對地質(zhì)勘查物化探技術(shù)的探討

謝劍雄

[摘要]礦產(chǎn)資源是國家發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，隨著社會發(fā)展，淺層資源已勘查殆盡，深層礦物質(zhì)由于受到地質(zhì)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的限制，勘查及開采難度非常大的，因此我們需要采用有效的措施來提高中深層礦產(chǎn)資源的勘查效率，促進(jìn)礦產(chǎn)勘查開發(fā)技術(shù)發(fā)展。綜合運(yùn)用物化探方法是當(dāng)前最為常見的一種勘查手段，在礦產(chǎn)勘查工作中具有非常重要的作用。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)勘查 物化探

[中圖分類號] F416.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-9-272-1

1物探內(nèi)涵以及勘查方法技術(shù)

物探勘查方法技術(shù)物探是地球物理勘查的簡稱，包括重力、磁法、電法、地震、放射性和地溫等六大類方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，物探方法在尋找和擴(kuò)大能源礦產(chǎn)、黑色金屬礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)和地下水等方面，起著主要的作用，效果明顯優(yōu)于化探。

（1）航空及地面甚低頻電磁法。其基本原理是：利用頻率為l5～30kHz的甚低頻軍事或廣播電臺發(fā)射的電磁波作為場源，在地表、空中或地下測量其電磁場的空間分布，從而獲得淺層地質(zhì)體的電性局部異常，其探測深度較小，作為一種物探勘查方法，在我國應(yīng)用是20世紀(jì)80年代從國外引入以后。該方法在圈定良導(dǎo)斷裂破碎帶、蝕變帶，追蹤含礦構(gòu)造，尋找低電阻率的巖（礦）脈，圈定礦化范圍等方面具有鮮明的特點(diǎn)。其儀器設(shè)備輕便，野外觀測方法簡單，資料處理速度快。但應(yīng)注意地形、電纜等人文干擾異常的識別和改正。當(dāng)?shù)谒南蹈采w較厚時(shí)，對于埋藏較深的地質(zhì)異常體所反映的有效信息較弱。因此，VLF一般用于淺覆蓋區(qū)及外圍的剖面或掃面工作。目前，我國已經(jīng)可以生產(chǎn)較為先進(jìn)的甚低頻電磁儀，如重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的DDS系列，在我國的金屬礦產(chǎn)勘查中取得了一定效果。

（2）地震層析成像，簡稱CT就是用醫(yī)學(xué)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(xì)結(jié)構(gòu)和局部不均勻性。這一技術(shù)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(yīng)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(xué)研究。

（3）大地電磁測深。大地電磁測深是以天然交變電磁場做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(qiáng)度的變化來研究地下巖（礦）石電性及分布特征的一種方法。由于其具有探測深度大，不受高阻層屏蔽，分辨能力強(qiáng)，工作成本低和野外裝備輕便等特點(diǎn)，在地球巖石圈深部結(jié)構(gòu)研究、地震預(yù)報(bào)、油氣勘探、地?zé)崽镎{(diào)查中顯示了重要作用。大地電磁測深對于地下低阻層相當(dāng)敏感，這是大地電磁測深方法能夠在金屬礦勘探中發(fā)揮作用的主要地球物理依據(jù)。就金屬礦床而言，礦體與圍巖之間，蝕變圍巖與未蝕變巖石間，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(dǎo)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。

（4）瞬變電磁法。其是電磁測深法的一種，但它是有別于大地電磁測深（MT法）的以脈沖電流訊號為場源的主動場源時(shí)間域電磁勘探技術(shù)。TEM以電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)，通過研究探測目標(biāo)物感生出的渦流場在其周圍空間形成的二次電磁場隨時(shí)間變化的響應(yīng)特征，推測目標(biāo)物的空間形態(tài)，從而達(dá)到探測目的。基于此，TEM對于尋找高導(dǎo)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(diǎn)。這使得該方法在一些地理景觀復(fù)雜的礦區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，找礦效果明顯。

