物理勘探在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

■張石粉 牛百強

（河南省地礦局第四地質(zhì)勘查院 河南三門峽472000）

物理勘探在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

■張石粉 牛百強

（河南省地礦局第四地質(zhì)勘查院 河南三門峽472000）

我國國民經(jīng)濟近些年的快速發(fā)展帶動了我國對礦產(chǎn)的需求日益強烈，常用的大宗金屬資源形勢越來越緊缺，尤其是鐵，銅，金，銀等金屬礦產(chǎn)。為了適應(yīng)現(xiàn)代的發(fā)展水平，這就需要我們不斷的深入尋礦，而在礦產(chǎn)探測中物理勘探方法尤為突出，它對隱藏在地質(zhì)深處的礦床尋找和預(yù)測有著很強的指導(dǎo)作用。因其利用礦產(chǎn)物理性質(zhì)的特點，能夠有效的勘探出礦場，在實際過程中取得了很大的成就。本文就主要探討物理勘探在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用。

物理性質(zhì)勘探方法找礦有效

1　引言

物理勘探方法的運用必須以工作區(qū)的地質(zhì)背景作為基礎(chǔ)，結(jié)合成礦地質(zhì)條件來解釋。在進(jìn)行物理勘探過程中必須始終堅持這個理論，不能脫離實際的成礦地質(zhì)條件，只有這樣才能有效的運用物理勘探技術(shù)。

并且當(dāng)前礦產(chǎn)勘探的發(fā)展趨向是需要運用多種勘查技術(shù)結(jié)合進(jìn)行找礦，預(yù)測。這就需要綜合各種手段進(jìn)行密切配合，協(xié)同操作，在物理勘探為主同時輔助多樣的勘探技術(shù)才能更好的解決地質(zhì)與找礦中出現(xiàn)的實際問題。

2　物理勘探找礦的范圍

隨著地表以及淺層礦產(chǎn)的大量開發(fā)，使得現(xiàn)有的礦產(chǎn)越來越少，這就要求人們不斷的深入的采礦。據(jù)此，深部找礦已經(jīng)成為世界礦產(chǎn)資源探測的主要方向。而要想有效的找出礦產(chǎn)，就得清楚地認(rèn)識到不同類型礦床成礦后的深度和金屬沉淀的范圍。

目前為止，世界上的金屬礦開采一般在1000M左右。金屬礦床的形成深度會受到礦母巖巖漿侵入位置的約束，而巖漿侵入位置又與巖漿中所含有的可發(fā)揮物質(zhì)數(shù)量，發(fā)揮時間，成礦元素等各個細(xì)小的因素息息相關(guān)；

地溫梯度的分布以及多孔巖石的滲透率同樣影響著成礦深度。二氧化碳等揮發(fā)組分的溶解點對壓力非常的敏感,因此流體包裹體地質(zhì)壓力計也可以有效的預(yù)測成礦的深度。

不同類型礦床的成礦深度與成礦時所處具體地質(zhì)構(gòu)造特征有著很大的關(guān)聯(lián),并且隨之也有很大的變化空間。所以在開展勘探深部礦產(chǎn)的時候應(yīng)當(dāng)合理科學(xué)的運用到物理勘探法，根據(jù)科學(xué)的計算，才能有效的找到礦產(chǎn)。

而物理勘探方法最重要的是它能夠了解并提前提供地下三維結(jié)構(gòu)以及相關(guān)的物理參數(shù)信息，對隱伏礦床的預(yù)測有著不可替代的作用，通過宏觀以及微觀上的統(tǒng)籌，進(jìn)行找礦活動。

3　物理勘探找礦中現(xiàn)存的難題

物理勘探深部找礦并不是簡單的增加采礦的深度，因為隨著采礦目標(biāo)的隱埋深度不斷深入，周圍的地質(zhì)環(huán)境，地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜程度也在不斷地增加。而傳統(tǒng)的找礦方法已經(jīng)不能滿足這些環(huán)境的要求，甚至失去了有效的勘查能力。另外不同的礦區(qū)又具有不同的特點，形成個案，很難集中總結(jié)。所以這就需要在實際過程中不斷的分析研究，合理的做出判斷。才能有效的勘查到礦產(chǎn)。

4　物理勘探在地質(zhì)找礦前的準(zhǔn)備

物理勘探主要利用地下巖石物理性質(zhì)的差異，通過觀察對這種差異在自然條件以及人為誘發(fā)條件下發(fā)生的不同物理變化的，以及進(jìn)行分析，從而達(dá)到對地下結(jié)構(gòu)，物質(zhì)和物理分布狀態(tài)的認(rèn)識。綜合數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和分析三部分進(jìn)行物理勘探。

