地球物理勘查技術(shù)與應(yīng)用研究

楊萬勇

摘 要：隨著中國科技的快速發(fā)展以及世界經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展趨勢，國內(nèi)礦產(chǎn)資源勘查的深度和廣度也隨之不斷增加，對勘查技術(shù)要求自然也更加的嚴(yán)格，一些新型勘查技術(shù)方法應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)鍵詞：地球物理勘查技術(shù)；應(yīng)用；研究

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對各種礦產(chǎn)資源需求不斷加大，為提高國內(nèi)礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用質(zhì)量與效率，我國對地球物理勘查技術(shù)的研究正不斷的深入并開設(shè)了相關(guān)的物探專業(yè)。對于我國找礦工作而言，東部地區(qū)找礦重點(diǎn)是找尋深部礦和深部盲礦；西部地區(qū)地質(zhì)景觀復(fù)雜，需要克服惡劣自然條件?；谶@種因素，文章著重分析了幾種成熟的地球物理勘查技術(shù)，著重分析了其技術(shù)特點(diǎn)、指標(biāo)及應(yīng)用。

一、高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)

自上世紀(jì)八十年代末，我國開始研究高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)在地球物理中的應(yīng)用，時(shí)至今日以自主研發(fā)出三代高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)，并已成功應(yīng)用于瞬變電磁法、大地電磁測探法以及遠(yuǎn)偏移瞬變電磁法中。

對于高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)技術(shù)，由于其噪聲指標(biāo)達(dá)到了100ft/√Hz，擺率達(dá)到0.8mT/S，這使得其具有可直接測量磁場、低噪聲、寬頻帶、低頻響應(yīng)好的特點(diǎn)。較傳統(tǒng)的感應(yīng)線圈，高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)作為電磁法儀器的接收傳感器時(shí)，可有效的促進(jìn)電磁法勘探深度和測量精度的提高。因此，作為一項(xiàng)尋找油氣資源、深部金屬礦資源等新勘察技術(shù)，高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)具有廣泛的應(yīng)用功能。

以陜西某銅礦區(qū)野外試驗(yàn)為例，將高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)應(yīng)用于PEM瞬變電磁系統(tǒng)中，并利用瞬變電磁法中心回線裝置，其發(fā)射電流15A，發(fā)射線框200m×200m，測量點(diǎn)距為50m。通過運(yùn)用高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)測量的感應(yīng)磁場數(shù)據(jù)對電阻率斷面進(jìn)行二維電性成像，研究發(fā)現(xiàn)較傳統(tǒng)感應(yīng)線圈，高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)的應(yīng)用有效的促進(jìn)了該P(yáng)EM瞬變電磁系統(tǒng)的勘探深度。

二、復(fù)雜條件下的金屬礦地震勘探技術(shù)

對于金屬礦地質(zhì)勘查來說，由于其形成與巖漿巖、火成巖、變質(zhì)巖等相關(guān)的區(qū)域密切關(guān)聯(lián)，這使得波阻抗界面的物性差異較小，導(dǎo)致金屬礦地質(zhì)勘查復(fù)雜性較石油地震勘探大，一些常規(guī)的勘查技術(shù)如散射波、VSP、地震層析成像以及反射波等技術(shù)無法應(yīng)用。因此，針對金屬礦這種復(fù)雜的地理地質(zhì)環(huán)境，開發(fā)了一系列金屬礦地震勘探技術(shù)，其中最為典型和應(yīng)用效果最理想的技術(shù)方法就是地震方法，其優(yōu)勢在于具有探測深度大、分辨率高和探測結(jié)果準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用與深部隱伏礦的勘探。

對于地震方法的相關(guān)技術(shù)，其對地質(zhì)構(gòu)造信息的勘查是由淺到深的，探測地下結(jié)構(gòu)較為精細(xì)而全面，有效的實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)深度勘探的目的。由此可以看出，在解決尋找隱伏巖體和侵入巖體及噴發(fā)巖筒、#探測沉積金屬礦床或?qū)涌亟饘俚V床、研究基巖起伏和探測深部構(gòu)造以及探測控礦構(gòu)造等地質(zhì)問題時(shí)，地震方法技術(shù)存在著明顯的優(yōu)勢，保證了探測地質(zhì)情況的準(zhǔn)確性。

