本文目录一览：
- 1、矿产勘查的阶段划分
- 2、 海水入侵勘查中解决的主要地质问题
- 3、公益性地质调查拉动商业性矿产勘查
- 4、 海水入侵勘查典型实例示范
- 5、实习一 勘查技术 *** 的选择
- 6、-D高密度电法勘探应用实例
矿产勘查的阶段划分
一、矿产勘查是矿业生命周期的之一阶段
在之一章里已经提到，一般来说，矿业周期划分为六个阶段。矿产勘查是矿山生命周期的之一阶段，这个阶段现金流为负值，风险大，回报高。
二、矿产勘查的阶段对比
我国对“矿产勘查”这个词的理解与市场经济国家的理解，存在很大不同。笔者认为，这一差异，不仅造成我国矿产勘查“引进来，走出去”的交流困难，也是形成我国商业性矿产勘查市场的障碍之一。把商业性的矿产勘查(Exploration)一词，以及找矿(Prospecting)、踏勘(Reconnaissance)、草根勘查(Grassroots Exploration)等词汇，等同于预查、普查、详查、勘探，容易引发一系列商业运作的混乱。
(1)矿产勘查大致对应于我国的预查、普查。矿产勘查的要求是找到矿，找到可供预可行性研究的矿体。矿产勘查的工作内容包括踏勘、找矿、草根勘查。矿产勘查阶段不要求查明矿体，不要求对矿床的经济价值做出评价。矿产勘查阶段的要求有，研究矿权区的找矿模式，进行野外踏勘，开展地质、地球物理、地球化学测量，对所发现的矿化现象、物化探异常做分析解释，用槽探寻找地表矿体，用少量空气反循环钻探和金刚石取心钻探，寻找深部矿体。矿产勘查可以大致对应于我国勘查技术标准和规范规定的预查、普查工作。
(2)预可行性研究大致对应于我国的详查、勘探。预可行性研究涵盖了我国详查、勘探的工作：加密钻探、圈定矿体、资源量/储量计算、矿石物质成分研究、矿石加工选冶试验、水文地质工程地质环境地质等开采技术条件研究。预可行性研究还要对矿床开发的经济参数进行评价，评估该矿产品的成本竞争地位。预可行性研究精度为30%左右。
(3)可行性研究大致对应于我国的勘探、可行性研究、矿山设计。可行性研究精度为10%左右。
三、矿产勘查阶段工作内容实例
不同公司对矿产勘查阶段的要求是不同的。不同的公司有不同的做法和要求。勘查阶段由投资者承担风险，勘查阶段的工作不会对公众造成损害(除环保问题外)，所以矿产勘查阶段的工作内容，应属于企业规范和技术要求。现以美国犹他勘探公司为例，公司管理文件将矿产勘查分为三个阶段、七个亚阶段：
1.项目产生阶段(Generative Stage)
(1)研究。收集资料，研究目标区成矿地质条件，根据目标矿床模式，提出找矿设想和找矿 *** 。了解找矿区周边探矿权、采矿权的登记情况。提交研究报告。
(2)踏勘。进行现场调查，取样和取得必要的物化探数据，证实或调整矿床模式的设想，提出找矿靶区。并对可能存在的矿床，进行概略经济评价，提交踏勘报告。
(3)取得矿权。登记矿权、购买矿权或谈判探矿权的期权 *** 协议、签署勘查协议。
2.靶区评价阶段(Target Evaluation Stage)
(1)详细野外和室内作业。地质填图、地球物理和地球化学测量，评估靶区潜力，提出找矿模式和编写工作报告。
(2)靶区检验。施工槽探和少量钻孔，修测地质图，证实找矿模式的设想，修订完善。假如有必要，采大样试验。提交靶区检验报告。
(3)靶区证实。进一步开展钻探，估算品位和推测(推定)资源量，研究矿床是否存在关键性缺陷，提交靶区证实报告。
3.深入勘查阶段(Advanced Exploration Stage)
(1)矿床圈定。对矿床的缺陷做进一步研究，圈定矿体形态，测算矿床的价值，提交矿床圈定报告。
(2)提交开展预可行性研究和可行性研究的报告。
以上仅是美国犹他勘探公司矿产勘查的技术要求，换一个公司就可能完全不同。
海水入侵勘查中解决的主要地质问题
7.2.1 勘查的基本要求
海水入侵具有隐蔽性，且影响的因素较多，单一的勘查 *** 一般难以奏效，因此，必须以先进的理论为指导，以地质调查研究为基础，应用行之有效的综合新技术、新 *** ，对区内已有资料综合分析，不断提高海水入侵的研究程度和质量。
勘查工作程序一般遵循立项论证、勘查设计编写、野外勘查、成果报告编写及提交审查使用等程序。
勘查的主要工作内容：海水入侵范围规模、地质环境条件、形成入侵的条件和影响因素、特征、成因和规律、危害性及防治对策。
（1）查清区域环境地质条件和水环境特征。查清地层、构造的分布、结构和性质，查明工作区地貌类型，海岸地貌和地面高程，掌握地质水文地质条件。调查海水入侵灾害形成条件和影响因素，主要掌握地下水位下降漏斗的成因特征发展。采用地质条件分析、水化学分析、钻探和物探资料分析等手段，确定海水入侵规模、特点、类型、成因和程度。
（2）勘查技术要求。应用遥感技术对海水入侵地区作大范围区域环境影响的解译和观测；区域水文地质工程地质测绘工作主要查明海水入侵区的地貌、地质条件、地质构造、水文地质条件及灾害形成、发展、危害特征；地球物理勘探工作主要针对局部具体问题进行，钻探工作是查明海水入侵体的定向分布形态及变化规律、地层岩性结构特征等；并进行室内和野外测试工作，掌握水质变化规律及成因规律；
（3）通过综合勘查主要解决的地质问题：
a.入侵的规律、特点、类型和成因；
b.入侵地区的地层岩性及结构、地质构造；
c.工作区地貌类型、海岸地貌和地面高程；
d.含水层的岩性、结构与厚度；
e.隔水层岩性、结构与厚度；
f.地下水类型及补给、径流和排泄条件；
g.地下水水位、水质和水温特征。
7.2.2 地球物理勘查解决的主要地质问题
（1）圈定海水入侵空间分布范围；
（2）探测咸淡水界线；
（3）海水入侵通道（古河道、构造）特征；
（4）松散层岩性、结构、厚度及展布特征。
公益性地质调查拉动商业性矿产勘查
为推进社会经济发展， *** 应向公众提供相关的公共信息服务。在矿业领域，就是 *** 运用公共财政，通过 *** 有关地质调查机构，开展基础地质调查，向矿业企业和勘查公司提供信息服务，降低找矿风险，发现新的、开发成本低的经济矿床，提高本国矿业的竞争能力，实现矿业的可持续发展。
一、公益性地质调查机构
地质调查所(局)(Geological Survey)是隶属于 *** 部门的公益性机构。世界各国，地质调查所(局)多数隶属于矿业部、能源部、自然资源部，发展中国家主要采用这种模式；少数隶属于经济部、工业部、商业部；个别隶属于科技部，如日本、韩国、英国，这些国家已几乎没有矿业。我国是将地质调查所的功能分置于中国地质调查局、中国地质科学院、国土资源部信息中心，归国土资源部领导。领土大的国家，设立州或省的地质调查所。管理体制因不同国家而异。我国在贯彻《国务院关于加强地质工作的决定》中，各省(自治区、直辖市)也将成立公益性的地质调查机构。
