì)于多種地球物理勘測(cè)方法而言，其在金礦深部采空區(qū)勘查中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其效果非常顯著，并且具有積極的作用，基于這一現(xiàn)狀，這一方法值得推廣與使用。高密度電阻率法共推斷出采空區(qū)7處，礦化蝕變帶1處，裂隙發(fā)育區(qū)4處；瞬變電磁法共推斷出采空區(qū)8處，礦化蝕變帶2處，裂隙發(fā)育區(qū)3處；視電阻率測(cè)深法共推斷出采空區(qū)1處，礦化蝕變帶1處。對(duì)上述三種物探工作方法及鉆探情況進(jìn)行綜合解譯，希望能給相關(guān)人士帶來一定的借鑒意義，與此同時(shí)，希望這一行業(yè)具有良好的發(fā)展空間[9]。