三、航空磁測技術(shù)

對于部分礦產(chǎn)資源其所處區(qū)域位于高度相差大于500米和海拔在1000米左右起伏的山區(qū)中，類似這種地理環(huán)境，使得礦產(chǎn)勘探技術(shù)在實(shí)施過程中遇到了更多的問題?；诖?，開發(fā)了一種適用于中高山區(qū)的礦產(chǎn)勘探技術(shù)—高精度航空磁測方法，其是利用高山區(qū)獲得高精度磁場的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和解釋方法的技術(shù)總稱。

對于航空磁測方法來說，其長配套在Y12和呼喚型飛機(jī)上使用，并與DS-II型收錄系統(tǒng)、XXH型電子補(bǔ)償器、HC-2000K型氦光泵磁力儀等設(shè)備連用，形成了一套高精度航空磁測系統(tǒng)，并且其具有飛行高度低、靈活輕便、勘探成本低等優(yōu)點(diǎn)。

由于航空磁測方法具有上述特點(diǎn)，其主要在中高山區(qū)地段應(yīng)用，在樣本采樣頻率方面約10次/s，平面定位精度在5m以內(nèi)，且磁測總精度在3nt以下。根據(jù)金屬礦勘探需求，航空磁測方法通過對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，為其勘探工作的順利開展提供寶貴參數(shù)。

四、多頻相位激電測量系統(tǒng)

對于多頻相位激電測量系統(tǒng)來說，其是在陣列天然場電磁法系統(tǒng)和混場源電磁探測技術(shù)系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，集先進(jìn)高效的分布式陣列觀測技術(shù)和高精度同步檢測技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)供電、多機(jī)多通道同步測量的陣列式絕對相位測量。

多頻相位激電測量系統(tǒng)主要由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分組成，其中發(fā)射機(jī)最大功率為900W，最大電壓和最大電流分別為600V和1500mA，頻率范圍在128Hz-1/128Hz間，并且其由于采用蓄電池供電，具有多種供電波形，因此可達(dá)到TDIP/FDIP各項(xiàng)供電技術(shù)要求；接收機(jī)其頻率與發(fā)射機(jī)相同，具有2個(gè)通道，且采樣率在256kSPS，因此其具有寬頻帶大動(dòng)態(tài)范圍和自動(dòng)測量特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全頻段24位連續(xù)采樣。

五、地下電磁波層析成像技術(shù)

作為地球物理勘探技術(shù)的一個(gè)重要組成，地下電磁波層析成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)了深孔大透距（>500m）勘探技術(shù)，并且對深部礦產(chǎn)資源勘查提高探礦分辨率，實(shí)現(xiàn)對礦體的精確定位具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

由于地下電磁波層析成像技術(shù)具有有抗干擾能力強(qiáng)、探測準(zhǔn)確、描述精細(xì)等特點(diǎn)，其可以有效的利用坑道和鉆孔等勘探條件，實(shí)現(xiàn)對各種金屬礦的勘查，并且對于未見礦鉆孔間的盲礦體具有找礦效果，同時(shí)有利于礦體的延伸、連接、傾角等礦體空間形態(tài)的確定以及礦體勘查的效率與預(yù)判準(zhǔn)確性的顯著提高。

六、結(jié)語

總而言之，作為當(dāng)前深部找礦工作的一個(gè)重要技術(shù)手段，地球物理勘查技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用有效的促進(jìn)了深部礦產(chǎn)資源勘探質(zhì)量與效率的提高。特別是以高溫超導(dǎo)磁強(qiáng)計(jì)、高精度航空磁測技術(shù)、多頻相位激電測量系統(tǒng)以及地下電磁波層析成像等技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，對于國內(nèi)地球物理勘查技術(shù)研究具有積極的推動(dòng)作用，是未來地質(zhì)勘探發(fā)展的重要助力。

參考文獻(xiàn)

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