二、地质调查所的工作任务
地质调查所与矿产勘查有关的任务有四个方面。
1.基础地质填图
笔者曾问过芬兰地质调查所所长拉普兰宁(Veikko Lappalainen)，请他用最简洁的语言来表达地质调查所的主要任务。他的回答是：“填图、填图、填图(Mapping，mapping，mapping)”。测制各类不同比例尺的地质图、地球化学图、地球物理图，并用地质科学新的理论和新的技术 *** ，对各类地质图件及时更新换代，是地质调查所最基本的工作任务。高质量的基础地质图件，涵盖了巨量的二维和三维空间信息，可以最有效地帮助缩小和选定找矿靶区，节约勘查成本，降低找矿风险。基础地质填图将拉动商业性矿产勘查。
2.建设和维护地质数据库
由于信息和制图技术的发展，勘查公司更需要各类海量的、各种比例尺的地质图数据库、地球物理数据库、地球化学数据库，以及矿产地数据库、岩心及样品等实物数据库等。地勘单位和勘查公司的地质学家利用这些数据库，研究找矿靶区和找矿 *** ，结合自己的野外勘查数据资料和地质认识，形成新的专门勘查图件，提高勘查的效率和找矿成功率。当前，地质调查所要同时提供纸介质产品和数字化产品。
岩心及样品等实物数据库对于勘查公司是非常重要的。芬兰地质调查所的岩心数据库，收集有12 000大箱，共19 300个钻孔的岩心，其中有芬兰地质调查所自己施工钻孔的岩心，但多数是收集矿业公司和勘查公司的岩心。从计算机上检索后，有方便的设备，提供勘查公司查看岩心实物，用于研究和找矿。
这里要特别提一下商业性矿产勘查中产生的地质资料，即矿产勘查公司的资料。在绝大多数国家，矿业法或相关法规中都有规定，勘查公司应按时提交矿产勘查年报和最终报告，在探矿权灭失或在规定期限以后，矿产勘查公司的地质勘查资料也必须向公众公开，成为 *** 有关部门或地质调查局数据库的组成部分。在同一找矿靶区，几上几下，多次更迭探矿权人，是矿产勘查的客观规律。公司的矿产勘查资料，依法进入 *** 机构或地质调查机构的地质数据库，可以避免在同一探矿权区，做重复的工作，充分利用社会资源，降低矿产勘查的社会成本。
3.矿产资源调查评价
地质调查所(局)在矿产勘查上，以及在矿产资源调查评价上，到底应做多少工作，应当怎样开展工作，一直是我国公益性和商业性地质工作分开运行、地质勘查体制改革中更具争议的话题。
公益性地质调查机构在矿产勘查中的工作，有以下三个发展趋势，是具有共性的。之一，随着社会经济的发展，各国地质调查所(局)已经很少直接开展矿产勘查工作，而且是越来越少。过去的事例和个别国家的个别事例，不能作为公益性地质调查机构的工作方向，不应作为公益性地质调查机构开展矿产勘查的理由。为我国广泛称道的法国、伊朗地质调查所(局)开展矿产勘查的模式，实质上还是由公司运作。第二，公益性地质调查机构开展矿产资源调查评价的任务，是评价区域矿产资源的潜力。其目的是给 *** 宏观决策，制定相关产业政策提供背景资料，是给投资者选择项目提供帮助，开展矿产勘查公司难以开展的区域性的地质工作，提高商业性矿产勘查的找矿成功率，拉动商业性矿产勘查，而不是追求公益性机构自身的找矿成果和业绩。实际上，公益性地质工作，也难以投入大量重型山地工程进行风险勘查，更不能将纳税人的钱、将公益性的成果，用于为特定的单位谋利益。第三，公益性地质调查机构在矿产资源方面的工作越来越重视信息的收集、加工、整理、分析、发布。包括各类矿产的储量、储量基础、资源量；各类矿产的产量、贸易量，甚至到主要矿山的生产情况；矿产勘查的动态和进展。发达国家的矿业生产、贸易、消费大国，还要关注全球的矿产资源信息。例如美国地质调查所的海因博士(Dr.James R.Hein)，就是负责锰矿的，他了解全球锰矿的成矿潜力，包括海底锰结核、锰矿勘查、储量资源量和锰矿的生产，所提供的资料为 *** 和与锰矿有关的公司服务。
世界银行曾向发展中国家 *** 提出建议，公益性地质调查机构的作用是“矿产调查、地质测量、地质图出版，及时收集可供矿产勘查的地质数据。”“ *** 的地质调查机构，不应当进行和资助任何矿产勘查和可行性研究的计划。”公益性地质调查机构要发挥促进矿产勘查开发投资的作用。
以下，用两个实例来说明公益性地质调查机构矿产资源调查评价工作，以及和商业性矿产勘查的联系。例如，1993～1995年南澳大利亚州地质调查所执行了一项包含多种技术的航空物探计划，所提供的大量找矿信息，拉动了南澳大利亚州的商业性矿产勘查，勘查许可证登记面积和勘查投入增加了近一倍。又如，巴西亚马孙地区，属热带雨林，进入困难，地质工作程度低，勘查风险大。巴西地质调查所对该地区部分基性超基性岩体的含矿性，开展调查评价和研究，指出了若干有望岩体，吸引了找矿人和初级勘查公司进入该区寻找与基性超基性岩体有关的镍和铂钯矿。
4.专题研究
高水准的地质调查成果是由高水准的地质专题研究支持的。公益性地质调查机构在矿产资源调查评价中，开展重点成矿区带，有潜力的新区的矿床成矿特征、矿床模式的研究，成果为勘查公司利用。例如西澳大利亚州地质调查所的地质学家韦特(W.K.Witt)的《西澳大利亚州东部金矿孟席斯-康巴尔达(Menzies-Kambalda)的金矿成矿》的报告，就为BHP西澳大利亚州勘探公司利用，取得了找矿效果。有些有成就的矿床地质学家，离开地质调查所(局)以后，加入勘查公司，促进了研究成果的转化。例如，加拿大地质调查所的首席科学家(Chief Scientist)富兰克林(Dr.James M.Flanklin)，是著名的海底火山成因块状硫化物型矿床专家，1996年就加盟了一家加拿大初级勘查公司：China Clipper Gold Mines Ltd。
三、服务方式
公益性地质调查机构向找矿人、初级勘查公司、大型矿业公司等提供服务，其服务方式是提供地质信息产品。地质调查所通过自己开展的地质调查和专题研究，收集大学、研究院所、产业界的成果，得到信息，不断更新、加工，形成权威的国家地质知识库。这个国家地质知识库是国家矿产勘查竞争力的体现。英国邓迪大学的奥托教授(James Otto)，1994年对45个国家的地质调查所进行了问卷调查，其中41个地质调查所都认为，有三种服务是最重要的，即地质图和地质报告的出版、地质数据的提供和管理、测试化验的服务。
