物探方法技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

趙旭

摘要：物探方法技術(shù)是地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘查中最重要的技術(shù)之一。本文在充分對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及自身多年工作實(shí)踐的基礎(chǔ)上，首先對(duì)物探技術(shù)的使用原則與運(yùn)用要求進(jìn)行論述，隨后對(duì)其在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用展開探討。

關(guān)鍵詞：物探技術(shù)；地質(zhì)找礦；資源勘查

物探方法技術(shù)是指利用巖石的密度、電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、熱導(dǎo)率、彈性、放射性等物理性質(zhì)的差異，進(jìn)行地質(zhì)找礦和資源勘查的手段?？茖W(xué)地運(yùn)用物探方法技術(shù)不僅能提高地質(zhì)找礦的效率，還能準(zhǔn)確判定勘查區(qū)域內(nèi)的礦產(chǎn)資源，所以物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查方面被廣泛運(yùn)用。本文重點(diǎn)圍繞物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用展開探討，以供有關(guān)人員參考。

1.物探方法技術(shù)的使用原則

通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)研究以及結(jié)合筆者實(shí)踐來(lái)看，物探方法技術(shù)使用中要想實(shí)現(xiàn)良好效果應(yīng)當(dāng)遵循以下幾方面原則。

1.1由已知指導(dǎo)未知原則。借助物探技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)找礦和資源勘查的過程中，技術(shù)人員應(yīng)從已知地質(zhì)體或礦體賦存情況出發(fā)，分析已知地質(zhì)體或礦體與獲得的物探資料的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并總結(jié)出一般規(guī)律，以幫助在新的區(qū)域利用物探技術(shù)查明地質(zhì)構(gòu)造或者尋找未知礦體。此外，技術(shù)人員還需要合理運(yùn)用各種技術(shù)參數(shù)，提出在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)特定的地質(zhì)環(huán)境和特定的礦床的可能成礦模式，并構(gòu)建地質(zhì)一物探模型，為地質(zhì)找礦和資源勘探提供數(shù)據(jù)參照。

1.2綜合大信息量原則。在地質(zhì)找礦過程中，一般情況下礦體與圍巖對(duì)不同的物理參數(shù)有著不同程度的響應(yīng)。因此，勘探技術(shù)人員往往需要綜合運(yùn)用多種勘探方法，多角度、全方位去分析研究礦體和圍巖的各種物性特征，避免出現(xiàn)依靠單一的探測(cè)技術(shù)、單一的探測(cè)信息造成的物探異常。所以，遵循綜合大信息量的原則不僅能使物探技術(shù)得到有效的發(fā)揮，還能提高地質(zhì)找礦和資源勘查的全面性和準(zhǔn)確度。

1.3優(yōu)化組合原則。由于地質(zhì)體問存在的差異性使得物探技術(shù)在應(yīng)用上存在一定的差異性。而優(yōu)化組合原則的出現(xiàn)則是適時(shí)地解決了這個(gè)問題。按照優(yōu)化組合原則，在所要勘查的地質(zhì)范圍內(nèi)，利用多種物探技術(shù)開展探測(cè)，再將探測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，以節(jié)約資金、經(jīng)濟(jì)適用為前提，選用最優(yōu)的物探技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，達(dá)到既能保障勘查質(zhì)量，又能控制勘查成本的目的。

2.運(yùn)用物探技術(shù)的要求

2.1確定勘查區(qū)域。在選擇和確定勘查潛在的礦床時(shí)，必須確保其符合以下的要求。第一，符合國(guó)家的工業(yè)布局和工業(yè)礦產(chǎn)需求。第二，待開發(fā)的礦產(chǎn)資源要與國(guó)家地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針政策以及當(dāng)前礦產(chǎn)市場(chǎng)上的需求相適應(yīng)。第三，礦床的儲(chǔ)量大，開采效益可達(dá)到最大化。只有通過對(duì)待勘查區(qū)域的詳細(xì)研究和可行性分析，才能確?？碧匠龈哔|(zhì)量、大存儲(chǔ)量的優(yōu)質(zhì)礦床。

