地球物理法在金屬礦勘查中的應(yīng)用

葉天陽(yáng)

（河北省地球物理勘查院，河北 廊坊 065000）

現(xiàn)階段，我國(guó)的金屬礦開(kāi)采行業(yè)不斷地發(fā)展，地表的礦產(chǎn)和一些低下淺層礦產(chǎn)由于長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)采已經(jīng)出現(xiàn)了匱乏的現(xiàn)象，并且礦產(chǎn)的尋找工作也越來(lái)越不易開(kāi)展。特別是一些底層顯露特征較為隱蔽的區(qū)域，則必須要利用物探法來(lái)開(kāi)展金屬礦的勘查工作，而在這些物探法之中，地球物理法則是最為主要也是應(yīng)用最為廣泛的手段之一。地球物理法的運(yùn)用可以更加高效準(zhǔn)確地對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行勘查以及定位，進(jìn)而明顯地提高礦產(chǎn)勘查的工作效率。

1 常見(jiàn)的地球物理勘查法

1.1 大地電磁測(cè)探法

大地電磁測(cè)探法也叫走M(jìn)T，其主要通過(guò)以自然交變電磁場(chǎng)當(dāng)作場(chǎng)源的電磁測(cè)探方法，這種方法早些年便已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用，早在20世紀(jì)80年代，在礦產(chǎn)的勘查過(guò)程中便已經(jīng)有著較為普遍的運(yùn)用。大地電磁測(cè)探法通過(guò)被動(dòng)場(chǎng)源制造的地表探測(cè)電磁場(chǎng)的信息變化來(lái)對(duì)地下的礦石分布特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這種燙方法的優(yōu)勢(shì)在于探測(cè)的范圍大、探測(cè)成本相對(duì)較低、探測(cè)的分辨率強(qiáng)、探測(cè)設(shè)備的操作簡(jiǎn)易等。

1.2 甚低頻電磁法

甚低頻電磁法（VLF）早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)流傳到了我國(guó)，而甚低頻電磁法是所有地球物理法中較為方面高效的勘查方法。利用10khz～30khz頻率的甚低頻電磁波，將其作為場(chǎng)源，之后結(jié)合地面、和地下的磁場(chǎng)分布格局來(lái)分析出地質(zhì)中電性特征。甚低頻電磁法的特點(diǎn)便是可以在地面快速高效地進(jìn)行勘查工作，雖然探測(cè)深度較淺，不過(guò)探測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度較高，并且探測(cè)設(shè)備攜帶方便、處理能力非常優(yōu)秀，同時(shí)操作也十分簡(jiǎn)便。甚低頻電磁法在確定蝕變帶以及良導(dǎo)斷裂破碎帶，還有探測(cè)礦產(chǎn)結(jié)構(gòu)上都有著較為顯著的優(yōu)勢(shì)，并且在淺蓋區(qū)以及外圍剖面上有著非常廣泛的運(yùn)用。

1.3 瞬間電磁法

瞬間電磁法（TEM）也屬于一種電磁探測(cè)法，瞬間電磁法以電磁感應(yīng)理論作為基礎(chǔ)，在實(shí)際運(yùn)用時(shí)主要通過(guò)對(duì)探測(cè)目的物體的渦流場(chǎng)以及周遭空間范圍內(nèi)所產(chǎn)生的二次電磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)變化特征，來(lái)進(jìn)行目標(biāo)物體所在位置以及空間的探測(cè)工作。瞬間電磁法的優(yōu)勢(shì)在于探測(cè)范圍非常大，并且在探測(cè)過(guò)程中基本不會(huì)受到地形的影響，探測(cè)環(huán)境較為良好，同時(shí)探測(cè)設(shè)備使用和攜帶都較為簡(jiǎn)便等。

1.4 淺層地震技術(shù)

淺層地震技術(shù)在地震勘測(cè)工作中運(yùn)用得非常廣泛，其主要利用人工激發(fā)的彈性波來(lái)巖層中的傳播實(shí)況，來(lái)對(duì)地下各個(gè)巖層的空間結(jié)構(gòu)和巖土特點(diǎn)進(jìn)行分析。淺層地震技術(shù)探測(cè)深度非常之大，即便是在接近地下3000m也能夠利用淺層地震技術(shù)來(lái)開(kāi)展勘查工作。利用相關(guān)的圖像處理技術(shù)能夠做到對(duì)地下構(gòu)成情況以及分布信息進(jìn)行全面且準(zhǔn)確的評(píng)測(cè)。

