淺談地質(zhì)勘查中物化探技術(shù)

張民召 王瑞

摘 要：在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，勘查找礦工作難度越來越大，為了達(dá)到最佳的勘查效果，一般會(huì)將多種物化探技術(shù)綜合運(yùn)用，以此提高找礦工作效率。本文就物化探技術(shù)在地質(zhì)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)勘查；物化探技術(shù)；成礦預(yù)測

礦產(chǎn)資源是國家發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，隨著社會(huì)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。

1 地球物理勘查方法技術(shù)

地球物理勘查（簡稱物探）方法也就是利用各種地質(zhì)體的物理性質(zhì)差異來勘查礦產(chǎn)資源的一種方法，主要包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震法勘探、放射性勘探方法等。物探方法在尋找有色金屬、煤炭、石油、地下水以及構(gòu)造方面均能夠取得良好的效果。

1）重力勘探。通過對(duì)重力場的變化測量，查明地質(zhì)構(gòu)造及礦產(chǎn)分布的方法，除地面重力測量外，還包括海洋重力、航空重力、井中重力、衛(wèi)星重力測量。重力勘探始于上世紀(jì)二十年代，具有勘探深度大、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，輕便、高靈敏度的重力儀不斷問世，重力勘探在礦產(chǎn)勘查中發(fā)揮著重要作用。目前較為先進(jìn)的重力儀為美國勞雷工業(yè)公司生產(chǎn)的CG-5野外重力儀。

2）磁法勘探。磁法勘探是利用地質(zhì)體間磁性差異所引起的磁異常來查明礦產(chǎn)及地質(zhì)構(gòu)造的方法。按工作環(huán)境分為地面磁測、航空磁測、海洋磁測及井中磁測四類。磁法勘探對(duì)勘查具有磁性的地質(zhì)體或礦產(chǎn)具經(jīng)濟(jì)、直接的特點(diǎn)。較新型的磁力儀為加拿大產(chǎn)的GSM-19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀梯度儀系列、GSM-19高精度Overhauser磁力儀梯度儀系列。

3）電法勘探。通過地質(zhì)體間的電性差異查明地質(zhì)構(gòu)造或礦產(chǎn)的勘探方法。單就場而言可分為傳導(dǎo)類電法勘探和感應(yīng)類電法勘探，就工作空間而言分為航空電法、地面電法、井中電法。具體勘探方法主要有：電阻率法、充電法與自然電場法、激發(fā)極化法、電磁法、頻率電磁剖面法、瞬變電磁法、大地電磁測深法、可控源音頻大地電磁法、甚低頻法、探地雷達(dá)法、地面核磁共振法等。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，電法勘探的儀器設(shè)備更加先進(jìn)多樣，探測深度不斷加大，在勘查工作中得以廣泛應(yīng)用。

4）地震勘探。地震勘探是通過研究人工地震產(chǎn)生的地震波在地下傳播規(guī)律辨別地質(zhì)體的方法。地震勘查具有穿透深度大，精確度高，解釋結(jié)果單一的特點(diǎn)，在石油天然氣、煤田、工程地質(zhì)勘查及區(qū)域地質(zhì)、地殼研究方面廣泛應(yīng)用。

2 地球化學(xué)勘查方法技術(shù)

地球化學(xué)勘查是系統(tǒng)地在不同尺度和規(guī)模上研究巖石圈、水圈、生物圈、土壤圈、氣圈中化學(xué)元素、同位素及其化學(xué)特征的空間分布變化規(guī)律，探討它們?cè)诤暧^、微觀尺度內(nèi)的分配遷移機(jī)制的方法，簡稱化探。主要研究對(duì)象為元素分散模式及異常，按異常規(guī)模分為區(qū)域地球化學(xué)異常、地球化學(xué)省、地球化學(xué)域；按形成異常介質(zhì)分為水系沉積物、土壤、巖石、生物、水、氣體地球化學(xué)異常。主要工作方法為對(duì)不同介質(zhì)的地球化學(xué)測量?；椒椒ㄔ趯ふ液蛿U(kuò)大貴金屬礦產(chǎn)方面具有直接、快速、定量經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。

