可控源音频大地电磁法在四川某矿山地质勘查中的应用研究

可控源音频大地电磁法在四川某矿山地质勘查中的
应用研究
卿露芳，严成明
（四川省冶金地质勘查局六０五大队，四川　眉山　６２０８６０）
摘 要：社会在不断发展，矿产行业随之发展，对能源的需求也不断增加，促进了矿山勘探事业的迅速发展。

而对矿山地质进行勘查必须有先进的技术作为支撑。

可控源音频大地电磁法发展非常迅速，在矿山地质勘查等方面发挥着非常重要的作用，并在矿山地质勘查中取得了良好的实际应用效果。

采用可控源音频大地电磁法对四川某矿山地质进行了勘查，结合地质、地球物理特征，对数据资料进行了处理与解释。

勘探出矿山地质花岗岩的埋深、通道断裂的性质等、勘查区矿产资源钻井的井位等，为设计井深提供了基础资料。

关键词：可控源音频；大地电磁测深法；地质勘探
中图分类号：Ｐ３１４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１８）１０－０２３３－２
Application of controllable Source Audio Frequency magnetotelluric method
in Geological Exploration of a Mine in Sichuan Province
QING Lu-fang,YAN Cheng-ming
（Ｓｉｘ　０　ｆｉｖｅ　ｔｅａｍｓ　ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｍｅｉｓｈａｎ　６２０８６０，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｃｉｅｔｙ，　ｔｈｅ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄ　ｆｏｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ，　ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ａｕｄｉｏ　ｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｖｅｒｙ　ｑｕｉｃｋｌｙ　ａｎｄ　ｐｌａｙｓ　ａ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｇｏｏｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｓｏｕｒｃｅ　ａｕｄｉｏ　ｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ａ　ｍｉｎｅ　ｉｎ　Ｓｉｃｈｕａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ．　Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｅｄ　ｉｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｕｒｉｅｄ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｇｒａｎｉｔｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃｈａｎｎｅｌ　ｆａｕｌｔｓ　Ｔｈｅ　ｗｅｌｌ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｒｅａ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｂａｓｉｃ　ｄａｔａ　ｆｏｒ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｗｅｌｌ　ｄｅｐｔｈ．
Keywords: Ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ａｕｄｉｏ；　Ｍａｇｎｅｔｏｔｅｌｌｕｒｉｃ　ｓｏｕｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ；　Ｇｅｏｌｏｇｉｃ　ｓｕｒｖｅｙ
近年来，由于各矿山规模大小不一，矿产资源开采无序进行，四川某矿山遭到严重破坏。

矿区曾用EH4电法勘探来确定矿山采空区的位置，但是，在塌陷区内存在运输矿车、高压输电线等干扰，无法得到合理数据。

可控源音频大地电磁法(CSAMT法)的特点是观测效率高、分辨能力强、勘探范围大等[1]。

本文结合四川某矿山地质条件及特征，将CSAMT法运用到采空区探测中，取得来较好的效果。

旨在为相关工作提供参考与借鉴。

1 矿山特征
电阻率异常是由于分布于地层中岩石所具有的物性不同所导致的，对于地质探研究具有非常重要的作用，同时在地质解释中发挥着非常重要的作用。

通过岩石这种物性特征，能够对地质异常作出有效的解释。

所以为了更好的将电资料解释工作给做好，必须要全面的掌握岩石的物性参数。

针对该区进行相关研究工作，在电阻率上，花岗岩具有非常高的电阻率特征，而下白垩纪以及上侏罗纪在电阻率上则表现的非常低。

2 矿山地质概况
研究区为四川某矿山地质勘探区，区内地质特征异常复杂，经过多期次频繁的构造活动，主要包括加里东期构造活
动以及华里西构造活动和印支期构造活动与燕山期和喜马拉雅期等，同时岩浆活动非常突出。

