地面物探的特點(diǎn)及在礦產(chǎn)勘查工作中的應(yīng)用探討

華 杉，羅 衛(wèi)，王正濤

（湖北省地質(zhì)局武漢水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 武漢 430000）

物探是地球物理勘探的簡(jiǎn)稱，在進(jìn)行不同的地質(zhì)勘查工作中，利用不同的物探手段可以更加有效、精準(zhǔn)的完成相應(yīng)的工作，但不同的物探手段的使用在勘探結(jié)果上也會(huì)存在較大的差異[1]。隨著礦產(chǎn)資源開采力度的不斷增強(qiáng)，淺層礦產(chǎn)資源、地表礦產(chǎn)資源、易識(shí)別礦產(chǎn)資源越來越少，地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作的重點(diǎn)也發(fā)生一定轉(zhuǎn)變，向隱伏礦床、深層礦床、難識(shí)別礦床發(fā)展。面對(duì)各類復(fù)雜的地質(zhì)勘探工作，使用高精度的重力、電法儀器可將多種勘探方法相結(jié)合，能夠有效解決礦產(chǎn)資源勘探問題。物探工作按照工作環(huán)境進(jìn)行劃分，可分為地面物探、航空物探、海洋物探以及地下物探等。雖然由于探測(cè)的技術(shù)的不斷提高以及相關(guān)載體的快速發(fā)展，航空物探等物探技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭較為迅猛，被廣泛應(yīng)用于不同的領(lǐng)域當(dāng)中，但目前對(duì)于固體礦產(chǎn)勘查工作，用到最多的仍為地面物探。

在利用地面物探手段進(jìn)行勘查工作時(shí)應(yīng)注意，地面物探具有多解性，在不同階段的地質(zhì)勘查工作中，選擇對(duì)應(yīng)的方法才能保證各個(gè)階段地質(zhì)勘查工作成果的有效性。

1 地面物探的分類及特點(diǎn)

根據(jù)勘查工作的地理環(huán)境、勘查位置的重力因素、磁性的差異以及導(dǎo)電性能等影響因素，對(duì)應(yīng)選擇重力勘探、磁法勘探和電法勘探等不同的物理勘探方法。

重力勘探是將巖石和礦石之間的密度差異作為物質(zhì)基礎(chǔ)所形成的勘探方法。由于密度之間的不同會(huì)造成地球正常情況下的重力場(chǎng)發(fā)生局部變化，而通過觀察和研究重力場(chǎng)產(chǎn)生的異常便可有效地解決在勘查工作中的地質(zhì)問題[2]。運(yùn)用重力勘探的條件包括，首先被探測(cè)的對(duì)象與圍巖之間應(yīng)存在一定的密度差異；其次，巖層的密度在橫向上應(yīng)存在較大的變化，或巖層中存在一定的構(gòu)造形態(tài)變化；最后，被勘測(cè)的位置不存在過強(qiáng)的干擾場(chǎng)。

重力勘探所觀測(cè)、研究的是天然的地球重力場(chǎng)，并且因?yàn)閺牡乇砀浇敝恋厍蛏钐幎即嬖谥镔|(zhì)密度分布的不均勻，所以重力勘探相對(duì)來說具有較為經(jīng)濟(jì)和勘探深度大的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，又因?yàn)橐巴鉁y(cè)量中使用的重力儀輕便，采集數(shù)據(jù)快，因而又具有快速獲得面積上信息的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

磁法勘探是將地殼中各類巖石與礦石之間的磁性差異作為物質(zhì)條件進(jìn)行勘探的手段。在巖石與礦石之間的磁場(chǎng)差異會(huì)對(duì)正常的磁場(chǎng)發(fā)生變化，而通過磁法勘探可以快速找出所需礦產(chǎn)以及其所在的地下地質(zhì)構(gòu)造信息[3]。通過磁法勘探的方法可以找出帶有磁性的金屬礦體，例如磁鐵礦、黃鐵礦等，同時(shí)又可以間接的探測(cè)出無磁性金屬礦體，例如鉛鋅礦、銅礦等。磁法勘探有以下特點(diǎn)：①使用效率較高，我們所勘探出來的礦石大多是有磁性的，而磁性的存在會(huì)對(duì)物探勘查效果造成影響，采用磁法勘探可以準(zhǔn)確分辨出不同地區(qū)礦物的磁性區(qū)別，同時(shí)可以劃定金屬礦磁性物質(zhì)的投射區(qū)間；②磁法勘探具有實(shí)用性，物探勘查地點(diǎn)多處于環(huán)境條件惡劣地帶，使用其他勘探方法需要鋪設(shè)電極、電線等設(shè)施，受周圍環(huán)境影響較大，磁法勘探可以不受客觀條件的限制；③方便快捷，磁法勘探工作中通常采用手持衛(wèi)星定位儀，可以將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速傳輸，縮短工作時(shí)間，同時(shí)避免人工測(cè)量出現(xiàn)誤差。

電法勘探是將勘查位置上的巖石和礦石的電學(xué)性質(zhì)差異作為基礎(chǔ)進(jìn)行勘查，通過觀測(cè)和分析這些存在電性差異的電場(chǎng)或電磁場(chǎng)的分布情況，可以有效查出該區(qū)域地下地質(zhì)構(gòu)造。電法勘探的特點(diǎn)包括以下兩點(diǎn)：