2.2綜合運(yùn)用各種勘探方法。物探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的運(yùn)用，其原理是利用不同巖石或礦物的導(dǎo)電性、磁性、密度、放射性等物理特性的不同，進(jìn)而導(dǎo)致其對(duì)某種特定的天然或人工地球物理場(chǎng)的響應(yīng)程度是不一樣的。例如，導(dǎo)電性不同的巖石在相同電壓的作用下，呈現(xiàn)出不同的電流分布；含有磁性的礦體，本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在地球磁場(chǎng)之上引起地形畸變，可以在地面觀測(cè)到明顯的磁異常；密度不同的巖石，引起的重力異常也存在一定差別等等。技術(shù)人員在勘探之前，除了要充分研究待勘探礦石的物理性質(zhì)及與圍巖存在的差異，還要綜合考慮地形、物探儀器的適用環(huán)境以及使用成本等因素，選擇合適的物探方法。如有必要，在預(yù)算允許的前提下，可以采用多種物探方法和儀器來(lái)共同發(fā)揮作用，保證勘查工作的效率和可靠性，準(zhǔn)確了解礦產(chǎn)資源的賦存情況。

2.3科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。地質(zhì)勘查的主要目的是找到埋藏在土地中的礦產(chǎn)資源，所以礦產(chǎn)資源的賦存情況、礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量都是進(jìn)行地質(zhì)找礦和資源勘查最終的追求。物探技術(shù)通過研究地球物理場(chǎng)，間接地探索未知的地下世界，為地質(zhì)人員進(jìn)一步研究地下是否存在礦產(chǎn)資源、存在多少礦產(chǎn)資源提供第一手資料。因此，在勘探過程中物探技術(shù)人員必須保持認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，遵循科學(xué)推測(cè)原則，保證原始資料的真實(shí)性，數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，提高勘探結(jié)果的精確度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦床的有效開發(fā)。

3.物探方法技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

自改革開放以來(lái)，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持了多年的高速發(fā)展，經(jīng)過三十多年的壯觀增長(zhǎng)，我國(guó)GDP更是在2010年超越日本，正式成為僅次于美國(guó)的世界第二大經(jīng)濟(jì)體。經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展也造成了各種礦產(chǎn)資源的供需矛盾日益突出，為了緩解這一矛盾，提高礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量和產(chǎn)量，加強(qiáng)物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的運(yùn)用，以找出更多大儲(chǔ)量、優(yōu)質(zhì)量的礦產(chǎn)資源。物探技術(shù)的應(yīng)用與進(jìn)化，能夠有效促進(jìn)地質(zhì)找礦與資源勘查事業(yè)的發(fā)展。

下面舉例說(shuō)明各種物探方法的原理及在實(shí)際野外工作中的具體應(yīng)用情況。

3.1磁法勘探。自然環(huán)境條件下，由于地磁場(chǎng)的影響，巖石或礦石都會(huì)在不同程度被磁化而產(chǎn)生磁性，這種磁性與地磁場(chǎng)疊加而產(chǎn)生磁性異常。勘探技術(shù)人員可以通過測(cè)定、分析磁異常，找出磁異常與礦石之間的關(guān)聯(lián)，推斷出地質(zhì)構(gòu)造和礦體的分布特征等等。所以磁法勘探在物探技術(shù)中運(yùn)用較為廣泛。但是，磁法勘探的運(yùn)用條件比較受限制，只有在巖石與礦石二者有較大磁性差距的條件下使用才能達(dá)到最佳的效果。例如，在鐵礦礦區(qū)的地質(zhì)勘探中，就可以采用磁法勘探，通過磁性的強(qiáng)弱來(lái)判斷鐵礦的含量和分布情況。

