淺論地質(zhì)勘察中物化勘察技術(shù)

李 華

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，安徽 合肥 230000）

地質(zhì)勘察有多重方式，比如，探礦工程法、重砂測量法、穩(wěn)定同位素法、地球物理法、提取元素活態(tài)法、地球化學(xué)法、古地磁、地氣法以及順磁共振法等常見的勘察方法與技術(shù)。但在實際地質(zhì)勘察過程中這些方法都有其自身局限性，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)取其精華去其糟粕，充分發(fā)揮其積極作用[1]。

1 地質(zhì)勘察的現(xiàn)狀

近幾年來，我國對煤炭以及鐵礦勘察的支持力度不斷增大。但從整體來講，因為地質(zhì)找礦風(fēng)險比較大，想取得顯著收益就必須要使用有效、合理的勘察方式找礦。舉例來講，比如說鐵礦地質(zhì)勘察，不僅應(yīng)當(dāng)參考現(xiàn)有鉆探結(jié)果，還應(yīng)當(dāng)充分考慮磁異常成果資料，在我國很多地區(qū)已經(jīng)完成了磁異常掃面的基礎(chǔ)性工作。地下構(gòu)造和地質(zhì)體由于物性差異造成了物力異常，但是磁異常有著一定局限性以及多解性，因此使用此類方式只能夠找尋磁鐵礦而無法尋找其他類型鐵礦石。因此就還需要繼續(xù)使用其他找礦方式，為提高資金利用率，一般都會使用綜合方法找尋礦石，這其中就會使用多種勘察手段。

2 物探勘察技術(shù)

地球物理勘察簡稱為物探，在這其中包含了磁法、放射性法、地溫法、地震法、電法等多種方法。研究表明物探勘察技術(shù)在找尋非金屬礦產(chǎn)、能源礦產(chǎn)、黑色金屬礦產(chǎn)、地下水以及有色金屬礦產(chǎn)等方面發(fā)揮著非常重要的作用，相比于化探勘察技術(shù)，物探技術(shù)在找尋這些金屬方面有著更突出的作用。

2.1 物探技術(shù)分析

2.1.1 瞬變電磁法應(yīng)用

很多礦產(chǎn)公司使用瞬變電磁法來進(jìn)行礦產(chǎn)勘察作業(yè)，相關(guān)工作人員利用接地線將電磁信號發(fā)送到地面，這樣可以有效對礦區(qū)周圍的電磁場進(jìn)行研究與分析。與此同時，相關(guān)工作人員還要依據(jù)電磁場的而此磁場曲線來對不同深度地質(zhì)產(chǎn)生的電磁特性進(jìn)行分析研究，最終得出科學(xué)有效結(jié)論。在物探勘察技術(shù)中，瞬變電磁法是非常重要的一部分，瞬變電磁法能夠?qū)⒖辈煸O(shè)備所發(fā)出的噪音大幅度降低，這有助于提升勘察準(zhǔn)確度。

瞬變電磁法的簡稱是TEM，電磁感應(yīng)理論是這個方法的基礎(chǔ)，此方法對目標(biāo)物進(jìn)行感應(yīng)進(jìn)而得出渦流場，之后在周圍空間第二次形成電磁場，這個電磁場會有隨時間變化而變化的特點，再對目標(biāo)物進(jìn)行空間形態(tài)推測，最終完成探測目標(biāo)。瞬變電磁法探測深度大，受地形條件影響較小，施工環(huán)境相對寬敞，施工方便，在一些復(fù)雜礦區(qū)應(yīng)用十分廣泛，找礦效果非常顯著。