公益性地质调查机构必须保证向公众发布地质信息的质量，确保数据和结论的真实性、客观性和完整性。这些信息将对商业性矿产勘查的选区、立项、实施有重要的影响。因此地质调查所(局)在发布地质信息时，要说明数据的来源、获取数据的 *** 、数据的再现性、使用的科学假设和统计程序。与矿产勘查有关的地质信息的载体有地质图、地质专题研究报告、各类定期出版物、数据库、多媒体资料、地质调查所(局)网站等。
各国公益性地质调查机构，大致按三种价格机制向矿业公司和勘查公司提供地质信息服务。少数是免费和按成本价提供，多数是收取名义价，即象征性收取，个别是谈判价。公益性地质调查机构是纳税人支持的国家事业单位，之所以愿意向企业以免费、成本价、名义价的方式提供信息服务，是基于拉动商业性矿产勘查的理念、发现经济矿床、达到扩大税收基础、保障就业、推动落后边远地区的社会经济发展、提高本国矿业竞争力的目的。
四、经费与考核
各国地质调查所(局)的经费，主要来自主管 *** 部门的财政预算。总的趋势是地质调查所(局)的经费多元化。其实，各国地质调查所(局)并不是完全的“事业单位”。除了主管 *** 部门的财政预算，还有其他 *** 部门委托任务的项目费用，如国防、环境、卫生等部门委托的项目费用。在矿产勘查方面，地质调查所(局)利用自己的地质学家、测试条件、野外设备，按合同承包勘查公司的技术劳务，已是很普遍的现象。例如，芬兰地质调查所为芬兰帕塔瓦拉(Pattavvara)金矿在现场建立了分析实验室，实验室工作人员来自芬兰地质调查所，承担了该金矿各个采场、选矿厂的全部分析工作。
各国地质调查所(局)对公益性地质调查成效的考核，源自于公益性信息产品服务的理念。澳大利亚AGSO的鲍威尔指出，对澳大利亚地质调查机构成就的考核，根本在于地质信息服务的质量、范围和层次，公益性地质调查机构是围绕这个根本目的工作的。公益性地质调查机构自己找到矿，并不是其工作的根本目的所在。
可以从以下几方面考核公益性地质调查机构的业绩。
1.对商业性矿产勘查的拉动
加拿大第56届矿业部长年会提出， *** 每投入100万加元，可以拉动公司500万加元的矿产勘查投入，从而可以发现原位价值为1.25亿加元的矿产资源，并创造40个矿产勘查的就业机会。
2.使矿产资源增值
在澳大利亚《政策报道》上，马修斯(M.Matthews)提出，2003年， *** 在地质调查上每投入1澳元，可以使地下矿产资源增值180澳元。
3.开展重要的基础地质调查项目以后，探矿权申请覆盖面积的变化
前面介绍了澳大利亚南澳大利亚州地质调查所的情况，其1993～1995年执行的一项航空物探计划，使勘查许可证登记面积增加了近一倍。加拿大安大略省地质调查所也做过类似的考核。
4.地质图、地球物理地球化学图、专题研究成果、地质出版物、多媒体资料发放和出售情况
5.公众对地质调查所专家的查询咨询状况，对地质调查所网站的点击率
加拿大自然资源部矿物与金属分部(Minerals and Metals Sector)，提供涉及矿产勘查的公益性部门全体专家的查询 *** 。这些 *** 有三种分类。之一种是按矿种分类，共有58个矿种，若要了解锰矿，可以找Michel Gaetan，他同时还负责铌、钨、铬、石棉、铁矿和蛇纹石。第二种是按矿业的专题分类，分勘查的环境评估、矿产勘查分析、矿产储量计算、矿产勘查就业、矿业税收解释等。第三种是按国别分类，例如孙建平博士就负责回答中国的矿产勘查投资方面的问题。通过有专家的名字和 *** ，很容易了解相关的问题，取得信息。
海水入侵勘查典型实例示范
7.5.1 高密度电阻率海水入侵调查
图7-1给出的是马来西亚Yansedah海水入侵调查中的高密度电阻率成像断面。剖面清晰地显示咸水、淡水、页岩基底的形态和分布特征（S.S.Abdul Nassir等，2000）°
7.5.2 航空电磁法海水入侵调查
滨海平原地形平坦，海水入侵面积大，加之海水为良导体且埋深不大，为航电圈定海水入侵范围、在海侵区寻找高阻淡水储层，提供了充分的地形、地质、地球物理前提，也为发挥航电高效、廉价的作用创造了条件。
海水沿沙层或透水性好的土壤（亚沙土等）入侵时，海水引起的航电异常，从海边向内地呈由强—弱的暂变过程。海水入侵若遇断裂带阻断，则引起的航电异常边界明显，且场值很强。
若海水沿断裂带深入内地时，则航电异常呈条带状分布。当断裂带断距较大，则异常较宽、异常两侧较陡（呈“博士帽”形状）；当断破带倾斜明显，则航电异常对应倾斜方向一侧陡度变缓。图7-2是航电在苏北白塔埠地区探测到的海水沿断破带侵入内地的典型实例（距海边已有40多km）。图中航磁异常证明断裂带（沿断裂侵入的磁性脉岩）的存在，航电异常则由海水入侵引起（当地没有一种其它导电地质体能引起如此强的电磁异常，事后了解到当地群众打井在穿过3～6m粘土层时已见到咸水）。从磁异常的分布和航电异常右侧陡度较缓的特点，说明断破带向东倾斜（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，实测）。
图7-1 地下水入侵测量反演剖面
迭代4RMS误差＝4.9%；电极率＝5.0m；反演电阻率剖面OHMM
图7-2 航电典型异常图
7.5.3 电阻率法在莱州湾地区海侵研究
山东省莱州湾地区地下水连年超采，导致了严重的海水入侵灾害，浸染面积达1000km2。物探 *** 具有灵活、方便的特点，因此在莱州湾海水入侵防治研究中得到了广泛应用。
（1）确定咸淡水的电阻率特征值见表7-4。
（2）对称四极剖面确定咸淡水界面：图7-3是在寿光咸水入侵区测得的复合对称四极剖面曲线。5号测点以北Ps值均小于15Ω·m，为咸水区；5～15号点ρs逐渐升高，为过渡带；15号以南为淡水区。咸淡水分界面在15号测点附近。测量的同时，对剖面上的民井作了调查，咸水区的水井由于水咸已多年不用，过渡带的井大旱时还可提取上层水浇地后开始返碱，表明水质较差。调查与物探结果完全一致。
表7-4 山东莱州湾滨海平原不同入侵段ρs值变化范围
图7-3 寿光市咸水浸染区Ps剖面图
（3）电测深圈定海水入侵通道及形态：在滨海平原区，第四系砂层、基岩风化壳、古河道、断裂带、岩溶带均可能成为海水入侵的通道，而咸淡水接触关系的平面及剖面形态则反映了海水入侵的形态。莱州市海水入侵防治示范区表明：①在第四系冲沉积物分布广，且砂层厚，面积大的地区，海水顺砂层全面推进，平面上呈面状入侵；②古河道砂层、断裂破碎带及岩溶带，由于透水性好，海水顺古河道、断裂破碎带、岩溶带呈带状入侵。图7-4表明，在淡水区古河道的等视电阻率剖面图上，古河道呈高阻闭合圈。断层破碎带及岩溶带无论在海侵区或在淡水区，其形成的通道在等视电阻率剖面图上均呈长条形低阻闭合圈，但淡水区比入侵区电阻率值偏高；③在第四系冲积物分布广、且砂层比较均匀的地方，海水顺第四系砂层入侵，所得的等视电阻率一般呈舌形形态；在上有第四系覆盖物、下有基岩风化层的地方，海水不仅顺第四系砂层入侵，而且也顺风化层入侵，其入侵形态亦呈舌形（图7-5）。