3.2電法勘探。電法勘探主要以巖（礦）石之間的電磁學(xué)性質(zhì)及電化學(xué)性質(zhì)的差異作為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過對(duì)人工或天然電磁場(chǎng)的空間分布規(guī)律和特性進(jìn)行研究，尋找不同類型的礦床、查明地質(zhì)構(gòu)造的方法。地殼是由各種各樣的巖石、礦體和地質(zhì)結(jié)構(gòu)所組成的，各個(gè)巖石、礦體間的導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性都呈現(xiàn)出一定的差異性。電法勘探則是通過分析這些特性和規(guī)律，推斷出巖層礦體的大小、形狀、位置和埋藏深度，最終達(dá)到地質(zhì)找礦和資源勘查的目的。

電法勘探的方法種類繁多，多種多樣的方法也使得電法勘查的應(yīng)用范圍廣泛。例如通過運(yùn)用電流法，探測(cè)在不同巖層結(jié)構(gòu)下巖層的電阻率，從而根據(jù)測(cè)定的電阻率數(shù)值判斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)中可能存在的礦石的種類、大小。此外，電法勘探多運(yùn)用于尋找油氣田、煤田、尋找金屬與非金屬礦產(chǎn)等地質(zhì)勘查中。但電法勘探有一定的局限性，容易受地形和外部電磁場(chǎng)的干擾，所以在實(shí)際的運(yùn)用中，要結(jié)合實(shí)地情況選用適合的物探方法。

3.3重力勘探。重力勘探利用巖石、礦石、土（介質(zhì)）之間的密度差異，通過觀測(cè)和研究重力場(chǎng)的變化規(guī)律來(lái)解決地質(zhì)問題的方法。根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力定律，對(duì)密度較大的巖層進(jìn)行探測(cè)時(shí)，其引力是增大的，反之則是減小的。由這些巖層的密度差異所引起的重力異常，恰恰給地質(zhì)找礦和資源勘查提供了依據(jù)，技術(shù)人員可以根據(jù)重力異常的大小、形狀去判斷這些密度差異的礦體的大小、深度及形狀，進(jìn)而確定潛在礦體的位置和地質(zhì)構(gòu)造。所以在地質(zhì)找礦和資源勘查中，重力勘探主要用于尋找密度差異大的礦產(chǎn)。例如利用重力勘探發(fā)現(xiàn)了大慶長(zhǎng)垣構(gòu)造，而后鉆探成功，從而發(fā)現(xiàn)了大慶油田。

3.4地震勘探。地震勘探主要以巖石、礦石、土（介質(zhì)）之間的彈性差異為基礎(chǔ)，通過測(cè)量和研究地震波在巖石、礦石的分界面上所呈現(xiàn)的不同物理現(xiàn)象來(lái)了解地層構(gòu)造形態(tài)的方法。地震勘探主要是通過人工在地表發(fā)射地震波，地震波由地表向地下傳播，在傳播的過程中會(huì)遇到不同彈性的巖石分界面而出現(xiàn)反射、投射或折射的情況。這時(shí)地面的檢波器則會(huì)記錄下這些地震波的數(shù)據(jù)，比如地震波傳播的時(shí)間，震動(dòng)的波形等等。再由專門的儀器進(jìn)行計(jì)算和分析，判斷出地下巖層的性質(zhì)、埋藏深度和形態(tài)等。一方面，地震勘探主要運(yùn)用于油田勘探、煤田勘探、鹽巖礦床等地質(zhì)的勘查。另一方面，地震勘探的方法在尋找地下水資源中發(fā)揮著重大的作用，通過利用地震勘探可以測(cè)量基巖的深度、是否有溶洞或地質(zhì)體是否松軟，從而勘探出地下是否有水資源。

4.結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，我國(guó)的地質(zhì)勘查、礦產(chǎn)資源開發(fā)也呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查領(lǐng)域的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。為了提高地質(zhì)找礦和資源勘查的準(zhǔn)確性和可靠性，必須加強(qiáng)對(duì)物探技術(shù)的重視，不斷完善和創(chuàng)新物探技術(shù)的應(yīng)用方式，最大限度地保障該技術(shù)實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用成效。endprint