伴隨著地質(zhì)找礦的深入，露頭礦和近地表礦已基本被查清殆盡，隱伏礦的尋找成為今后礦產(chǎn)勘查的發(fā)展趨勢。近年來，一些高靈敏度、高精度的化學(xué)分析儀器，提高了人們對(duì)地球物質(zhì)特殊存在形式和遷移運(yùn)動(dòng)機(jī)制的認(rèn)識(shí)，同時(shí)促進(jìn)人們對(duì)地球化學(xué)勘查方法的開發(fā)研究，提出了不少隱伏礦床地球化學(xué)勘查的新理論和新的方法技術(shù)。目前比較先進(jìn)的化探方法是深穿透地球化學(xué)方法，當(dāng)前以金屬活動(dòng)態(tài)測量法、地球氣納微金屬測量法、活動(dòng)金屬離子法、地電測量法一系列偏提取技術(shù)為主要手段。

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）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。

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(dòng)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

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。

1）檢測地質(zhì)的異常強(qiáng)度。地質(zhì)中的礦物質(zhì)形成時(shí)間不同，并且形成的成分有所不同，這樣就決定了礦種會(huì)產(chǎn)生不同的性質(zhì)，比如說有的礦種是以放射異常為主，而有的礦種則是以電磁性異常為主，還有的礦種以重力性異常為主，這樣就決定不同的礦種產(chǎn)生的異常不同，實(shí)際上對(duì)于同一個(gè)礦種，因?yàn)樾纬赡甏约捌渌恍┯绊?，產(chǎn)生的異常也會(huì)不同，因此，對(duì)于礦物質(zhì)的檢測，一定需要重視異常強(qiáng)度情況，對(duì)異常的成分進(jìn)行分析，初步確定礦種。

2）技術(shù)多解性的處理。由于物化探技術(shù)產(chǎn)生的多解性，在實(shí)際應(yīng)用中要考慮好地質(zhì)情況，提高施工人員的分析以及解釋礦種專業(yè)技能水平；增加采集數(shù)據(jù)量，減少計(jì)算誤差，這種方法可以有效的避免定測結(jié)果反推產(chǎn)生不準(zhǔn)確的現(xiàn)象發(fā)生，從而減少多解性的發(fā)生次數(shù)；對(duì)定測結(jié)果增加算法方案，增加觀察參數(shù)，對(duì)不同參數(shù)做處理，通過不同的參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)定，繼而減少誤差的產(chǎn)生，減少定測結(jié)果反推不準(zhǔn)確現(xiàn)象發(fā)生。

3）考慮物質(zhì)性因素。在利用物化探技術(shù)檢測時(shí)，單純的利用異常強(qiáng)度檢測繼而做出判斷是不準(zhǔn)確的，需要考慮檢測的地質(zhì)情況以及其他物質(zhì)情況。礦種本身具有很多不同的特點(diǎn)，礦種在地質(zhì)深層中與其他地質(zhì)體會(huì)出現(xiàn)差異，因此在利用物化探技術(shù)檢測異常強(qiáng)度時(shí)，需要對(duì)不同的地質(zhì)情況與物化探技術(shù)進(jìn)行有序的結(jié)合，通過不同的結(jié)合循序漸進(jìn)的做出判斷，這樣就可以減少多解性的產(chǎn)生。

4）善于分析成礦地質(zhì)條件。在異常資料解釋時(shí)應(yīng)該注意以下地質(zhì)現(xiàn)象的干擾。如：異常區(qū)存在石墨化、黃鐵礦化干擾、地表只見礦化、地下可能有盲主礦體、地表露頭礦體小，深部有隱伏大礦體、地表成礦條件不利，地下有利、地表所見礦種無工業(yè)價(jià)值，地下卻有另外有價(jià)值的礦種、已知礦種礦床規(guī)模小，地下有另一礦種規(guī)模大。當(dāng)?shù)V體形態(tài)復(fù)雜、多個(gè)礦體靠近或礦體附近有干擾地質(zhì)體形成的疊加異常、地形復(fù)雜和磁法遇到斜磁化等情況時(shí)，定量、半定量反演的難度大增，其結(jié)果的準(zhǔn)確性也大為降低，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤。

4 結(jié)語

物化探方法的運(yùn)用必須以工作區(qū)的成礦地質(zhì)背景為基礎(chǔ)，物化探信息必須結(jié)合工作區(qū)的成礦地質(zhì)條件來解釋。在進(jìn)行物化探勘查過程中始終堅(jiān)持地質(zhì)一物化探 （結(jié)合地質(zhì)理論進(jìn)行合理分析、解釋）地質(zhì)的思路，而不能脫離成礦地質(zhì)條件，孤立使用某種方法，只有這樣才能解決地質(zhì)與找礦的實(shí)際問題。

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