图7-4 莱州市海侵防治示范区低阻闭合圈及高阻闭合圈
（4）监测咸淡水界面的运移规律：采用圈定电测深剖面法。即将各测点圈定，定期进行探测，然后对比不同时间的探测结果，便可以分析出咸淡水界面的运移规律。
图7-5 莱州市过西海侵监测剖面ρs等值线
图7-6 寿光示范区I—I′剖面不同时期ρs特征值曲线分布图
图7-6为“八五”期间咸水入侵综合防治寿光示范区I—I′剖面5个不同时间测出的咸淡水界面ρ。特征值曲线分布图。由图可看出，在AO=12～74m的深度范围内，各个测次的Ps特征值变化不大。在AO=74～170m的深度范围内，1993年12月和1994年6月的曲线均比1993年6月实测的曲线向前运移了一段距离，其中1993年12月的曲线向前运移了157m,1994年6月的曲线向前运移了204m。由于1994年汛期后利用弥河水进行了大面积回灌，地下水位有所回升，所以1994年12月和1995年6月的曲线比前两次有所回退，其中12月份的曲线回退了100m,6月份的曲线回退了193m，但与1993年6月份的曲线相比，还分别向前推进了57m和11m。与电测剖面平行，还同时布设了水质监测剖面，根据水质资料分析的界面运移规律与物探分析的规律基本一致（刘青勇等，实测）。
参考文献
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肖红，唐依民.2000.充电法解决海水入侵问题的探讨，勘查科学技术
周训等.1997.广西北海市海水入侵原因及防治对策物探.《中国地质灾害与防治学报》
S.S.Abdul Nassir等.2000.Solt-Water,intrusion mapping by geoelectrical imaging surveys.Geophysical Prospecting
实习一 勘查技术 *** 的选择
【实习目的】
(1)通过学习实例，进一步了解如何根据不同的勘查阶段、不同的地质条件和矿产特征、自然地理条件等影响因素，选择适合勘查区自身条件的勘查技术 *** 的成功找矿经验。
(2)通过实习，了解如何根据现有不同程度的地质资料，确定需开展何种程度的勘查工作，根据不同勘查程度的要求，合理地选择勘查技术 *** 。
【实习要求】
(1)根据实例，认真学习和领会矿产勘查的找矿思路、勘查路线，如何依据勘查区实际选用合理的勘查技术 *** 和手段开展找矿工作和实现找矿的突破。
(2)根据所提供的地质资料，结合矿产地地形、地貌、气候条件，以及矿化、矿化区地质特征，充分利用各种找矿信息，合理地选择勘查技术 *** 。并说明选择的理由。
(3)选择勘查工程手段要体现目的，并要考虑浅部或深部的具体情况。
【实例资料】
智利北部晚始新世—早渐新世斑岩铜矿带勘查
智利的铜矿储量及其年产量居世界之一位，同时，铜、钼、金、银等矿产资源在世界上也占有重要地位。智利北部的晚始新世—早渐新世斑岩铜矿带是智利第三纪斑岩铜矿床的重要组成部分。这些矿床发现的勘查地质工作部署和勘查技术工作策略给勘查人员以深刻的启示:按区带安排勘查计划，选择合适的勘查技术组合，获取区域和局部地质信息，以地质资料为指导，最后实施深部工程验证和矿体揭露。
1.区域地质概况
智利北部晚始新世—早渐新世斑岩铜矿带位于南美安第斯斑岩铜矿带内，斑岩铜矿大多是于中生代和第三纪成矿(图1-1)。南美安第斯斑岩铜矿带是环太平洋成矿省的一部分，因太平洋洋壳向南美大陆的板块俯冲，至南美大陆西缘产生岩浆活动和成矿作用，形成与南美大陆西缘平行的一系列成矿带。而智利第三纪斑岩铜矿带的矿化作用与始新世的中性斑岩侵入有关，矿化发生在网状脉或角砾岩筒内，具有典型的斑岩铜矿热液蚀变分带模式和硫化物(黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿)矿化特点。
2.勘查技术 *** 的选择
(1)根据已知矿床地质特征，在找矿区开展地质填图。斑岩铜矿床具有独特的蚀变分带模式，其分带特征和痕量元素分散模式为勘查部署和选择相应的技术组合提供了基础。埃斯康迪达铜矿床就是通过区域和局部地质填图及化探取样，研究区域地质特征和异常特征，通过斑岩的分带体系(蚀变分带)，推测斑岩体中心位于砾石覆盖区之下，进而发现矿体。同样萨尔迪瓦矿床也是依据零星露头的基岩的地质填图揭示斑岩铜矿床系统，从而推测矿 *** 置而布钻发现的。
(2)遥感地质调查作为前期面上普查工作的技术手段。智利北部斑岩铜矿带的遥感地质调查工作早在20世纪50年代就开始实施。智利勘查公司在50年代沿西部裂隙断层带，南自埃尔萨尔瓦多以南，北到塞罗科罗拉多实施了航空摄影调查及地质调查，根据航片上的区域色异常选定进一步工作的靶区，找到了克夫拉达布兰卡各科亚瓦西在内的几个斑岩铜矿床。
(3)岩石地球化学、激发极化、重力测量在智利北部斑岩铜矿带找矿中的作用。智利北部多数斑岩铜矿床受砾石层覆盖，有的地区厚度上百米。在有限的露头区开展区域地质填图与水系沉积物及岩石地球化学采样，激发极化、重力测量均发挥了各自的作用。埃斯康迪达和萨尔瓦尔就是区域地球化学测量的典例，极发激化测量等物探手段在圈定砾石覆盖区斑岩系统分布范围、钻孔定位等方面取得了一定效果。
图1-1 智利北部斑岩铜矿带
智利埃尔印第奥-马里昆加金矿带勘查
智利北部的马里昆加金矿带是20世纪80年代以来世界矿产勘查的重大发现之一，有可能成为21世纪重要的金矿区。自埃尔印第奥金矿带发现后，极大地鼓舞着人们在其外围进行金矿的勘查。在埃尔印第奥金矿带的北部，通过大区域踏勘和系统的化探工作，导致了一系列的重要发现，从而发展成为马里昆加金矿带。在整个马里昆加金矿带的发现过程中，所采用的技术手段非常简单，但效果甚佳。总体来说，这里是一个矿产勘查的新区，矿产勘查 *** 的组合技术应用是十分重要的。
1.地质简况
埃尔印第奥矿床位于拉塞雷纳(LaSerena)以东125km靠近国界处，海拔4150m。它是一个与第三纪中-晚期岩浆作用有关的、产在长英质火山岩中的高硫浅成热液矿床。
