高密度电阻率法在山东莱州小浞河铁矿采空区勘查中的应用
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[ 关键词] 高密度电阻率法 三维可视化 推断解译 钻探验证 铁矿采空区 小浞河铁矿 莱州
[ 中图分类号] Ｐ６９４ [ 文献标识码] Ａ [ 文章编号]０４９５ － ５３３１(２０２０)０１ － １０
Ｌｕｏ ＺｈｉｂｏꎬＬｉｕ ＷｅｎｑｉａｎｇꎬＣａｏ ＰｅｎｇｊｕｎꎬＬｉｕ ＧｕｉｍｅｉꎬＦａｎ ＪｉａｎꎬＬｉｎ ＸｉｎｇꎬＷａｎｇ Ｊｉａｑｉ. Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
铁矿开采形成的采空区进行快速有效的探测ꎮ 钻探
验证工程表明ꎬ高密度电阻率法对铁矿采空区勘查
具有较高的可行性和实用性ꎬ可为准确圈定采空区
范围和进一步的灾害防治提供有利依据ꎮ
[ 收稿日期]２０１８ － ０３ － ０２ꎻ[ 改回日期]２０１９ － １０ － １２ꎻ[ 责任编辑] 郝情情ꎮ
[ 基金项目] 天津华北地质勘查局科技创新项目(Ｂ 类)(编号:ＨＫ２０１９ － Ｂ５) 和天津市地球物理勘探中心科研项目( 编号:ＷＴ － 科【２０１９】 －
形成的采空区主导所致ꎮ 小浞河铁矿开采虽在采空
塌陷发生之后一直处于整顿停止中ꎬ但在塌陷发生
之前已进行了较为频繁的开采活动ꎬ地下存在一定
规模的井巷工程和采空区ꎮ 由于北侧采空塌陷ꎬ地
下井巷工程发生不同程度充水现象ꎬ已无法进入ꎬ加
之开采情况的不明ꎬ勘查区采空区分布、规模等已较
难准确掌握ꎮ 采空塌陷、地裂缝等地质灾害潜在危
ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ － ｄｅｎｓｉｔｙ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａ ｍｉｎｅｄ － ｏｕｔ ａｒｅａ ｉｎ ｔｈｅ Ｘｉａｏｚｈｕｏｈｅ ｉｒｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔ ｏｆ
Ｌａｉｚｈｏｕ ＣｉｔｙꎬＳｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ[ Ｊ] . Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ５６(１) :０１１３ － ０１２２.
０２) 联合资助ꎮ
[第一作者] 罗志波(１９８７ 年 － ) ꎬ男ꎬ２０１３ 年毕业于中国地质大学( 北京) ꎬ获工学硕士学位ꎬ工程师ꎬ主要从事地质矿产勘查、地质灾害调
查工作ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｍａｉｌ － ｂｏｂｏ＠ １６３. ｃｏｍꎮ
１１３
２０２０ 年
地质与勘探
１ 勘查区地质概况
麻岩、含石榴石斜长角闪片麻岩、黑云角闪片岩等ꎮ
地应 用 于 矿 产 勘 查 ( 王 文 龙 等ꎬ ２００２ꎻ 马 德 锡 等ꎬ
２００８ꎬ２０１０ꎻ李水平ꎬ２００９ꎻ孟贵祥等ꎬ２０１１) 、水利水
电工程( 关云鹏和孙禹成ꎬ２００９ꎻ谷艳昌等ꎬ２０１５ ) 、
工程勘查( 刘晓东ꎬ２００１ꎻ 王书民等ꎬ２００４ꎻ 秦磊等ꎬ
２０１３) 、地质灾害( 吕惠进等ꎬ２００５ꎻ孔繁良等ꎬ２００８ꎻ
