坑道瞬变电磁法在云南某铜矿的试验

程瑞红，李文尧，黎德超

(1. 昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093； 2. 深圳市亚泰克时代科技有限公司，广东 深圳 518031)



坑道瞬变电磁法在云南某铜矿的试验

程瑞红1，李文尧1，黎德超2

(1. 昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093； 2. 深圳市亚泰克时代科技有限公司，广东 深圳 518031)

通过模型实验以及在云南某已知铜矿的坑道内试验来研究坑道瞬变电磁应用的有效性。模型实验观测到由模型体引起的单峰正二次电位异常曲线。在云南某已知铜矿的坑道内进行剖面试验，试验结果与模型实验曲线形态一致，说明坑道瞬变电磁法的找矿试验是有效的。

坑道瞬变电磁法；模型实验；铜矿试验；有效性

瞬变电磁法简称TEM，他是利用接地或不接地回线向地下发射脉冲式一次电磁场，用线圈观测由该脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的空间和时间分布，从而来解决有关地质问题的时间域电磁法[1]。随着瞬变电磁法的发展，瞬变电磁法不仅仅局限于在地表开展工作，在探测深部矿床中，国外的地—井瞬变电磁法已成为常规勘查方法[2]。目前，地表瞬变电磁法已经做了大量的工作，几乎涉及了勘探地球物理的所有领域，并取得了良好的成果[3]；井中瞬变电磁法在理论及应用方面也做了大量的研究工作[4]，而地下坑道瞬变电磁法只是在隧道地质灾害超前预报、探水[5]等方面有应用，在找矿方面并没有应用报道。所以有必要对运用坑道瞬变电磁法进行找矿的有效性进行研究。

1 地质特征

矿区地处中咱微陆块西侧边缘，夹持于金沙江结合带和乡城—中甸岛弧带之间[6]。矿区内出露的地层为古生界泥盆系中(D2)、下统(D1)，地层走向近南北向，倾向东，倾角40(°)～55(°)。矿区为一倾向东的单斜构造，褶皱构造不发育。区域内岩浆活动不强，仅少部分地区有小煌斑岩脉分布。铜矿体位于中泥盆统下段(D21)灰黑色白云岩中，受层位及岩性控制，铜矿体呈层状或似层状产出，产状与岩层产状基本一致。KT1矿体为区内主要矿体，呈近南北向展布，倾向东，倾角40(°)～50(°)，矿体南北长约3 km，东西长约几百米，矿体厚度约1～10 m，铜的品位在1%左右。矿区内主要的矿石矿物为黄铜矿、黄铁矿、方铅矿；矿石构造多为团块状、脉状、网脉状；脉石矿物主要为白云岩、方解石以及石英等。矿区矿床成因属于沉积—改造型铜矿床[6]。

2 地球物理特征

本次试验所测的岩矿石电性参数见表1。

表1 矿区电性参数特征统计

由表1分析可知，团块状、脉状、网脉状铜矿石与围岩等存在2～3个数量级的电性差异，团块状、脉状、网脉状铜矿石表现为低电阻率，测区内围岩则表现为高电阻率。矿区内围岩和矿体存在明显的电性差异，具备开展坑道瞬变电磁法工作的前提条件。

3 坑道瞬变电磁法试验

3.1 模型实验结果

为了进一步探讨坑道内矿体引起的二次电位异常曲线的特点，进行瞬变电磁模型实验。实验结果见图1。

图1 模型实验二次电位多测道曲线

实验结果显示：模型体位于5～8号点之间，引起的二次电位异常位于4～8号点之间，在二次电位多测道曲线中6～13道的电位明显升高，1～6道异常不明显，异常宽约0.8 m，为正异常，异常曲线为单峰曲线，在模型中心位置异常值最大。

3.2 在已知铜矿体的坑道内试验

选择在云南某已知铜矿的南一号坑道内进行试验。试验选择在垂直于矿体走向且已知铜矿的坑道内进行。试验结果见图2。

电位多测道曲线在背景段电位曲线较为平稳，在坑道内矿体部位，二次电位值升高明显。坑道内铜矿体位于3～5号点，铅矿体位于10～11号点。铜矿体引起的异常位于1～5号点之间，铅矿体引起的异常位于10～12号点之间。在矿体位置出现明显的二次电位异常，异常为单峰正异常曲线。在几乎各个测道上均有二次电位高值，二次电位异常曲线形态与模型实验的二次电位曲线形态一致，异常是由矿体引起的。15、20、24、26、29～31、35号点异常值较小，仅在11～15道存在异常。由于坑道内存在铁器，二次电位异常是由铁器引起的。

图2 南一号坑道二次电位多测道曲线

4 结 语

模型实验结果显示，使用倾斜的薄铝板来模拟坑道内倾斜的铜矿体，测线布置于铝板中心平面上，通过铝板中心点且垂直模型走向，瞬变电磁法获得的二次电位异常为单峰正异常。在已知铜矿的坑道内试验结果与模型实验结果一致，表明采用坑道瞬变电磁法对铜矿体进行探测是有效的。

[1] 牛之琏. 时间域电磁法原理[M]. 长沙: 中南大学出版社, 2007.

[2] 吕国印. 瞬变电磁法的现状与发展趋势[J]. 物探化探计算技术, 2007(s1): 111-115.

[3] 李貅. 瞬变电磁法拟地震偏移成像研究[M]. 北京: 科学出版社, 2013.

[4] 尹奇峰, 于景邨, 潘冬明, 等. 瞬变电磁法在矿井超前探测中的研究与应用[C]//第十届中国国际地球电磁学术讨论会论文集. 南昌[出版者不详], 2011.

[5] 陈载林, 黄临平, 陈玉梁. 我国瞬变电磁法应用综述[J]. 铀矿地质, 2010, 26(1): 51-54.

[6] 孔悦, 李传班, 王建设. 云南德钦拖顶铜矿成矿地质条件分析[J]. 有色金属工程, 2015, 5(3): 78-82.

An Experiment of tunnel TEM in a Copper mine of Yunnan province

CHENG Ruihong1, LI Wenyao1, LI Dechao2

(1.FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China; 2.TheShenzhenAteckTechnologyCo.Ltd.,Shenzhen，Guangdong518022,China)

TEM has been made in a lot of research in the application of the mineral exploration, but Tunnel TEM is not yet reported. In this paper, we did model experiment and a test in the tunnel which is known as copper ore body to study the effectiveness of the tunnel TEM application. The experiment is observed in obvious secondary potential abnormal caused by model. Secondary potential abnormal curve is single peak positive abnormal curve. Sectional tests of tunnel TEM conducted is a known ore body tunnel in Yunnan. The experimental results show that the abnormal curve of the secondary potential is consistent with the experimental curve of the model. It explains that tunnel TEM is effective in mineral exploration.

Tunnel TEM; Model experiment; Test of copper mine; Effectiveness

2016-10-12

中国地质调查局项目(12120115036001)

程瑞红(1990-)，男，四川南充人，在读硕士研究生，研究方向：勘查地球物理，手机：17748063197，E-mail：449685335@qq.com；通讯作者：李文尧(1961-)，男，云南昆明人，教授，研究方向：瞬变电磁，E-mail：liwenyao@kmust.edu.cn.

P631.325;P618.41

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.040