矿床赋存在断裂带中，含矿带长200m，深300m以上。容矿围岩为英安凝灰岩、安山质角砾岩以及火山碎屑岩。矿化主要集中在两个成矿期，即早期形成的是块状硫化物矿脉，其中含黄铁矿、硫砷铜矿和明矾石;晚期为金-石英脉，并切穿了之一期矿化脉。大部分金与第二期矿化有关，产在微小的裂隙里。
2.勘查与发现
埃尔印第奥矿床最初是由当地人于1967年发现的。当时只在夏天开采高品位的铜矿石。1973年由于金价的升高，开始手工挑选高品位的金矿石。1974～1976年间，EMAMI公司在印第奥矿床的周围30km长的蚀变带上开展地质、地球化学、地球物理勘查工作，并认识到其具有浅成热液型金银铜矿床远景。
在1976年年底前开展了广泛的勘查项目，包括最原始的地质填图以及细粒土壤地球化学取样和岩石拣块取样，分析Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn。在印第奥当地人的工作区约3km2内，按60m×20m的网格采集了细粒土壤样品。2000个样品各元素的算术平均值为Au0.55×10-6，Ag7.64×10-6，Cu98×10-6，As1283×10-6，Pb283×10-6，Zn72×10-6，Au、Ag、As和Pb具有明显异常，并表现出正相关性(图1-2)。尽管Cu和Zn由于表生作用可能亏损，但Au和Ag分别超过1×10-6和15×10-6，它们的异常范围与后来发现的矿化脉十分吻合。As主要富集在臭葱石和其他含砷矿物中，As的异常范围要比Au、Ag、Pb大得多，因此，As是一种十分有用的探途元素。由于硫砷铜矿和黄铁矿的溶解度低，再加上石膏的屏蔽作用，矿脉在地表上的显示不明显。到1987年年中，共完成了地表钻探工作1720m，槽探工作4078m，而道路建设也揭露出一些露头。
图1-2 埃尔印第奥土壤Au、Ag、As综合异常图
1978～1979年间，完成了地表钻探工作4220m，槽探工作3920m。然而，直至1979年5月才揭露出北东向的高品位石英脉。按2m间距作刻槽取样，Au品位达3543g/t，故将该脉称作Indio Sur 3500。这条富矿脉位于距当地人找到的矿约100m处，但由于该矿体隐伏于覆盖层2m以下，当地人未能发现它。
【实习资料及要求】
1.矿区简况
某测区位于××县城43°方向，平距10.5km，地理坐标:东经DDD°MM'SS″～DDD°MM'SS″，北纬DD°MM'SS″～DD°MM'SS″，面积约20km2，隶属××县××镇所辖;某县级公路从矿区西侧通过，有长15km的乡村公路与之连接，距××县城约22km，交通较方便。
图1-3 某区1∶5万土壤地球化学异常图
测区为风化剥蚀中低山区，地形地貌由北东向的山脉和沟谷相间构成，更高海拔为1561m，更低点在北西坡附近，海拔为1050m，相对高差为511m;区内浮土掩盖严重，植被发育，多为灌木林，通视较差。
矿区气候四季宜人，年平均气温17～18℃，雨季多集中在7～8月间，其间多为雾天。
当地为多民族杂居区，经济收入主要靠农业及少量林业，主要农作物有稻谷、玉米、荞及茶果等;尚无工矿。
1989年，某地质大队开展过1∶5万土壤地球化学测量工作，在区内发现1.5g/t的金矿化显示;并圈定了金异常区(图1-3)。1990年4月，通过X荧光仪现场测试，又发现了1.5～5.2g/t的金矿化显示，认为测区有一定的找金前景。
2.实习步骤及要求
(1)认真了解矿区各有关信息。
(2)根据勘查技术 *** 选择的影响因素，即勘查阶段矿区地质条件和矿床特征、自然地理条件等，选择更佳的勘查技术 *** 。
(3)根据图1-3，初步圈定矿区勘查范围。
(4)对选用的勘查技术 *** 和勘查工程手段要说明其理由。
-D高密度电法勘探应用实例
在这一节，我们来看一些2-D高密度电法勘探的例子。
4.3.1 地下水探测
该测线数据是由丹麦Aarhus大学地球科学系完成的Grundfor区近地表松散沉积物和地下含水层中的岩性探测结果（Christensen et al.，1994）。反演模型中的低电阻率区（图4.28）为第四纪冰川粘土沉积层，而高电阻区则是砂质沉积层，并沿测线布置了一些钻孔，探测结论得到了证实。
温纳（Wenner）γ装置（或称为差分装置，图1.6c）有一个相对不寻常的布设方式，供电电极和电位电极相互交错，相对于温纳（Wenner）α、β装置来说，在实际勘探中，温纳（Wenner）γ装置很少使用。但是，在某些情况下，该装置可能会有一些优势，探测深度明显高于温纳（Wenner）α装置（0.59a与0.52a相比，见表3.2），然而电位电极比α装置少33％，相比而言，温纳（Wenner）β装置的观测电压是γ装置的1/3，在噪声严重的环境下，该装置是比较有利的。图4.29a为温纳（Wenner）γ装置在尼日利亚（Acworth，1981）Bauchi地区地下水探测的拟断面图。在该地区，地下水常见于结晶基岩的上覆风化层中，风化层较厚地区的基岩裂隙是含地下水良好的目标。在该地区，采用温纳（Wenner）α，β和γ装置进行了探测，同时使用Geonics EM34-3系统的电磁剖面探测（Acworth，1987），此处，作为一个例子，仅给出了温纳（Wenner）γ装置数据结果。为了突出土壤层和基岩之间的边界，使用了稳健反演技术。反演模型如图4.29b所示，低电阻率的风化层厚度一般为10～20 m，在桩号为190的下方有一不足20 m宽的垂直狭窄的低电阻率区域，可能是基岩裂隙带，在基岩裂隙带边缘，桩号为175的地方布设了一口钻井，出水量低于预期结果（Acworth，1987），在这种情况下，2-D电阻率模型对裂隙区中心位置精确定位将是有有益的，可以改善井的出水量。
图4.28 实测视电阻率视剖面及反演模型
图4.29 Bauchi地区地下水探测
4.3.2 岩脉探测
在图4.30的上部靠近剖面中间部位，岩脉出现了一个较为突出的高电阻率区域（Dahlin，1996）。在这套数据中，相对于较低的岩脉剖面来说，高阻岩脉的宽度远小于埋藏深度，反演非常困难，所以，浅层部位没有得到很好的解决，如果使用较小的阻尼因子，将会导致模型剖面中的电阻率值振荡。要反演这套数据，垂向平滑滤波值应该设置为横向滤波值的两倍，因为岩脉主要在垂向上，由于火成岩岩脉和周边的沉积岩之间的电阻率差异明显，使用了强制模型反演技术，在模型剖面中，岩脉表现为一个较突出的垂向高阻异常体。
图4.30 Odarslov岩脉实测视电阻率视剖面及反演模型
图4.31 滑坡勘探实例
4.3.3 滑坡探测