（5）可控源音頻大地電磁法。它用一個(gè)發(fā)射偶極AB供電，電極距離為1～2km，測量工作布置在供電偶極中垂線±300的扇形面積內(nèi)，測線與供電AB極連線平行。這時(shí)的場源可以認(rèn)為是平面波，通過不斷變換供電頻率便可達(dá)到電阻率測深的目的。在山區(qū)可根據(jù)地形靈活選擇發(fā)射機(jī)位置。測量時(shí)只移動接收機(jī)便可進(jìn)行面積性測深工作，從而提高了效率，降低了成本。CSAMT法勘探深度大，同時(shí)由于其可以通過“變頻”改變探測深度的不同，而兼有測深和剖面研究的雙重特點(diǎn)，是研究深部地質(zhì)構(gòu)造和探尋隱伏礦的有效勘查手段。對于地面甚低頻電磁法（VLF）難以發(fā)揮作用的厚層覆蓋區(qū)，可以選用CSAMT法。

2化探內(nèi)涵以及勘查方法技術(shù)

化探勘查方法技術(shù)化探是地球化學(xué)勘查的簡稱，在尋找和擴(kuò)大貴金屬礦產(chǎn)方面，由于其多解性少，具有直接性，其勘查效果明顯優(yōu)于物探。

2.1地表介質(zhì)地球化學(xué)測量

水系沉積物測量方法，生物地球化學(xué)測量方法主要用于礦產(chǎn)普查階段，為選定靶區(qū)的最佳手段；土壤測量為異常地質(zhì)體初步定位及選定物探測量范圍提供依據(jù)，也是礦產(chǎn)詳查階段的重要化探方法；巖石測量、水地球化學(xué)測量應(yīng)用于探礦工程中，為推斷確定礦體提供直接依據(jù)。

2.2汞氣測量

汞及其化合物的地球化學(xué)性質(zhì)有兩個(gè)方面的重要特征，一方面汞是典型的親硫元素，這使它在內(nèi)生成礦作用中，以各種形式分散進(jìn)入各種硫化物中，使汞呈高度分散狀態(tài)；另一方面，與其他金屬元素相比，汞為最易揮發(fā)的金屬元素。汞易于從各種化合物還原成自然汞，而自然汞在相當(dāng)寬的氧化還原電位和酸堿介質(zhì)內(nèi)是穩(wěn)定的。汞具有較強(qiáng)的穿透力，一般地說，由地下深部上升的汞蒸汽，沿著構(gòu)造斷裂、破碎帶上升，從地面一下幾百米甚至幾千米，可以一直到達(dá)地表，即使疏松覆蓋物較厚，地表土壤中仍有汞的異常顯示土壤汞異常往往指示斷裂構(gòu)造頂部的投影位置。然而當(dāng)直接采樣介質(zhì)為氣體時(shí)，受氣候、環(huán)境，尤其是降雨等自然因素和操作上繁瑣、操作過程中主觀因索的影響，測量結(jié)果重現(xiàn)性不理想。

2.3地電測量

該方法是利用人工電場作用使礦化相關(guān)的金屬離子平衡發(fā)生改變，金屬陽離子向陰極移動形成電解質(zhì)，收集分析這些電解物發(fā)現(xiàn)金屬異常。該方法主要用于異常查證及礦產(chǎn)詳查階段。

3物化探方法的綜合應(yīng)用

礦產(chǎn)勘查工作中，一般在有利成礦地質(zhì)環(huán)境下，適當(dāng)?shù)幕椒椒ㄏ刃?，縮小找礦靶區(qū)，再輔以相應(yīng)的地球物理方法，綜合地質(zhì)解釋，便可初步確定異常地質(zhì)體的規(guī)模、形態(tài)，投入槽探、鉆探工程驗(yàn)證，可達(dá)到礦產(chǎn)勘查目的。目前生產(chǎn)技術(shù)水平，物探、化探測量從測深及元素含量方面，均不能達(dá)到定量目的，隨著理論發(fā)展及新技術(shù)提高，物化探新設(shè)備的應(yīng)用，其礦產(chǎn)勘查優(yōu)勢日益突出。

參考文獻(xiàn)

[1]陳進(jìn)等；物化探技術(shù)有消息定量評價(jià)方法研究[J]；大地構(gòu)造與成礦學(xué)；2010.

[2]賈長順等；綜合物探技術(shù)在黃土覆蓋區(qū)隱伏金礦體預(yù)測中的應(yīng)用[J]；黃金；2008.

[3]荊永渠等；磁測方法在支山鐵礦勘查中的應(yīng)用[J]；科技傳播；2010.