淺談地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用

廉春姬

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟建設(shè)對資源需求量迅速增加，礦產(chǎn)資源保障能力與資源需求的矛盾日益突出，這就為地質(zhì)找礦工作提出了更高的要求。物探技術(shù)作為極具深部找礦潛力的技術(shù)手段，在深部金屬礦勘查中將發(fā)揮越來越重要的作用。本文結(jié)合具體工程實例詳細闡述了地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用。

【關(guān)鍵詞】地球物理；金屬礦；深部找礦；地震；電法

一、我國在深部找礦中存在的局限

深部找礦并不是勘探深度的簡單增加.隨著找礦目標體埋藏深度的不斷變深，地下地質(zhì)環(huán)境、構(gòu)造復雜程度都要根據(jù)間接資料進行預測，傳統(tǒng)的地質(zhì)方法在深部找礦方面已經(jīng)失去直接進行勘查的能力。

此外，深部找礦問題是探索性很強的實踐問題，具體礦區(qū)的深部找礦具有很強的實例性、個案性，必須緊密結(jié)合找礦實踐，不斷修正對成礦特征的認識，才可能獲得良好的找礦效果。

第三，深部找礦問題又具有高度的綜合性，是多學科的高度綜合，其中包括地質(zhì)、礦產(chǎn)、勘查技術(shù)等相關(guān)學科的全部內(nèi)容，必須實現(xiàn)多專業(yè)知識的有機結(jié)合，地質(zhì)、物探、化探技術(shù)應用相結(jié)合，最后進行鉆探驗證。

二、金屬礦深部找礦常用物探技術(shù)

（一）地震層析成像（CT）

地震層析成像（ComputerizedTomography，簡稱CT）起源于20世紀30年代，80年代以后才將其應用于金屬礦的地球物理勘查工作中。其原理是用醫(yī)學X射線CT的理論，借助地震波數(shù)據(jù)來反演地下結(jié)構(gòu)的物性屬性，并逐層剖析繪制其圖像的技術(shù)。其主要目的是確定地球內(nèi)部的精細結(jié)構(gòu)和局部不均勻性。技術(shù)理論成熟、分辨率高、探測深度大，尤其在深部探測方面具有明顯的優(yōu)勢。因此，主要應用于能源礦產(chǎn)的勘探以及地球內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)及地球動力學研究。

（二）大地電磁測深（MT）

大地電磁測深（Magneto2telluricsounding，簡稱MT）是以天然交變電磁場為場源的被動場源電磁測深法。它是通過被動場源引起在地表觀測到的電、磁場強度的變化來研究地下巖（礦）石電性及分布特征的一種方法。具有探測深度大（可探測至上地幔）、不受高阻層屏蔽、分辨能力強（尤其是對良導介質(zhì)）、工作成本低（相對于地震勘探）和野外裝備輕便等特點。就金屬礦床而言，礦體與圍巖、蝕變圍巖與未蝕變巖石之間，一般均存在較大的電性差異，礦體中金屬硫化物的富集會使其電阻率明顯降低，而控礦脆性斷裂、韌性剪切帶、蝕變破碎帶的出現(xiàn)，均可導致礦體與周圍巖層（體）間明顯的電性差異。這使大地電磁測深方法成為解決此類問題的有效手段。

（三）瞬變電磁法（TEM）

瞬變電磁法（TransientElectromagneticMethods，簡稱TEM）是電磁測深法的一種，但它是有別于大地電磁測深（MT法）以脈沖電流訊號為場源的主動場源時間域電磁勘探技術(shù)。TEM以電磁感應理論為基礎(chǔ)，通過研究探測目標物感生出的渦流場在其周圍空間形成的二次電磁場隨時間變化的相應特征，推測目標物的空間形態(tài)，從而達到探測目的?；诖?，TEM對于尋找高導電性的較大礦體的效能突出。另外，TEM還具有探測深度較大、受地形影響較小、施工環(huán)境寬松、作業(yè)方便等優(yōu)點。這使得該方法在一些地理景觀復雜的礦區(qū)得到了廣泛的應用，找礦效果明顯。

三、地球物理方法在金屬礦深部找礦中的具體應用及效果

（一）TEM在貴州銀廠坡銀鉛鋅礦床深部找礦中的應用

銀廠坡淺部為一中型獨立銀礦床，鑒于其淺表氧化礦體開采殆盡，在2000年大調(diào)查及民營資金支持下，對銀廠坡中深部原生礦體進行定位定量綜合找礦預測。由于區(qū)內(nèi)鉛鋅礦石ρs<100Ω·m，ηs>30%，其余各種巖石ρs都比硫化鉛鋅礦石高出十倍以上，具有較好的電性前提，因此選用了對探測低阻體較靈敏的瞬變電磁法（TEM）。