马来西亚所面临的一个自然灾害问题是山体滑坡，由于积水范围内的部分斜坡变得十分脆弱，从而诱发滑坡，图4.31为在一低阻山体滑坡地段上进行探测的结果，基岩（花岗岩）风化后，生成砂土与粘土相混合的不均匀物质。从反演处理结果来看，测线中心下方的低阻区较为突出，这可能是由于积水造成了电阻率降低，小于600Ω·m。为了加固边坡，就必须从该区域抽出多余的水，因此，对地下积水区域精确成像显得非常重要。
4.3.4 废旧工厂用地探测
在工业国家，一个常见的环境问题就是废弃的工业用地污染治理，这些用地还可以恢复，因此，有必要对埋在地下的老工业材料（如金属和混凝土块）进行成图。这些地区另一个问题是工厂地下的化学污染物，由于场地的自然现状，地下往往是非常复杂的，对大多数地球物理 *** 来说是一个挑战。图4.32是一个废弃工业用地垃圾渗漏液探测例子，探井较少，地面的废弃物正通过污物潟湖流入到地下砂岩内（Barker，1996），并从附近的小溪看到了渗透出的垃圾渗滤液，但是，该地下污染程度还不清楚。
图4.32 工业污染实例
沿着潟湖和小溪之间的老铁路路基进行高密度电法勘探，金属铁轨已拆除，但是部分嵌入地下的装载沥青大金属托架依然存在。在视电阻率剖面中（图4.32a），受污染的地下水聚集区显示为低阻，在测线桩号140右侧；金属物托架为一 “V” 字形低阻异常，测线桩号90附近。从反演模型（图4.32b）来看，反演处理已经成功重建了金属物在近地表正确的形状；在剖面右半部分有一低阻异常区域，由受污染的地下水所引起，依据剖面可以清晰地圈定出羽状边界在桩号140处，污染区域似乎已扩大至30 m深的地方。
4.3.5 粘土层洞穴探测
该项探测的目的是为了查清粘土层下8～20英尺（ft）处砂岩层中的洞穴，随后的钻井证实了高密度电阻率法探测的结果。此次探测的一条测线视剖面如图4.33a所示，该剖面中的数据采用横向重叠测线探测。这次探测，一个有趣的特点是展示了视剖面的误导性，尤其是对偶极-偶极（dipole-dipole）排列装置，在反演模型中，在200英尺以下存在一高阻异常，可能是一个低阻粘土层中的洞穴（图4.33b），在剖面中有塌陷特征的数据区域为一条裂隙。
但反演模型中的单元灵敏度值图表明，在视剖面中，该区域高阻体的模型单元（即更可靠的模型电阻率值）比在同一深度有更多数据点的邻近地区有更高的灵敏度值（图4.33c），这种现象是由于偶极-偶极（dipole-dipole）排列装置灵敏度等值线的不同所造成的，这些有更高灵敏度值的区域下方是C1-C2和P1-P2偶极，而并不是在排列中心下面的成图点。如果模型单元仅放置在数据点的位置，反演模型中将失去高阻体，这一地下重要的特征就可能不会被发现。
图4.33 粘土层中洞穴探测
4.3.6 抽水试验
在英格兰东中部的Hoveringham地区进行了抽水试验高密度电阻率法探测，该含水层为砂子和砾石层上覆泥岩，图4.34为初始时的电阻率拟断面、模型剖面和抽水220 min后的模型剖面，图4.35为抽水试验开始后40，120，220 min后的电阻率相对变化情况。
图4.34 Hoveringham抽水试验（英国）
图4.36清晰显示随抽水时间的推移，高电阻率值区域在增加，通过阿尔奇定律，并假设水的电阻率值不随时间变化，可以估计含水饱和度的变化情况，图4.36为含水层中的含水饱和度的降低情况，由于阿奇定律假设导电性由含水量单独引起，如果地下存在粘土，含水饱和度很可能比真实值低。
4.3.7 水下移动电极勘探
与传统的 *** 相反，实际可以在水下进行电阻率勘探，即使是海洋环境，这个例子是一套不寻常的数据，并且对任何电阻率成像反演软件来说均值得挑战，它不仅物理长度和电极位置数最长，而且还使用一个不同寻常的高度不对称的非传统电极布设，水下移动观测系统采集数据。移动观测系统具有观测速度较快的优势，但在陆地上电极与地面接触不理想（直接接触式）或信号强度低（对于静电型）。水下环境提供了一个直接接触式移动系统的理想环境，因为几乎不存在电极接触不良的问题。
图4.37a为一条沿河进行勘探的测线，长18km，该项勘探由比利时Sage Engineering承担，其目的是摸清河床近地表岩性，进而计划铺设电缆。这套数据共7479个电极位置和6636个数据。在反演模型（图4.37b）中，河床大部分物质电阻率小于120Ω·m，其中近地表几个区域的物质的电阻率明显较高，超过150Ω·m，不幸的是，在这个区域的地质信息相当有限。在高电阻率地区，潜水员面临的问题是取得沉积物标本；低电阻率的物质可能是较多的相干沉积物（可能有淤泥/粘土砂），而高电阻率区域可能是粗糙，并且是不太相干的物质。
图4.35 Hoveringham地下抽水试验电阻值相对变化百分比a—抽水40 min后反演模型剖面；b—抽水120 min后反演模型剖面；c—抽水220 min后反演模型剖面为了突出地下电阻率的变化，在模型中电阻率的变化显示出来，请注意，井孔下的模型电阻率随时间增加
4.3.8 水面浮动电极勘探
这项探测是沿着经过康涅狄格州的泰晤士河（美国），通过船尾拖动水面漂浮电缆进行的。该电缆固定2根供电电极和9根电位电极，观测采用一套8通道电阻率仪系统，在探测过程中，水深和水的导电率也进行了观测，采用偶极-偶极（dipole-dipole）装置，但是，在电位偶极与供电偶极长度不相同的时候，采用非对称布设采集数据。图4.38a为一条测线的视电阻率拟断面，没有采用特殊约束获得的反演模型（图4.38b），由于数据中存在噪声，模型内部分地方出现水层落差的假象，当河底物质成高阻时，该模型是相当准确的；但是，在低阻地区，精确程度就受到一定的影响，这些问题不会出现在水层电阻率固定的反演模型中（图4.38c）。
图4.39为一次沿巴西圣弗朗西斯科河勘探的模型单元和水底边界的布设情况。此次勘探装置为偶极-偶极（dipole-dipole）装置，偶极距为5 m，但是，数据采集时，采用每个正常单位电极距（1 m）读一个数，为了减少模型单元的数量，同时考虑到这种勘探的分辨率不可能超过半偶极长度，因此，该模型的单元格宽度设置为3倍单位电极距，即整个剖面上的单元格宽度基本上为3 m。视电阻率剖面和反演模型如图4.40所示，反演时，水层的电阻率变化减小到更低限度，因此，水层电阻率一般不均匀，除了测线左侧，因为那里数据点不多，在190～220m之间显示，河床近地表沉积物成低阻。
图4.36 利用阿尔奇定律进行Hoveringham抽水试验法
4.3.9 考古探测