险性较大ꎬ严重制约着该区社会经济的持续稳定发
展ꎬ影响了当地社会安定ꎮ
高密度电阻率法是将电剖面和电测深相结合的
一种电阻率勘查方法ꎬ属于电阻率法范畴ꎬ但与常规
电法相比ꎬ具有操作简便、成本较低、工作效率高、探
测精度较高、获取地电信息较丰富等优势( 董浩斌
和王传雷ꎬ２００３ꎻ杨振威等ꎬ２０１２ ) ꎮ 该方法已成熟
第 ５６ 卷 第 １ 期
２０２０ 年 １ 月
Ｖｏｌ. ５６ Ｎｏ. １
Ｊａｎｕａｒｙ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ
ｄｏｉ:１０. １２１３４ / ｊ. ｄｚｙｋｔ. ２０２０. ０１. ０１１
高密度电阻率法在山东莱州小浞河铁矿采空区
勘查中的应用
罗志波ꎬ刘文强ꎬ曹朋军ꎬ刘桂梅ꎬ范 剑ꎬ林 星ꎬ王佳奇
磁铁矿体及其采准巷道工程较一致ꎮ 经钻探工程进一步验证ꎬ物探解译推断的采空区位置与钻探揭露
深度较为吻合ꎬ表明高密度电阻率法在铁矿采空区勘查中具有较高的可行性和实用性ꎮ 基于 Ｖｏｘｌｅｒ 软
件平台ꎬ综合基础地质资料以及钻探验证结果等ꎬ对高密度电法测量成果三维可视化可有效快捷地圈定
采空区范围ꎬ为进一步的灾害防治提供有利依据ꎮ
主要为古元古界粉子山群小宋组(Ｐｔ１ ｘ) 二段ꎬ其产状
１ ７０ ~ ４ ７５ ｍꎬ平均 ２ １０ ｍꎮ 根据采准巷道工程判
４０° ~ ７０°ꎮ 岩性主要有黑云变粒岩、石榴黑云斜长片
上铁矿资源) ( 图 １) ꎮ
流冲积相碎屑沉积ꎮ 根据探矿工程揭露ꎬ其下伏地层
( 天津市地球物理勘探中心ꎬ天津 ３００１７０)
[ 摘 要] 本文基于基础资料收集ꎬ通过高密度电阻率法并结合钻探验证工程ꎬ对山东莱州小浞河
铁矿开采形成的采空区进行勘查ꎮ 勘查成果表明ꎬ因充水ꎬ小浞河铁矿采空区电阻率值明显低于周围岩
层ꎬ在高密度电法视电阻率反演断面图上均表现为漏斗状低阻异常ꎬ并且异常体分布相对规则、连续ꎬ与
李彬等ꎬ２０１３) 等领域ꎮ 同时ꎬ该方法也成功应用于
采空 区 勘 查 ( 祁 民 等ꎬ２００６ꎻ 于 宝 新ꎬ２００７ꎻ 雷 旭 友
等ꎬ２００９ꎻ张向宇等ꎬ２００９ꎻ杨镜明ꎬ２０１２ꎻ王华锋等ꎬ
２０１３ꎻ丁金刚和蒋辉ꎬ２０１５ꎻ郑智杰等ꎬ２０１７) ꎮ 本文
基于基础资料收集ꎬ利用高密度电阻率法对小浞河
勘查区位于胶东半岛西北部ꎬ大地构造位置处
控制ꎬ呈单斜构造产出ꎬ为沉积变质型铁矿床ꎮ 矿体
于华北地台南缘胶北地体之胶北隆起区ꎬ沂沭断裂
围岩主要为小宋组二段黑云变粒岩、石榴黑云斜长
小浞河磁铁矿矿体受小宋组二段底部含铁岩系
带东侧( 李会荀等ꎬ２００７) ꎮ
勘查区及周边均被第四系临沂组( Ｑｈｌ) 所覆盖ꎮ
临沂组主要由棕灰色粘土质粉砂、灰黄色含砾粗砂、
片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩等ꎮ 矿体主要赋存于
斜长角闪岩、混合岩化斜长角闪岩中ꎬ矿体形态总体
呈似 层 状ꎬ 与 围 岩 呈 构 造 面 理 接 触ꎮ 矿 体 走 向
砾石等组成ꎬ为河流 Ｉ 级阶地及高河漫滩上的一套河
４０° ~ ６０°ꎬ倾向北西ꎬ倾角 ５２° ~ ６３°ꎬ平均 ６０°ꎬ沿走
０ 引言
勘查区小浞河铁矿位于山东莱州土山镇南西约
２ ５ ｋｍꎬ其开采对当地经济社会的发展做出了积极
的贡献ꎬ但也由于其后期粗放型无序开采ꎬ对当地的
生态环境 造 成 了 较 为 严 重 破 坏ꎮ ２００９ 年 ８ 月 ２４