2.1.2 電法勘探

電測探法值得是對測量點電阻率變化規(guī)律進(jìn)行分析，進(jìn)而研究不同深度的地下礦層的分布的方法。當(dāng)前，在測量覆蓋層厚度以及礦性變化等方面有著非常廣泛的應(yīng)用。與此同時，伴隨著我國科技的不斷發(fā)展，電測探法也得到了深度發(fā)展，比如說，在地質(zhì)工程中，獲取淺層導(dǎo)電信息的主要方式是一種新出現(xiàn)的方法---高密度電阻率法，這種方法大大推動了地質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分工作的開展，大幅度提升了地下管道探測效率。分析實際情況能夠發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前電法勘察的主要探測對象是電阻率不相同的水平巖石層，但是當(dāng)前來講，大部分只能夠測量傾角較低或者是水平巖層，在完成大傾角巖層解譯工作上有著很大難度。所以說，使用這類方法進(jìn)行地質(zhì)工程地質(zhì)勘察應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：第一，周圍物質(zhì)與測量目的層應(yīng)存在明顯差異，這能才能夠用電極裝置來完成對電阻率異常分布規(guī)律的測量，使得測量結(jié)果更加準(zhǔn)確更加有說服力。第二，如果說地質(zhì)工程地層有著不同性，同時還存在不均質(zhì)的特點，那測量得到的電阻率并不是真電阻率而是不均質(zhì)體間的綜合反映，也就是所謂的視電阻率。如果供電電極之間間距存在差異，那么最終測量的不同深度的視電阻率也會存在差別，分析其分布規(guī)律能夠得到準(zhǔn)確的物性變化[2-4]。

2.2 地面和航空甚低頻電磁法

VLF是地面和航空甚低頻電磁法的簡稱，它的原理是用16-31kHz的甚低頻廣播電臺或軍事廣播電臺發(fā)射的電磁波作為場源，在地下或者地表測量周圍電磁場空間分布情況，進(jìn)而獲得淺層地質(zhì)體中電性局部異常的情況，相比來說，地面和航空甚低頻電磁法探測深度比較淺，一般在55m上下。我國從上世紀(jì)80年代開始使用這種勘察方法，在固定礦化范圍、尋找?guī)r礦脈、蝕變帶、追尋含礦結(jié)構(gòu)、圈定良導(dǎo)破碎帶等方面，這類勘察方法的優(yōu)勢非常明顯。這類勘察方法所使用的設(shè)備輕便易攜，在野外勘察時的方法也是簡單實用，但是需要注意不能因為地形、電纜等因素而影響到正常觀測工作。如果說地系覆蓋層比較厚，那么反映深層地址異常體的信息也會很弱，因此說這類方法適合在覆蓋層相對較淺的地區(qū)開展掃面工作。當(dāng)前我國所生產(chǎn)的甚低頻電磁儀已經(jīng)比較先進(jìn)，例如DDS系，在勘察金屬礦產(chǎn)時，DDS系發(fā)揮著不可或缺的作用。

2.3 地震層析成像

地震層析成像簡稱為CT，醫(yī)學(xué)上的CT也是根據(jù)此理論而來。它是通過地震波數(shù)據(jù)來講地下結(jié)構(gòu)的物性屬性反映出來，之后在對其進(jìn)行逐層剖析，進(jìn)而繪制成像的一種技術(shù)。這類方法能夠更好的確定地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及局部的不均勻性。在20世紀(jì)80年代我國開始將地震層析成像技術(shù)應(yīng)用在金屬礦的地球物理勘察工作中。這項技術(shù)的理論相對成熟，探測深度比較深，分辨率也非常高，在進(jìn)行深部探測時優(yōu)勢非常大。因此，這種方法在研究地球動力學(xué)、物理結(jié)構(gòu)以及勘探能源礦產(chǎn)發(fā)面有著廣泛應(yīng)用。

2.4 大地電磁測深

大地電磁測深是以天然交變電磁場為場源，這種方法利用的是場源對地表磁場的變化對地下巖石的電性以及分布特征進(jìn)行研究的一種技術(shù)，它的簡稱是MT。由于這類方法探測深度非常大，野外裝備比較輕便，對良導(dǎo)介質(zhì)分辨力比較強，不會受到高阻層屏蔽，工作成本比較低，因此在地震預(yù)報、研究地球巖石圈深部結(jié)構(gòu)、調(diào)查地?zé)崽镆约坝蜌饪碧椒矫嬗兄鴱V泛應(yīng)用。大地電磁測深法對良導(dǎo)電體非常敏感，同時這也是大堤電磁測深能夠在勘探隱藏金屬礦時發(fā)揮著重要作用的依據(jù)。拿金屬礦床來講，礦體以及圍巖之間已經(jīng)蝕變和未蝕變的巖石電性差異非常大，礦體中富含金屬硫化物，電阻率會因此受到嚴(yán)重影響。會出現(xiàn)控礦脆性斷裂帶、蝕變破碎帶以及韌性剪切帶，這些都會使得礦體周圍巖層電性出現(xiàn)差異。大地電磁測深法也因此成為解決此類問題的有效方式。