晋阳古城遗址是太原宋代以前旧城遗址，位于太原市晋源区，自春秋末赵简子家臣董安于始筑，已有2500余年的历史。由于古城遗址内容丰富，遗址特征复杂，如古城墙具有占地范围大、埋藏较深、夯土构建、土质杂乱且坚硬，护城河具有占地范围大、埋藏较深、所含物质成分主要是泥质粉砂、含水丰富、物质比较均匀、成层性较好，而对于浅层古文化遗迹，主要是古建筑基址、古代人类活动文化层等等，这些文化遗迹层与原始未扰动地层都有非常明显的物性差异，尤其是电性（电阻率、磁导率等）与非文化层存在相当大的差异；另外，晋阳古城坐落在山前（龙山与蒙山）冲洪积扇上，古城底基由于分选性差，而且物质不均匀，砂砾层空隙度较大，含水相对较少等特点，这就为应用高密度电法探测技术探测在晋阳古城考古提供了非常好的地球物理前提和基础。
图4.37 水下河床探测4次迭代反演模型（Sage Engineering，Belgium）
图4.38 泰晤士河（CT，USA）浮动电极调查
采用温纳（Wenner）α装置，在勘探区布设了一条点距为6 m的高密度电法测线进行探测，除担负摸清护城河与古城墙的电性规律外，还肩负探清该区域砂砾层厚度和潜水面深度。由于古城墙就地取土，夯土构建，土质杂乱且坚硬，在电性上主要表现为高阻异常，虽然现在护城河年代已久，被废弃了，甚至被土掩埋，但所含物质成分主要是泥质粉砂，含水丰富，因此，常表现为低阻异常。由于潜水面以下含水相对丰富，电阻率表现为低阻，从图4.41可清晰看出，该区域西边在36 m以下，东边大概在24 m以下，即有西深东浅的分布特点，成一斜坡状分布趋势，视电阻率均比较低，可断定为潜水面；由于晋阳古城坐落在山前冲洪积扇上，西边为扇根，东边为扇前，即砂砾层西厚东薄，从该图上也表现得非常明了，由于砂砾层空隙度较大、干燥、含水相对较少，而且物质不均匀，常表现为高阻异常，因此，从该图上可定性断定潜水面以上均为砂砾层，当然，古城墙跟前的高阻区域也不排除是古建筑遗迹区域，有待进一步做工作。
图4.39 模型单元和水底边界的布设
图4.40 巴西的圣弗朗西斯科河床探测
图4.41 古城西城护城河、古城墙及下伏砂砾厚度探测视电阻率剖面（点距6m）山前冲洪积扇成东薄西厚的分布趋势
4.3.10 复杂岩溶地区路基勘测
柳肇铁路CK51＋200～CK51 ＋900段岩溶较发育，地质结构较复杂，其中地表以第四系粘土、卵石土为主，下伏基岩主要为石炭系泥灰岩、灰岩和硅质岩。采用温纳（Wenner）α装置进行勘探，电极间距5m，探测深度80 m。
图4.42 柳肇铁路复杂岩溶地区路基勘测结果
高密度电法勘探反演结果如图4.42a所示，通过探测，发现表层覆盖层电阻率为200～1000Ω·m，推测深度为10 m左右，主要为粘土。同时发现表层下面有2个高阻体，其电阻率为800～4000Ω·m，推测为完整灰岩或硅质岩，由于高阻体较厚，且下面还有相对低阻体，为了保险起见，在CK51＋400附近布置一个80 m深的钻孔，钻探结果为:前60 m为卵石土含硅质岩，60～80 m之间为灰岩。结合钻孔资料，得出左边的高阻体不是完整灰岩的反映，而是卵石土含硅质岩的反映，依此推断，右边的高阻体也是卵石土含硅质岩的反映，其更大厚度可达60 m，2个高阻体在浅部地区相通。左边高阻体下面有一相对低阻体，电阻率为30～800Ω·m，钻孔资料已经证实为灰岩，从灰岩在该区的电阻率值来判断，岩溶较发育。溶蚀灰岩右边有一低阻体，电阻率为50～250Ω·m，推断为泥盆系灰岩或泥灰岩，在CK51 ＋650附近布置一个80 m钻孔，结果证明该解释正确，钻孔打出来的是泥灰岩，解释成果详见图4.42b。通过此次高密度电法探测，准确而翔实地划分了路基通过区域的地层结构和岩溶发育情况，为以后的岩溶灾害整治工作提供了可靠的依据。
除了这些实例以外，2-D高密度电法已经成功应用于许多其他探测领域，如垃圾填埋场、基岩起伏的石灰岩地区污染物泄漏检测、基岩覆盖层厚度成像（Ritz et al.，1999）、大坝漏水、海水入侵、（Dahlin et al.，1998）、地下水示踪剂监测（Nyquist et al.，1999）、松散沉积物探测（Christensen et al.，1994），高密度电阻率法也可以用来于湖泊和水库水下探测。
4.3.11 城市活断层探测
长春地区第四系覆盖层厚18 m左右，基岩为白垩系地层，以砂砾岩和泥岩为主，胶结微弱孔隙较发育。北北东断层有火山岩体侵入是富水断裂带，产状近直立垂直断距不大水平断距相对较大。根据地质情况，采用联合剖面法、高密度电法、瞬变电磁测深探地雷达、高分辨率地震反射和重磁 *** 等进行对比试验研究，在活断层上取得了良好的效果。
图4.43是在长春市区南用高密度电法探测的NE40°断裂带，中部向西倾的低阻异常反映了断层的形态，它与电阻率联合剖面的低阻正交点和地质推断均吻合较好。
图4.43 高密度电阻率二维反演拟断面
4.3.12 水库大坝塌陷勘测
随着水库服务年限的增加，水库大坝坝体局部渗漏、管涌现象出现较多，按规范采用常规钻探、坑探 *** ，无法对坝体渗漏、管涌现象全面了解。而高密度电法是进行水库大坝坝体勘测的首选 *** ，它具有采集数据密度大，数据反演成果反映剖面和深度双重性质，横向、纵向分辨率高的特点。
吉木萨尔县贡拜沟水库坝型为均质土坝，基础为基岩，根据实测，坝体土视电阻率值一般为2～40Ω·m，坝体土视电阻率随土体含水量而变化，当坝体含水量高时，视电阻率降低，当坝体含水量底时，视电阻率升高。坝体空洞表现为高电阻率，一般大于100Ω·m，基岩视电阻率值一般大于500Ω·m。场地具有进行高密度电法工作的物理前提，根据大坝坝体塌陷情况坝体布置4条高密度测线，垂直坝体布置2条。
从探测反演结果来看（图4.44至图4.49），在坝体上发现局部异常点3处，异常为高阻，电阻率在110～300Ω·m之间变化，异常形态位置详见图图4.50，其余方向均没有发现延伸异常，探测结果基本控制贡拜沟水库塌陷影响范围。后期对3号异常、2号异常打钻验证，验证部位，3线桩号94.0，钻井深25.0 m；2线桩号29.0，钻井深15.0m；结果在2号、3号异常位置发现塌陷区，与高密度电法勘探异常吻合。
图4.44 测线1高密度电阻率反演结果
图4.45 测线2高密度电阻率反演结果
图4.46 测线3高密度电阻率反演结果
图4.47 测线4高密度电阻率反演结果
4.3.13 管线探测
城市地下管线主要包括煤气、自来水、污水、雨水、通信、暖气管线等等，管线在城市发展过程中发挥了极其重要的作用。但是，地下管线在地面以下层层交错，错综复杂，形成了网状的地下管网，随着城市的改扩建和管线维护过程中，管线的探测显得非常重要。高密度电法由于采样间距和点距小、速度快，能有效满足地下管线勘测高分辨率的需求，是一种有效的管线探测 *** ，图4.51为管线高密度电法探测模型正反演结果，其中管线材质为钢材，效果明显。