日ꎬ勘查区北邻农田内发生了一个直径约 ３０ ｍ 的地
面塌陷ꎬ经调查确定该地面塌陷正是由于无序开采
[ 中图分类号] Ｐ６９４ [ 文献标识码] Ａ [ 文章编号]０４９５ － ５３３１(２０２０)０１ － １０
Ｌｕｏ ＺｈｉｂｏꎬＬｉｕ ＷｅｎｑｉａｎｇꎬＣａｏ ＰｅｎｇｊｕｎꎬＬｉｕ ＧｕｉｍｅｉꎬＦａｎ ＪｉａｎꎬＬｉｎ ＸｉｎｇꎬＷａｎｇ Ｊｉａｑｉ. Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
铁矿开采形成的采空区进行快速有效的探测ꎮ 钻探
验证工程表明ꎬ高密度电阻率法对铁矿采空区勘查
具有较高的可行性和实用性ꎬ可为准确圈定采空区
范围和进一步的灾害防治提供有利依据ꎮ
[ 收稿日期]２０１８ － ０３ － ０２ꎻ[ 改回日期]２０１９ － １０ － １２ꎻ[ 责任编辑] 郝情情ꎮ
[ 基金项目] 天津华北地质勘查局科技创新项目(Ｂ 类)(编号:ＨＫ２０１９ － Ｂ５) 和天津市地球物理勘探中心科研项目( 编号:ＷＴ － 科【２０１９】 －
形成的采空区主导所致ꎮ 小浞河铁矿开采虽在采空
塌陷发生之后一直处于整顿停止中ꎬ但在塌陷发生
之前已进行了较为频繁的开采活动ꎬ地下存在一定
规模的井巷工程和采空区ꎮ 由于北侧采空塌陷ꎬ地
下井巷工程发生不同程度充水现象ꎬ已无法进入ꎬ加
之开采情况的不明ꎬ勘查区采空区分布、规模等已较
难准确掌握ꎮ 采空塌陷、地裂缝等地质灾害潜在危
ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ － ｄｅｎｓｉｔｙ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａ ｍｉｎｅｄ － ｏｕｔ ａｒｅａ ｉｎ ｔｈｅ Ｘｉａｏｚｈｕｏｈｅ ｉｒｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔ ｏｆ
Ｌａｉｚｈｏｕ ＣｉｔｙꎬＳｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ[ Ｊ] . Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎꎬ２０２０ꎬ５６(１) :０１１３ － ０１２２.
０２) 联合资助ꎮ
[第一作者] 罗志波(１９８７ 年 － ) ꎬ男ꎬ２０１３ 年毕业于中国地质大学( 北京) ꎬ获工学硕士学位ꎬ工程师ꎬ主要从事地质矿产勘查、地质灾害调
查工作ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｍａｉｌ － ｂｏｂｏ＠ １６３. ｃｏｍꎮ
１１３
２０２０ 年
地质与勘探
１ 勘查区地质概况
麻岩、含石榴石斜长角闪片麻岩、黑云角闪片岩等ꎮ
地应 用 于 矿 产 勘 查 ( 王 文 龙 等ꎬ ２００２ꎻ 马 德 锡 等ꎬ
２００８ꎬ２０１０ꎻ李水平ꎬ２００９ꎻ孟贵祥等ꎬ２０１１) 、水利水
电工程( 关云鹏和孙禹成ꎬ２００９ꎻ谷艳昌等ꎬ２０１５ ) 、
工程勘查( 刘晓东ꎬ２００１ꎻ 王书民等ꎬ２００４ꎻ 秦磊等ꎬ
２０１３) 、地质灾害( 吕惠进等ꎬ２００５ꎻ孔繁良等ꎬ２００８ꎻ
险性较大ꎬ严重制约着该区社会经济的持续稳定发
展ꎬ影响了当地社会安定ꎮ
高密度电阻率法是将电剖面和电测深相结合的