（1）抗干擾性強(qiáng)，在強(qiáng)干擾的遠(yuǎn)郊地區(qū)進(jìn)行礦產(chǎn)勘探時(shí)，可以改變電法勘探頻率對(duì)不同深度地層進(jìn)行探測(cè)。

（2）勘探范圍大，電法勘探可以使用交變電磁場(chǎng)，它能穿過高阻薄層，提高礦產(chǎn)資源勘探的分辨率。

地面物探是一個(gè)復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，它涉及勘查位置環(huán)境、氣候、地理分布情況、地質(zhì)、山脈走勢(shì)及形成時(shí)期等各方面信息，在實(shí)際工作中通過資料采集、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析等工作產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)工程需求以及礦物分布特征選擇不同的物探方法可以更加有效的提高礦產(chǎn)勘查工作效率。

2 地面物探在礦產(chǎn)勘查工作中的應(yīng)用

在實(shí)際的礦產(chǎn)勘查工作中，根據(jù)不同的礦種及礦床類型，綜合選擇地面物探方法可以取得更好的找礦效果。

本文以云南省境內(nèi)的兩個(gè)礦床的勘查工作為例，詳細(xì)分析地面物探在礦產(chǎn)勘查工作中的作用。

以云南省北衙金礦床勘探為例，采用磁法勘探技術(shù)，首先在地面上設(shè)置測(cè)網(wǎng)，在礦區(qū)開展1：1萬地面高精度磁測(cè)掃面，發(fā)現(xiàn)礦床較深部位存在3個(gè)高極化率的低阻體結(jié)構(gòu)[5]。為驗(yàn)證解譯結(jié)果，在礦區(qū)內(nèi)增設(shè)多個(gè)鉆孔進(jìn)行檢驗(yàn)，探測(cè)結(jié)果表明，在約68m處可見厚約22.5m的1號(hào)金屬礦體，再繼續(xù)鉆進(jìn)到196m處，可見大理巖結(jié)構(gòu)，在大理巖結(jié)構(gòu)中鉆進(jìn)42.84m后完全將巖體打穿，進(jìn)入到圍巖結(jié)構(gòu)中，再次發(fā)現(xiàn)2號(hào)金屬礦體，驗(yàn)證了前期物探解譯結(jié)果，故暫時(shí)停止了鉆探工作。但為了保證勘查工作的準(zhǔn)確性，再次利用綜合地面物探技術(shù)進(jìn)行反演，反演結(jié)果表明，該礦床深部位置可能存在更大規(guī)模的金屬礦體結(jié)構(gòu)，應(yīng)繼續(xù)鉆進(jìn)。通過鉆進(jìn)結(jié)果可以看出，上述圍巖結(jié)構(gòu)只是基性巖體的一個(gè)大捕虜體，故再次鉆進(jìn)到216m處，發(fā)現(xiàn)3號(hào)金屬礦體，此時(shí)再次驗(yàn)證了反演結(jié)果，將新的金屬礦體找出，反映了物探解譯結(jié)果的準(zhǔn)確性和重要性。

云南富寧縣安朗礦的成礦與斷裂活動(dòng)關(guān)系密切，礦體主要賦存于斷層破碎帶中，本次勘查的目的是查明礦區(qū)斷層破碎帶寬度及富水帶所處位置，電法物探主要設(shè)置了5條橫剖面，即I，II，III，IV，V，原始勘查鉆孔剖面要與以上5條橫剖面相重合，主要作用是為了檢驗(yàn)前期的勘查工作，設(shè)置2條縱斷面，其中1斷面設(shè)置在一級(jí)平臺(tái)坡腳往上1m處，2斷面布置在四級(jí)平臺(tái)距坡腳8m處，對(duì)橫縱斷面進(jìn)行地質(zhì)分析。地質(zhì)勘探的范圍主要在原斷層破碎帶內(nèi)，以鉆孔1為分界線，鉆孔2處存在低電阻率，電阻率最高閉合區(qū)域出現(xiàn)在礦區(qū)斷層破碎帶的兩側(cè)，推測(cè)出斷層破碎帶寬度約為210m，電法勘探反演在礦山地質(zhì)勘探中取得了良好效果，在I、IV剖面，根據(jù)電阻率圖像和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以判斷，在鉆孔3附近，縱向0m～8m范圍內(nèi)出現(xiàn)電阻率為0的閉合區(qū)域，確定該區(qū)域?yàn)榈V區(qū)富水帶。

在上述的兩個(gè)礦山地質(zhì)勘探實(shí)例中，分別采用磁法勘探和電法勘探，達(dá)到了勘探目的，以鉆孔資料和監(jiān)測(cè)資料為證據(jù)，充分證明物探技術(shù)在礦山地質(zhì)勘查中的可行性。

3 結(jié)語

本文分析了不同地面物探的特點(diǎn)，舉例說明了綜合地面物探技術(shù)在金屬礦床地質(zhì)勘查工作中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)科學(xué)合理運(yùn)用地面物探技術(shù)可以提高地質(zhì)勘查工作的準(zhǔn)確性，減少一定的工作量，提高工作效率，可取得較好的實(shí)際運(yùn)用效果。但本文研究的地面物探技術(shù)仍存在某些方面的問題，今后我們應(yīng)當(dāng)深入研究進(jìn)行完善，如電法勘探中的地面超多道、多分量數(shù)字地質(zhì)采集設(shè)備的研究工作等。相信隨著物探設(shè)備的不斷更新和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地面物探技術(shù)的發(fā)展前景是非常值得期待的，可為礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作提供更大地幫助。