金屬勘查中物探電法的作用

師亞璐 段小剛 楊朋祥

摘要：上世紀(jì)五十年代開始，物探電法在我國得到巨大的發(fā)展。現(xiàn)在，我國已經(jīng)擁有當(dāng)今世界上所有的物探方法。其中某些物探技術(shù)已達到國際先進水平。如今物探電法已成為應(yīng)用地球物理學(xué)中方法種類最多，應(yīng)用面最廣泛，適應(yīng)性最強的門分支學(xué)科。

關(guān)鍵詞：金屬勘查；物探電法；作用

1金屬勘查概述

金屬具有相應(yīng)的金屬管澤，且具有一定的硬度、強度和相應(yīng)的延展性等金屬特性，并且在人們的日常工作與生活中得到較為廣泛的應(yīng)用。部分金屬較為稀有，其金屬性質(zhì)上具有一定的特殊性，因此擴展了其應(yīng)用范圍，并促進使用價值的提高。為對金屬進行有效利用，首先應(yīng)做的便是勘查金屬礦產(chǎn)，從而進行相應(yīng)的開采。我國地域廣闊，礦產(chǎn)資源相對豐富，但其分布相對較廣且缺乏固定性。因此在對金屬礦產(chǎn)進行開采時，應(yīng)應(yīng)用先進的勘查技術(shù)，并結(jié)合其規(guī)模與性質(zhì)等進行。在對金屬礦產(chǎn)進行相應(yīng)的勘查時，主要是應(yīng)用勘查技術(shù)、方法等與金屬所處的地理環(huán)境特征等，探測該區(qū)域金屬的含量，從而為后續(xù)的開采提供參考和指導(dǎo)。在該過程中應(yīng)充分保障穩(wěn)定性，避免對金屬產(chǎn)生干擾，且應(yīng)保障勘查的準(zhǔn)確性與可靠性。在對金屬礦產(chǎn)進行勘查時，除了要對所在區(qū)域地表的物理特征等勘查外，還應(yīng)對礦體內(nèi)部進行相應(yīng)的探測，從而明確內(nèi)部是否具有放射性的物質(zhì)，在此過程中應(yīng)充分保障相關(guān)工作人員的生命安全。在對金屬進行實際勘查時，應(yīng)結(jié)合具體的因素和實際條件等進行勘查技術(shù)的選擇，從而保障技術(shù)的合理性與針對性，提高勘查工作的技術(shù)性與專業(yè)性。

2金屬勘查中物探電法的作用

2.1CSAMT法的作用

該方法是一種古老的物探方法，興起于上世紀(jì)八十年代，在MT法的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展，成為當(dāng)今的一種地磁勘探方法。利用電磁感應(yīng)獨特的趨膚效應(yīng)，以及低頻電磁穿透能力深，高頻電磁穿透能力淺等因素，探測深度會隨著頻率的變化而變化，因此，利用這種原理可以研究不同深度下的地質(zhì)情況，得出合理化的信息。CSAMT法的特點：首先，CSAMT法能夠克服天然場源信號本身的微弱性，具有非常強的抗干擾能力，能夠消除大約1000Hz的“死頻”現(xiàn)象。其次，CSAMT法與傳統(tǒng)的瞬變電磁法以及直流電法比較而言，CSAMT法的勘探深度更強。再次，CSAMT法的橫向分辨能力非常強，能夠十分容易的知道斷層所在的位置，同時CSAMT法也具有縱向分辨能力，能夠?qū)Φ貙舆M行分層。最后，CSAMT法可輕松穿透高阻層，高阻層對CSAMT法的屏蔽作用非常小。因此，CSAMT法廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)勘查、地質(zhì)調(diào)查、深部金屬以及礦產(chǎn)資源勘查等領(lǐng)域中，并在這些領(lǐng)域中均取得了非常好的效果。

2.2激發(fā)極化法的作用

激發(fā)極化法是根據(jù)巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來尋找金屬和解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等問題的一組電法勘探方法。它又分為直流激發(fā)極化法（時間域法）和交流激發(fā)極化法（頻率域法（SIP））。常用的電極排列有中間梯度排列、聯(lián)合剖面排列、固定點電源排列、對稱四極測深排列等。也可以用使礦體直接或間接充電的辦法來圈定礦體的延展范圍和增大勘探深度。隨著激發(fā)極化法在新領(lǐng)域的應(yīng)用、新技術(shù)的突破與發(fā)展，礦產(chǎn)資源的勘探越來越受關(guān)注，因而掌握該類型礦床的探測手段具有重要的理論意義及現(xiàn)實意義。目前在礦區(qū)通過激發(fā)極化法物探工作，為地質(zhì)找尋晶質(zhì)礦產(chǎn)提供了較好的依據(jù)，取得了良好的應(yīng)用效果。

2.3瞬變電磁法的作用

瞬變電磁法以巖石的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，利用接地或不接地回線向地下發(fā)送脈沖電流作為場源，激勵探測目的物感生二次電流，在脈沖間隙測量二次場隨時間的響應(yīng)，從而了解地下介質(zhì)的電性變化情況。井下瞬變電磁法是在井下巷道內(nèi)有限的空間內(nèi)進行，瞬變電磁場呈全空間分布，因而全空間效應(yīng)成為礦井瞬變電磁法固有的問題，這樣接收線圈接收到的信號是來自發(fā)射線圈周圍全空間巖石電性的綜合反映。礦井瞬變電磁法勘探，可以根據(jù)勘探地質(zhì)任務(wù)的需要，將線圈置于巷道底板、頂板或迎頭探測巷道底板、頂板或迎頭方向一定深度范圍內(nèi)含水異常體的分布情況。井下瞬變電磁勘探一般采作多匝重疊回線裝置，選擇多匝重疊回線的優(yōu)點是：它可實現(xiàn)與探測地質(zhì)對象的最佳耦合，重疊回線裝置響應(yīng)曲線形態(tài)簡單，具有較高的接收電平、較好的穿透深度及異常便于分析解釋等特點。