一种电阻率勘查方法ꎬ属于电阻率法范畴ꎬ但与常规
电法相比ꎬ具有操作简便、成本较低、工作效率高、探
测精度较高、获取地电信息较丰富等优势( 董浩斌
和王传雷ꎬ２００３ꎻ杨振威等ꎬ２０１２ ) ꎮ 该方法已成熟
第 ５６ 卷 第 １ 期
２０２０ 年 １ 月
Ｖｏｌ. ５６ Ｎｏ. １
Ｊａｎｕａｒｙ ＡＮＤ ＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮ
ｄｏｉ:１０. １２１３４ / ｊ. ｄｚｙｋｔ. ２０２０. ０１. ０１１
高密度电阻率法在山东莱州小浞河铁矿采空区
勘查中的应用
罗志波ꎬ刘文强ꎬ曹朋军ꎬ刘桂梅ꎬ范 剑ꎬ林 星ꎬ王佳奇
磁铁矿体及其采准巷道工程较一致ꎮ 经钻探工程进一步验证ꎬ物探解译推断的采空区位置与钻探揭露
深度较为吻合ꎬ表明高密度电阻率法在铁矿采空区勘查中具有较高的可行性和实用性ꎮ 基于 Ｖｏｘｌｅｒ 软
件平台ꎬ综合基础地质资料以及钻探验证结果等ꎬ对高密度电法测量成果三维可视化可有效快捷地圈定
采空区范围ꎬ为进一步的灾害防治提供有利依据ꎮ
主要为古元古界粉子山群小宋组(Ｐｔ１ ｘ) 二段ꎬ其产状
１ ７０ ~ ４ ７５ ｍꎬ平均 ２ １０ ｍꎮ 根据采准巷道工程判
４０° ~ ７０°ꎮ 岩性主要有黑云变粒岩、石榴黑云斜长片
上铁矿资源) ( 图 １) ꎮ
流冲积相碎屑沉积ꎮ 根据探矿工程揭露ꎬ其下伏地层
( 天津市地球物理勘探中心ꎬ天津 ３００１７０)
[ 摘 要] 本文基于基础资料收集ꎬ通过高密度电阻率法并结合钻探验证工程ꎬ对山东莱州小浞河
铁矿开采形成的采空区进行勘查ꎮ 勘查成果表明ꎬ因充水ꎬ小浞河铁矿采空区电阻率值明显低于周围岩
层ꎬ在高密度电法视电阻率反演断面图上均表现为漏斗状低阻异常ꎬ并且异常体分布相对规则、连续ꎬ与
李彬等ꎬ２０１３) 等领域ꎮ 同时ꎬ该方法也成功应用于
采空 区 勘 查 ( 祁 民 等ꎬ２００６ꎻ 于 宝 新ꎬ２００７ꎻ 雷 旭 友
等ꎬ２００９ꎻ张向宇等ꎬ２００９ꎻ杨镜明ꎬ２０１２ꎻ王华锋等ꎬ
２０１３ꎻ丁金刚和蒋辉ꎬ２０１５ꎻ郑智杰等ꎬ２０１７) ꎮ 本文
基于基础资料收集ꎬ利用高密度电阻率法对小浞河
勘查区位于胶东半岛西北部ꎬ大地构造位置处
控制ꎬ呈单斜构造产出ꎬ为沉积变质型铁矿床ꎮ 矿体
于华北地台南缘胶北地体之胶北隆起区ꎬ沂沭断裂
围岩主要为小宋组二段黑云变粒岩、石榴黑云斜长
小浞河磁铁矿矿体受小宋组二段底部含铁岩系
带东侧( 李会荀等ꎬ２００７) ꎮ
勘查区及周边均被第四系临沂组( Ｑｈｌ) 所覆盖ꎮ
临沂组主要由棕灰色粘土质粉砂、灰黄色含砾粗砂、
片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩等ꎮ 矿体主要赋存于
斜长角闪岩、混合岩化斜长角闪岩中ꎬ矿体形态总体
呈似 层 状ꎬ 与 围 岩 呈 构 造 面 理 接 触ꎮ 矿 体 走 向
砾石等组成ꎬ为河流 Ｉ 级阶地及高河漫滩上的一套河
４０° ~ ６０°ꎬ倾向北西ꎬ倾角 ５２° ~ ６３°ꎬ平均 ６０°ꎬ沿走
０ 引言
勘查区小浞河铁矿位于山东莱州土山镇南西约
２ ５ ｋｍꎬ其开采对当地经济社会的发展做出了积极
的贡献ꎬ但也由于其后期粗放型无序开采ꎬ对当地的
生态环境 造 成 了 较 为 严 重 破 坏ꎮ ２００９ 年 ８ 月 ２４
日ꎬ勘查区北邻农田内发生了一个直径约 ３０ ｍ 的地
面塌陷ꎬ经调查确定该地面塌陷正是由于无序开采