二叠系地层在该区东北部区域上零星发育，该地层主要建造特点为海相碳酸盐特征，同时在该区东南部位置上还发育上侏罗纪地层以及下白垩纪地层[2]。

前者主要有夹凝灰岩的泥岩以及粉砂岩和砂岩所构成，大约在1千米的厚度。

后者主要有泥灰岩以及细砂岩和砂砾岩等共同构成。

区内具有非常突出的断裂构造特征，主要呈现NW向以及NE进行展布，伴随这些复杂的构造，形成错综复杂的网络，为该区较深位置的地下水起到了明显的导通作用与阻隔作用。

对该区地质资料进行综合研究分析，发现NW向以及NE向构造区域上具有非常突出的含水层，导水作用与区内的端丽构造存在非常密切的联系。

燕山期花岗岩在区内偏东方向的南部分布广泛，是该区的主要岩浆岩特征。

3 矿山地质勘查
（1）可控源音频大地电磁法(CSAMT法)原理该法是一种先进的物探手段，该物探方法是基于大地电磁法(MT)以及音频大地电磁法(AMT)之上形成。

测量过程中是通过人工源来完成勘探的，实施过程中不会用到自然源。

勘探过程中的电磁场的形成是通过发射源向接地导线（1km~3km）中供音频电流而形成，有双极源以及电偶极之称。

通过发送功率的大小，该方法能够实现10km的收发距离的探测，所以该方法能够完成2公里的测深，对寻找矿产
收稿时间：２０１８－０４
作者简介：卿露芳，女，生于１９８５年，四川峨眉山人，本科，工程师，研
究方向：地球物理勘查。

2018年 5月下 世界有色金属233
资源以及水资源的勘探的研究具有非常重要的意义。

（2）工作方法。

依照此次矿产资源的探测要求，在该区共设置两条测线，分别将其设置成3550米的长度，按照东西方向进行探测，探测过程中利用V8电法工作站来完成，以20A对发射机电流进行设置，此次达到12公里的收发距离。

（3）数据处理。

①首先评价采集的原始数据，对相关的去噪处理措施进行研究，依照噪声对采集治疗的影响，通过有效的去噪措施进行解决，在探测过程中校正畸变视电阻率曲线主要通过相位资料以及相邻点比较趋势分析编辑法来完成。

②通过静态的方式来校正数据。

③数据处理过程中依照定性以及定量的方式进行。

通过地质构造在方法原理上所呈现的相应规律，对平面成果进行有效的定性研究，依照区内断层以及构造和地层变化特征呈现在原始数据中的信息，综合的进行分析，通过这一前提，之后在反演的方法，实现定量化分析定性成果。

④数据分析的过程中遵循已知-未知的研究。

对已经货值的物探以及地质资料进行详细研究，然后综合分析该区地球物理特征以及地质信息，对区内数据进行系统分析，科学的进行过程解释。

（4）资料分析。

1线在研究区域的偏东方向上南侧区域上，该区没有陡峭的地层特征，设置50米的点距，呈现EW
向的方向，泉头组对该线的南端进行覆盖，侏罗系把剩下的测线区进行覆盖。

钻孔ZK03（454m）以及ZK02（576m）分布于该线的2公里的南侧区域上，花岗岩在孔的底部位置上[1] 韩浩亮,高永涛,胡乃联,等.可控源音频大地电磁法在金属矿山采空
区探测中的应用研究[J].矿业研究与开发,2011(6):18-21.
[2] 蒲举,陈宁,武娇阳.可控源音频大地电磁法在矿产勘查中的应用[J].
能源与环保,2011(1):25-27.
可见。