4.1物理勘探前對地質(zhì)的數(shù)據(jù)采集

首先要在地質(zhì)理論的認(rèn)識指導(dǎo)下盡可能豐富的獲取巖石物理資料，建立地質(zhì)模型，了解工作區(qū)的地質(zhì)情況，地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)所采礦的形成特點進(jìn)行相應(yīng)的信息收集；

4.2物理勘探前對數(shù)據(jù)的處理

根據(jù)已知的信息，選擇安排好要進(jìn)行的開采活動，認(rèn)清成礦的條件，利用一些手段科學(xué)的處理收集到的信息資源；

4.3確定進(jìn)行開采

綜合之前的信息收集處理，做出正確的預(yù)測或是對正確的工作區(qū)域進(jìn)行開采工作。

5　物理勘探在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用

隨著科技的迅速發(fā)展在運用物理勘探法的基礎(chǔ)上衍生了許多可行的科技技術(shù)，特別是電子計算機的應(yīng)用，使得物理勘探技術(shù)越來越成熟，并占據(jù)了重要地位。常用的物理勘探方法主要是根據(jù)巖石地質(zhì)的各種異常進(jìn)行測量，如放射法，磁法，重力法，電法，地震法等等。

5.1電法勘探方法

電法為地面勘探方式的勘探方法，近些年來，電磁法勘探技術(shù)的飛躍發(fā)展，產(chǎn)生了大量的電磁勘探方法，常用的有甚低頻法，連續(xù)電導(dǎo)率成像法，瞬間電磁法，可控源音頻大地電磁法，激發(fā)極化法等，如今在實際勘探中主要是以瞬間電磁法為代表。

如在某礦床區(qū)應(yīng)用甚低頻電磁儀掃面，連續(xù)電導(dǎo)率電磁探測和激發(fā)極化探測法三項技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了與成礦有關(guān)的物理異常，并經(jīng)檢驗鉆孔驗證，發(fā)現(xiàn)了大量隱藏金屬礦體；再例如在一個礦體埋藏深度在800M以下的礦區(qū)，運用可控源音頻大地電磁法探測，也取得了非常好的效果；

再者某地區(qū)先后利用大地電磁測探法和探高精度磁法測量時發(fā)現(xiàn)了震驚國內(nèi)外業(yè)界的超大型鐵礦，該區(qū)探孔從地下1200M左右開始見礦，一直到地下2000多米仍然能見到品位不錯的鐵礦，可見物理勘探在地質(zhì)找礦中取得了很大的收獲。

5.2磁法勘探方法

磁法勘探是利用礦石中所含有的磁性物質(zhì)發(fā)生物理反應(yīng)所進(jìn)行的勘探方法，應(yīng)用也非常的廣泛。目前我國利用航磁發(fā)現(xiàn)的鐵礦床站總數(shù)的80%左右，如安徽霍邱，新疆磁海河天湖等等；運用低緩磁法發(fā)現(xiàn)了許多大型隱伏礦產(chǎn)；運用剩余磁方法尋找盲礦中也取得了很好的效果。

5.3重力勘探方法

重力勘探方法是依據(jù)礦石中含有大量黃鐵礦等密度比圍巖的大礦石所引起的重力大的物理反應(yīng)進(jìn)行的勘探。近年重力儀觀察精度由之前的mgal級別發(fā)展到umal級，使得重力勘探方法成為尋找隱伏礦床的重要手段，運用重力勘探方法對礦床的勘探主要通過兩個途徑：

一是運用有利的條件下通過儀器測量地表所反映的重力異常直接尋出礦體；二是通過采集到的數(shù)據(jù)研究金屬礦體周圍的巖體構(gòu)造，從而推斷出礦體的位置。這種方法的應(yīng)用在我國江蘇江寧地區(qū)的隱伏黃鐵礦勘探中發(fā)揮了重大作用。

5.4地震勘探方法

地震勘探法是探測礦體與周圍巖石之間存在的速度或者波阻抗差異的應(yīng)用方法，是物理勘探技術(shù)中分辨率最高的方法。它對地下深部的礦床勘探中具有精度高，深度大，分辨率高，結(jié)果準(zhǔn)確等特點。

并且在傳統(tǒng)的地震勘探方法上形成了地震層析成像的方法，更有效的解決了尋礦中的不足。它利用地震波穿越地質(zhì)的走勢以及振幅的變化，通過計算機計算處理，重新構(gòu)建地質(zhì)體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖像，清晰的反應(yīng)出地質(zhì)體的礦體位置。它與電磁波層析成像相比具有以下有點：