（二）TEM、IP在云南勐興鉛鋅礦深部找礦中的應用

云南勐興鉛鋅礦經(jīng)大規(guī)模開采后，由于礦石品位低、埋深大、上覆低阻層覆蓋等不利因素，其它方法難以奏效，礦山面臨資源枯竭。該區(qū)硫化鉛鋅礦與圍巖具有明顯的電性差異，加上條帶狀、塊狀、脈狀礦石構(gòu)造，使硫化物連通，形成良好的低電阻層，具備使用TEM、IP方法找礦的物性前提。只要有硫化礦體局部富集，就會引起TEM及IP異常。先布置TEM剖面，在TEM異常地段開展IP方法測量，反復印證。在得到多個物探組合異常后，設(shè)計驗證鉆孔二十八個，十三個見礦，獲得相當于原保有儲量三倍的新儲量，實現(xiàn)了找礦效果重大突破。

（三）磁法、CSAMT、SIP、井中物探在安徽銅山銅礦深部找礦中的應用

銅山銅礦始建于1959年，主產(chǎn)銅精礦。在2000年后礦山面臨資源日益枯竭的窘地，2003年礦山轉(zhuǎn)入殘礦回收。銅山銅礦原勘查最大深度不超過-500 m。在2005年列入第一批全國危機礦山找礦項目后，對以往礦區(qū)資料重新研究，形成新的找礦思路。在高精度磁測基礎(chǔ)上，利用頻譜激電（SIP），對前山南礦區(qū)已知礦和預測礦體深部進行了探測和定位，再利用井中物探追蹤，發(fā)現(xiàn)了新的礦體。在南泉鮑地區(qū)，通過磁測圈定四個磁異常，與巖體對應較好。

四、金屬礦深部找礦地球物理方法的發(fā)展趨勢

（一）地震勘探方面

在地震勘探中，震源是產(chǎn)生地震信號的源頭，是地震勘查技術(shù)的重要組成部分。震源所產(chǎn)生的信號質(zhì)量將直接影響到地震勘查的效果?？煽卣鹪词且环N地震勘探信號激發(fā)設(shè)備，在地震勘探中具有施工成本低、安全環(huán)保、施工組織靈活等優(yōu)點。因此，可控震源作業(yè)將成為高密度地震勘探的首選。為了配合金屬礦區(qū)地形復雜、山地起伏和車輛難到達等特點，體積小、重量輕、便攜式的電磁驅(qū)動的高頻可控震源在金屬礦勘探中是一項非常有實用前景的發(fā)展目標。

（二）數(shù)據(jù)采集方面

在數(shù)據(jù)采集方面，主要發(fā)展的是高靈敏度、大容量、大功率、多功能、多取樣的采樣（包括記錄與儲存）自動化技術(shù)。在野外施工時，大線的搬運與布設(shè)就要消耗掉大量的人力和財力，因此，大線的取締將會給金屬礦區(qū)野外施工工作帶來極大的方便，大大提高工作效率?？梢試L試借鑒天然地震采集站的機制，研制復雜山地無纜三分量檢波器，將采集到的信號保存在檢波器內(nèi)的存儲設(shè)備中，取消大線傳輸信號到中心站的過程。

（三）數(shù)據(jù)處理方面

數(shù)據(jù)處理方面，主要是應用計算機技術(shù)、信息數(shù)字化、成像（包括三維）和模擬等技術(shù)，使數(shù)據(jù)處理、資料解釋以及視圖方式實現(xiàn)圖形可視化及自動化。山區(qū)重力資料曲化平、小波分析及高階統(tǒng)計量等現(xiàn)代信號處理方法，重磁、重震、電震的聯(lián)合反演與交互反演、三維可視化反演、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法等在綜合地球物理處理解釋中也將得到更廣泛的應用。

五、結(jié)語

綜上，在金屬礦勘探中，地球物理技術(shù)正向著輕便化、快速化、定量化、系統(tǒng)化、準確化、智能化的方向發(fā)展，同時高分辨率、高精度、多學科、多方位技術(shù)的集成應用將成為物探發(fā)展的必然趨勢。

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