2 地球物理法在金屬礦產(chǎn)勘查中的運(yùn)用

2.1 淺層地震技術(shù)的具體運(yùn)用

因?yàn)榻饘俚V產(chǎn)的巖土層和土壤表面的距離相對(duì)較近，所以利用地球物理法中的淺層地震級(jí)數(shù)來(lái)進(jìn)行勘查工作是非常有效的。淺層地震技術(shù)通常利用人工激發(fā)的辦法，所產(chǎn)生的頻率波有一定的彈性特點(diǎn)，并且傳播媒介一般都是利用深度較淺的礦石巖土層。探測(cè)波在礦石巖土層的探測(cè)效果十分明顯，并且準(zhǔn)確度非常高，尤其是針對(duì)多金屬礦產(chǎn)中的礦石構(gòu)成信息有著非常明顯的反饋?zhàn)饔茫瑴\層地震級(jí)數(shù)通常在油氣勘查工作中有著比較普遍的運(yùn)用，不過(guò)在眾多金屬礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目中也有著非常顯著的效果，因此目前在金屬礦產(chǎn)勘查過(guò)程中，淺層的勘查工作利用淺層地震技術(shù)是具有一定可行性的。圖1為某地區(qū)金屬礦地震剖面圖。

圖1 巖體地震剖面圖

2.2 地球物理法在勘查鐵礦時(shí)的具體運(yùn)用

在我國(guó)東北部區(qū)域的鐵礦不僅分布域廣，而且鐵礦資源也非常豐富，而在這些區(qū)域開(kāi)展多金屬礦產(chǎn)勘查工作過(guò)程中，通常都會(huì)使用地面磁測(cè)法來(lái)開(kāi)展勘查，之后利用鉆探技術(shù)來(lái)尋找鐵礦礦體，同時(shí)利用該磁測(cè)法來(lái)尋找另一條低阻帶，若找到了附近的低阻帶，那么證明探測(cè)到的另一條鐵礦礦體是存在的。而其中的原理則是鐵礦的礦體與周遭巖層的電性有著非常大的區(qū)別，所以在利用地面磁測(cè)法來(lái)進(jìn)行剖面探測(cè)過(guò)程中便能夠分析出低阻的特點(diǎn)。利用鉆探結(jié)構(gòu)以及地面磁測(cè)法探測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，便能夠得知具體差異信息，在開(kāi)展勘查工作時(shí)，鐵礦的傾角相比之下較小，不國(guó)測(cè)量出的電磁異常要比實(shí)際上要較寬，通過(guò)這一點(diǎn)能夠分析出，運(yùn)用地面磁測(cè)法進(jìn)行精度較高的磁異常地區(qū)測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)鐵礦產(chǎn)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確地勘查。

2.3 地球物理法在勘查金銅礦中的具體應(yīng)用

通過(guò)對(duì)于某地的金屬礦勘查實(shí)例分析，該地區(qū)的北部1.3km2范圍內(nèi)的地質(zhì)視圖以及導(dǎo)電率圖如圖1（a）及圖1（b）所示。通過(guò)地質(zhì)視圖可知，該區(qū)域地質(zhì)下方有厚度為約4.5m的砂礫，并且砂礫下方還有一層細(xì)砂層（如圖1b所示）。

圖2 （a）地質(zhì)視圖

圖2 （b）導(dǎo)電率圖

在通過(guò)地球物理法來(lái)開(kāi)展金銅礦的勘查工作時(shí)，需要全面性地深入探查金銅礦的礦體結(jié)構(gòu)等信息，針對(duì)金銅礦來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)大地電磁測(cè)探法以及甚低頻電磁法結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行勘查作業(yè)。并通過(guò)這種方式來(lái)加強(qiáng)礦產(chǎn)全面勘查過(guò)程中的準(zhǔn)確性和可靠性，使金銅礦勘查工作能夠更加高效穩(wěn)定的進(jìn)行。當(dāng)同時(shí)利用這兩種方式開(kāi)展勘查工作時(shí)，具體可以使用大地磁測(cè)探法來(lái)定性并分析其中的低阻帶，之后通過(guò)甚低頻電磁法來(lái)測(cè)量極化反應(yīng)，最后再通過(guò)電磁法來(lái)進(jìn)行蝕變帶的分析，通過(guò)這種方式可以大大提高金屬礦勘查工作的效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

在開(kāi)展金屬礦產(chǎn)勘查工作時(shí)，通過(guò)利用地球物理法來(lái)對(duì)礦產(chǎn)的構(gòu)成特征以及布局狀態(tài)進(jìn)行勘查與分析，可以有效地提高地質(zhì)勘察工作的效率。而在其中還需要注意針對(duì)不同的礦產(chǎn)特征來(lái)選用更加合理有效的地球物理法來(lái)展開(kāi)勘查，以此來(lái)保證勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。目前，使用較為廣泛的地球物理法便是MT大地電磁探法、VLF甚低頻電磁法等在進(jìn)行金屬礦勘查工作時(shí)也可以同時(shí)使多個(gè)勘查方法合作使用，能夠更加有效地開(kāi)展礦產(chǎn)勘查工作，為國(guó)家尋找更加優(yōu)質(zhì)的金屬礦產(chǎn)。