Fl与F2控热断裂的解释，前者为NW向展布，向NE 向倾斜，通过电阻率扭曲特征，在该线上断裂没有将其基底进行切割。

2线在研究区偏北方向上，该区没有陡峭的地层特征，设置50米的点距，呈现EW向的方向，泉头组对该线的南端进行覆盖，侏罗系把剩下的测线区进行覆盖。

Fl与F2控热断裂的解释，前者为NW向展布，向NE向倾斜，通过电阻率扭曲特征，在该线上断裂没有将其基底进行切割。

后者展布方向主要我NE向，向ES向进行倾斜，通过电阻率扭曲特征，在该线上断裂将其基底进行切割，构造裂隙水形成与此。

4 结论
（1）矿山地质勘查中利用可控源具有很多优势，不仅可以实现大深度的探测，精度高，而且具有非常好的抗干扰性。

（2）在对矿区异常和深部地质关系进行解释以及断裂划分和对花岗岩范围以及其深度进行圈定时，必须要通过已知-未知顺序，精细化处理可控源勘探数据处理，对矿山地质情况进行解决。

（3）确定矿井位时要把握断裂的通道、埋深和矿层等问题，结合矿区地质特征和矿山异常确定矿井井位。

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（1）基准站。

基站的选择是GPS对矿山地表进行监测数据的重要来源之一，所有监测数据的变化都以基站的数据为基础，所以基站是GPS变形监测结果非常重要的影响因素。

为了减小基站对GPS监测数据的误差，在选择基准站时需要注意以下几点：①基准站尽量选择在地势高、电台频率覆盖广的位置;②基准站应该设立在已知的坐标上，并且选择地质条件相对优秀的位置;③在进行建设基准站的过程中，应该保证基站附近300m的范围内没有电台干扰，最大程度上保证通信良好;④每个基准站在都应该配备一个对电台起控制作用的天线，布置在GPS接收机的北方。

（2）参数影响。

利用GPS变形监测手段进行矿区测量时，因为转换参数不同，所以矿井的实际坐标和GPS坐标相互分开。

如果转换参数的影响下，测量数据的误差可能会进一步扩大，影响矿井的正常生产。

要想保证测量结果准确度，就必须准确转换参数，为后续的测量工作提供保障。

（3）布设位置影响。

为了提高准确度，测点与基准站之间的距离应该保持在8km之内，并且要均匀分布控制点，降低点位、路径效应造成的误差。

此外，在实际测量之前应该充分的了解矿井概况，GPS变形监测主要是依靠卫星定位系统，所以要尽量将测站布置在开阔地带，方便信号传输。

3实际工作中减小误差的其他方法
（1）降低环境对监测数据的影响。

监测点周围的环境也会影响到监测数据的准确性，所以在选择监测点的时候，要选择卫星信号反射少的地方，同时要远离对卫星信号有遮挡的墙边，边坡坡脚。

山谷等信号不通畅的地方，还要注意，监测点不能在高压线50米以内，要避免高压电弧和电磁辐射对监测数据的影响。

（2）进行重复操作降低操作误差。

在选择观测天线时以零相位或微相位天线为宜，而且每次进行监测开始时要用磁罗经进行对北校准，校准次数不能低于三次，确定准确之后开始测量。

在观测墩上进行标记，每次测量都与标记处量高，同样也要操作三次以上，然后根据数据取平均值，以你尽量降低量高不准带来的误差，影响整个监测数据。

4结语
运用GPS对矿山地表变形进行监测，相比于传统的监测方法，其准确度更高，而且使用更高效、更便捷，属于一种全天候自动化运行的监测系统，现在广泛的被用于各大矿区的矿山地表变形监测。

为了有效降低GPS在矿山地表变形监测中的误差，我们应该严格按照监测操作流程进行操作，详细的对GPS监测点周围的环境进行分析，排除一切对监测数据有影响的干扰因素，以获取更准确的数据，更好的利用GPS技术服务于矿山地表变形监测。

[1] 程霞.GPS技术在清水营煤矿地面变形监测中的应用[J].内蒙古煤炭经
济,2017(22):7.
[2] 邹秀芳.GPS变形监测技术的现状及未来发展[J].科技创新与应
用,2016(13):85.
世界有色金属 2018年 5月下234。