3電法勘探的難點

金屬礦的勘探過程中，電法勘探是其中必不可少的手段之一，我國已經(jīng)在不少礦山利用電法勘探技術(shù)取得了突破性的成就，勘探開采大量礦石加以利用，為我國金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)做出了卓越不可估量的貢獻。與此同時也總結(jié)出電法勘探的眾多難點和注意事項。電法勘探受外界因素的影響相對較大，規(guī)模性設(shè)施建筑等所產(chǎn)生的電磁干擾對勘探工作帶來了很大困擾，一定程度上的減慢了勘探工作的工作進程，因此工作人員必須采取大量有效措施對不相干因素進行消除，在最大程度上減輕甚至消除外界信號干擾，使勘探工作能夠順利進行。因此周圍環(huán)境因素的干擾是電法勘探成功的阻礙，是工作中必須預(yù)測解決的環(huán)節(jié)之一?？碧浇饘俚V過程中，還應(yīng)對隱伏礦和低級礦有準(zhǔn)確的預(yù)測。預(yù)測工作人員需要及時發(fā)現(xiàn)隱伏礦的情況，并使用物理探測組合對該地區(qū)進行嚴(yán)格勘探，不同地段采用不同記錄方法。低級礦的位置由于比較偏，以現(xiàn)在的勘探水平不易檢測出該種情況的礦段，所以工作人員應(yīng)作出合理的預(yù)測和作出發(fā)現(xiàn)低級礦的處理準(zhǔn)備。另外工作人員應(yīng)注意一些異常的異質(zhì)體這些異質(zhì)體和金屬礦類似，同屬于良性導(dǎo)體，很容易出現(xiàn)類似金屬礦的反饋信號，工作人員必須對這種異質(zhì)體進行偏重分析。

4金屬勘查中物探電法的應(yīng)用

利用電法勘探技術(shù)能夠?qū)λ占臄?shù)據(jù)進行處理，還可以對異常數(shù)據(jù)進行解釋、推斷產(chǎn)生的原因?？碧饺藛T在對數(shù)據(jù)進行處理時，要重視采集到的數(shù)據(jù)的真實性、可靠性。首先要遵循電法勘探的原理，預(yù)測該電法勘探可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果，并且認(rèn)知單一電法勘探技術(shù)的局限性、異常特征與異常強度。然后綜合利用多種電法勘探技術(shù)對采集到的數(shù)據(jù)進行核對。電法勘探技術(shù)可以對采集到的數(shù)據(jù)進行1D、2D、3D處理，進行1D數(shù)據(jù)處理是電法勘探的最基本、最常見的技術(shù)手段。1D數(shù)據(jù)處理法能夠?qū)⒉杉降氖論?jù)以重疊回線、中心回線、偏移距回線等形式展現(xiàn)出來，如圖1所示。應(yīng)用1D處理的數(shù)據(jù)都是形狀為水平狀的金屬礦物的勘探數(shù)據(jù)，應(yīng)用2D的數(shù)據(jù)技術(shù)，處理掩藏在地下非水平狀礦物的數(shù)據(jù)。2D數(shù)據(jù)技術(shù)通過建立有限元網(wǎng)絡(luò)模型以及有限差分網(wǎng)絡(luò)模型，進行正反數(shù)據(jù)擬合。通過2D數(shù)據(jù)處理以后，能獲得與地質(zhì)圖幾乎吻合并且圖像清晰的金屬礦斷裂層示意圖。2D數(shù)據(jù)處理方法是可靠有效的，對金屬礦產(chǎn)中的異常體分辨率極高。3D數(shù)據(jù)處理技術(shù)就是將進行2D數(shù)據(jù)處理后進行可視化處理，使得金屬礦產(chǎn)、基巖面分界更加清晰。在對采集到的異常數(shù)據(jù)進行解釋以及推斷產(chǎn)生的原因時，也要遵循電法勘探的原理。一般情況下，首先要根據(jù)電法勘探的原理劃分異常數(shù)據(jù)，對異常數(shù)據(jù)進行判定；然后，對異常數(shù)據(jù)進行分類，逐類、逐個解釋以及推斷產(chǎn)生的原因。其次根據(jù)電法勘探技術(shù)對金屬礦產(chǎn)的大體特征信息以及礦區(qū)特征信息進行驗證。最后利用多種電法勘探技術(shù)收集更多的金屬礦產(chǎn)數(shù)據(jù)，避免單一電法勘探技術(shù)的局限性、異常特征與異常強度，從而對異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因給出最貼合實際的解釋。以物理、數(shù)學(xué)方面理論知識為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查資料，也就是結(jié)合地質(zhì)物理平面與剖面空間分布特點，來分析和推斷可能影響金屬礦會產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的物理因素。

參考文獻

[1]陳子波，熊林根.有色金屬礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘查工作的幾點建議[J].世界有色金屬，2017，24：163-164.

[2]史通.金屬礦勘查中常用找礦技術(shù)及其問題探討[J].世界有色金屬，2016，13：36-37.

[3]袁桂琴，楊少平，孫躍，石旭東，王英秀，李秀菊，陳麗娟.隱伏金屬礦勘查中物化探方法技術(shù)應(yīng)用研究[J].物探化探計算技術(shù)，2012，3406：631-639+619.

（作者單位：遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊有限責(zé)任公司）