图4.48 测线5高密度电阻率反演结果
图4.49 测线6高密度电阻率反演结果
图4.50 坝体老放水涵洞高密度勘探断面
待测管道实例为上海南汇区某新建公路路面下埋设的排污混凝土管道，根据施工方原始资料此管道走向东西，直径大约有2m，且在某个位置被长约2.4m铁皮包裹，施工单位要求准确找出包铁皮管道在地面上的精确位置，以便进行新修路面下水管道的埋设与对接。该测区地质情况较简单，地表被第四纪地层所覆盖，岩性为粘土层，所勘探的地下管道基本上位于该层地层内。一般说来，粘土电阻率为0.5～30Ω·m，水泥混凝土管道的电阻率大大的高于此值，铁皮的电阻率则低于此值，这为分辨地下管道电性差异提供了良好的基础。
图4.51 高密度电法管线探测模型
图4.52 高密度电法管线探测反演结果
图4.53 测线布置及管线解释图
图4.52为高密度电法管线探测成像结果，根据4条测线的反演结果，得出包铁皮管道的中心位置应在原先假设中心点的东南方，具 *** 置偏离原中心点东约0.5 m，南约0.25 m，如图4.53所示。管道中心深度约为3m，由于管道半径为2m，故施工中下挖2 m即可发现管道。后经开挖验证，与推测的平面分布位置和深度均相吻合。
4.3.14 采空区及塌陷区勘查
采空塌陷是常见的地质灾害之一，主要发生在以井巷开采的矿区，特别是开采矿体埋藏较浅、产状较平缓的矿区。若开采矿体埋藏相对较深，且不能及时回填，当采空面积达到一定规模后，也会产生大面积塌陷。
实例1:采空塌陷区为贵州省毕威高速公路某段地质灾害，岩层单斜，产状180°∠24°，节理裂隙较发育，未见区域性断裂面通过，地质构造相对简单。依据以上分析，观察电法剖面（图4.54a）可知，塌陷区底界面的水平投影区间由120 m处向大桩号方向延伸至230 m处，埋深由57 m缓慢升高至地表，视电阻率范围为30～150Ω·m；塌陷中心位于120 m处，埋深约57m，视电阻率值为30～50 Ω·m。钻孔资料（图4.54b）揭示:ZK5于30 m钻遇灰岩夹层，ZK6于37 m钻遇灰岩夹层。结合岩层产状推断，塌陷中心位于ZK5与ZK6之间（即90～130 m之间），更大塌陷深度不小于7m，与物探解释的塌陷中心位置（120 m）相吻合。
图4.54 高密度电法勘探成像剖面及地质解释
实例2:河北省沙河市某铁矿采空区位于河北省邢台市境内，属太行山脉与华北平原过渡丘陵区，地表为第四纪黄土夹坡积碎石层覆盖，基岩有奥陶纪灰岩，以低缓角度向东倾覆，与下部闪长岩体接触，其矿体属位于接触带上的矽卡岩型磁铁矿。多年来的乱采乱掘使矿区出现了近SN走向的大面积塌陷和裂缝，导致耕地被破坏，甚至威胁到人们的生命和财产安全。为对该矿山采空区沉降程度作出正确评估，提出合理的治理方案，需要查明地下150 m内采空区的分布范围，采空区 “三带” 分布状况。对此，在开展地形测量和地面地质调查的基础上，采用了高密度电阻率法，布置4条近EW走向的剖面，线距:200～300 m不等，两条横穿测区中心的近SN向剖面，以基本控制采空区的分布范围。对于剖面I（图4.55），依据倾斜分布的异常梯度带作为采空区及冒落裂隙带边缘的标志，推断采空区边界分别位于10和285号点，两处梯度带均为向内相向倾斜（即倒 “八” 形）分布。依据反演剖面内的电阻率异常分布特征，结合地面裂隙分布和地下水位，即属未含水采空区呈高阻性特征，并将规模单一高阻异常划定为沉降非稳定区的反映，局部高、低电阻异常组合分布区为沉降稳定区的反映；其上部水平带状分布的低阻带，是因裂隙带内存有一定的滞留水所致，从而成为圈定裂隙带的依据；地面已出现明显的断陷裂隙带和多处塌陷坑，表明该采空区以沉降塌陷至地表，不存在弯曲带。上述解释成果可以对该剖面的沉降发展现状有所了解，采空区沉降裂隙带位于地表层，其厚度20～25 m，下部采空区的冒落带中间75～225点属不稳定区，仍有冒落可能，其两侧属冒落稳定区，不再有明显的塌落沉降。相邻剖面也存在与其可对比的解释结果，将各剖面解释结果绘制成采空区平面解释图，将可作为本区矿山开采沉降治理的依据。
图4.55 测线I视电阻率及反演断面图
实例3:辽宁省某大型露天铁矿，储量巨大，开采历史悠久，但是由于历史原因，尤其是多年前周围众多集体和私营小矿点在开采过程中的不规范行为，使矿区内遗留下多处采空区。随着近年来矿石需求量的猛增，矿石开采量增长迅速，原来深埋于地下的采空区逐渐暴露于地表，给矿山生产带来严重的安全隐患，治理采空区迫在眉睫。然而，现存的地下采空区资料稀少，难以满足采空区治理的要求。因此，对地下采空区进行探测，确定地下采空区的位置、埋深、规模和区域分布，不仅为矿山进行地下采空区的治理提供详细可靠的资料，还是保证矿山人员设备安全和生产计划顺利执行的必要前提。工程探测区域位于该矿山一开采平台之上，地形平坦，基岩 *** ，南北长约300m，东西宽约200m，四周为矿石开采而形成的陡崖。区内主要地层有太古宙鞍山群、元古宙辽河群，其中太古宙鞍山群是赋存条带状铁矿的地层。区域内的岩石分布，主要为黑云绿泥石片岩、磁铁矿、绿泥石片岩，并可见少量石英脉。矿体的走向近东西向，倾向北东，倾角大约60°～85°。矿体与围岩间存在明显的地质界线，富矿体与贫矿体为渐变关系。矿石中矿物种类较少，主要为石英、氧化铁矿物、闪石矿物。矿石品位一般为20％～45％，平均品位一般为25％～35％。本地区条带状铁矿石矿物学特征可以分为磁铁石英岩及假象赤铁石英岩两大类型。据如上测区地质和地球物理特征和高密度电法探测的理论依据，采空区的地球物理特征与围岩的差异显著，符合利用高密度电阻率法进行综合探测的地球物理条件，理论上可应用该 *** 进行探测，并根据阻值异常分布确定空区分布。根据探测结果（图4.56），视电阻率大于2000Ω ·m的区域划定为采空区，高密度电阻率法对地下采空区产生明显的视电阻率值异常反应，如此划定的采空区范围为X∈（128，160）、Y∈（26，44），与实际范围的更大边界误差不超过10％。划定采空区的范围略大于实际范围，尤其是垂直方向误差较大。根据资料及电阻率法勘探原理分析，可能是由于采空区的存在，破坏了原有的力学平衡条件，使围岩受到巨大的荷载压力，超过了岩石的承载能力，从而产生了大量的裂隙，尤其是在荷载较大的垂向，裂隙更发育，岩石原有电性特征发生改变，电阻率增大。
图4.56 采空区电阻率拟断面图