第一，地震層析成像能夠根據(jù)巖石的地震波速度與巖石具有的相對穩(wěn)定性，更加有效的分析成像；

第二，地震波所產(chǎn)生的頻率在不松散的巖石中可以傳播幾公里之后仍能很容易的接收到，可以勘探更深的地質(zhì)范圍；

第三，地震波的傳播速度極快，每秒就有幾公里，它的振幅易于觀測，并且不同的震相可以在地震記錄中區(qū)別開來，所包含的信息量非常豐富。

最后，地震勘探技術(shù)中，震源是產(chǎn)生地震信號的源頭所在，是地震勘探技術(shù)的最為重要的一部分，震源所產(chǎn)生的信號質(zhì)量可以直接影響到地震勘探的效果，可控震源利用地震勘探信號發(fā)射設(shè)備，進(jìn)行發(fā)射地震波，使得地震勘探具有施工成本低，安全環(huán)保，施工組織靈活等優(yōu)點。所以在物理勘探技術(shù)中地震勘探法占有不可或缺的地位。

5.5綜合物理勘探方法

顧名思義，因為每種的物理勘探方法都有其自身的局限性，使得目標(biāo)在勘探中會有多種反應(yīng)現(xiàn)象，并且隨著勘探物的深度，地下結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化等問題使得勘探結(jié)果很難準(zhǔn)確的做出判斷。

所以，就需要利用綜合的勘探方法，根據(jù)勘探目標(biāo)的不同物理性質(zhì)，從各個角度分析，讓結(jié)果達(dá)到更高的精確度。目前，國內(nèi)外多采用綜合物理勘探技術(shù)，系統(tǒng)的進(jìn)行尋礦。例如，澳大利亞利用綜合的物理勘探方法在新南威爾士科巴地區(qū)找到了大型的隱伏鉛鋅，銀多金屬礦。我國河北蔡家營地區(qū)也通過利用綜合物理勘探技術(shù)成功找到鉛鋅銀礦床。

6　物理勘探在地質(zhì)找礦中的發(fā)展趨向

物理勘探在地質(zhì)找礦中應(yīng)用廣泛，其發(fā)展前景非常的可觀，這就需要物理勘探技術(shù)不斷發(fā)發(fā)展完善，以適應(yīng)不同新的勘探情況。其主要的有兩點。在數(shù)據(jù)采集方面；數(shù)據(jù)的處理方面。

6.1數(shù)據(jù)采集的發(fā)展趨勢

在數(shù)據(jù)采集方面，是以高靈敏度，大容量，大功率，多功能，多采樣，自動化，為主要發(fā)展趨向，要根據(jù)不同的地質(zhì)情況合理地進(jìn)行信息采集。

6.2數(shù)據(jù)的處理發(fā)展趨向

在數(shù)據(jù)處理方面，主要以計算機應(yīng)用，信息數(shù)字化，成像和模擬等技術(shù)的綜合利用。實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理以及資料解釋，達(dá)到可視化，自動化，提高數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

7　總結(jié)

總之，在地質(zhì)找礦中，物理勘探技術(shù)正不斷的向快速，輕便，系統(tǒng)，準(zhǔn)確，智能化方向發(fā)展，但是由于地球地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，以及物理勘探法的異常多解性，都會影響到物理勘探的勘探結(jié)果，這就要求我們在后期的工作中應(yīng)當(dāng)不斷的積累經(jīng)驗，對發(fā)現(xiàn)的異常反復(fù)進(jìn)行驗證，只有不斷的更正和檢驗，科學(xué)合理地運用科學(xué)儀器，綜合運用各種勘探的方法才能更好地，更準(zhǔn)確的預(yù)測和發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)；此外我們也應(yīng)當(dāng)重視勘探技術(shù)中出現(xiàn)的新的理論知識，新的技術(shù)和新的方法。應(yīng)用綜合地質(zhì)分析，進(jìn)行宏觀的研究，微觀的分析才能更有效的預(yù)測礦床，發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)。

[1]李世峰.資源與工程地球物理勘探 (M).化學(xué)工業(yè)出版社.2011,1(06):23-43.

[2]張永剛.地震波阻抗反演技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展 (M).石油物探.2012,4(04):19-44.

[3]徐仲達(dá).地震巖性模擬中的多解性問題 (M).石油物探.2011,3(3):32-45.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-226-2

張石粉（1975～），女，工程師，研究方向為水工環(huán)地質(zhì)。