2.5 可控源音頻大地電磁法

可控源音頻大地電磁法簡稱CASMT,這個方法利用發(fā)射偶極AB供電，電極距離一般為1.1到2.3千米，測量工作在±400的偶極垂線扇形面積中進(jìn)行，同時供電AB極測線和連線應(yīng)互相平行。這時相關(guān)工作人員可以把場源當(dāng)成平面波，不斷變換電頻率，實現(xiàn)電阻測深的目標(biāo)。假如要在山區(qū)使用這個方法，應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場情況以及實際地形來設(shè)定發(fā)射機(jī)位置，測量時可以只移動接收機(jī)，既能夠提升工作效率，也能夠大大節(jié)省成本[5]。

3 化探勘察技術(shù)

化探勘察指的是地球化學(xué)勘察，化探勘察技術(shù)有著多解性以及直接性等特點，伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)勘察技術(shù)也突飛猛進(jìn)，日益成熟，化探勘察技術(shù)也因此得到了大大提升，它的解釋方法也在向定量化、綜合化以及模式化發(fā)展。隨著我國地質(zhì)找礦工作的不斷發(fā)展，我國一些露頭礦和低地表礦已經(jīng)不多，未來礦產(chǎn)勘察的重要發(fā)展方向就是尋找隱狀礦脈。近年來，我國高敏度、高精度化學(xué)分析儀相繼出現(xiàn)，這使得我國礦業(yè)工作人員對地球物質(zhì)遷移的運動機(jī)制有了更深了解。同時一進(jìn)步促進(jìn)了化探勘察技術(shù)的發(fā)展，為化探勘察隱狀礦提供了更多理論與知識。

3.1 巖石測量技術(shù)

在應(yīng)用巖石測量技術(shù)的時候，應(yīng)當(dāng)集中采集礦產(chǎn)勘察區(qū)內(nèi)的巖石樣本，進(jìn)而對巖石中地球化學(xué)特征以及個元素含量進(jìn)行分析，從而發(fā)現(xiàn)巖石化學(xué)異?，F(xiàn)象。

3.2 土壤測量技術(shù)

土壤測量技術(shù)使用時，應(yīng)在勘測區(qū)域的地表覆蓋區(qū)進(jìn)行樣本采集，同時對樣本進(jìn)行分析，最終達(dá)到礦產(chǎn)勘測的目的。根據(jù)樣本的采集密度，土壤測量方法可分為土壤探測技術(shù)和土壤探測技術(shù)兩大類。類似于巖石測量方法，但與巖石測量方法相似，土壤測量技術(shù)是指利用標(biāo)準(zhǔn)化手段對礦區(qū)范圍內(nèi)土壤樣本展開有效檢測，并在各項檢測結(jié)果支持下進(jìn)行礦產(chǎn)地質(zhì)勘察，繼而提高礦產(chǎn)地質(zhì)勘察準(zhǔn)確性和全面性。而且在進(jìn)行礦區(qū)土壤樣本檢測時，可以幫助有關(guān)部門在短時間內(nèi)得到土壤樣本中各類微量化學(xué)元素含量，繼而確定礦產(chǎn)資源種類，逐步提升礦產(chǎn)資源后期開采水平。加上礦區(qū)土壤中化學(xué)成分較為復(fù)雜，這就應(yīng)借助現(xiàn)代化技術(shù)手段對礦區(qū)土壤化學(xué)成分展開有效檢測，充分發(fā)揮土壤測量技術(shù)優(yōu)勢，全面滿足礦產(chǎn)地質(zhì)勘察現(xiàn)實要求。此外，還應(yīng)將土壤測量技術(shù)與各項信息化技術(shù)結(jié)合到一起，將土壤中化學(xué)成分含量和基礎(chǔ)性質(zhì)全面表現(xiàn)出來，賦予礦產(chǎn)地質(zhì)勘察一定現(xiàn)代化內(nèi)涵。

3.3 水系沉積物測量技術(shù)

水系沉積物測定技術(shù)應(yīng)該堆積在水中的沉積物，如水中的淤泥或砂土，對這些沉積物的不正常情況進(jìn)行分析，對這些沉積物的異常情況進(jìn)行了分析，進(jìn)而完成礦產(chǎn)的勘察工作。多數(shù)礦區(qū)范圍內(nèi)還存在淤泥和細(xì)砂等物質(zhì)樣本，這類物質(zhì)樣本就可以采用水系沉積物測量技術(shù)對其中微量元素展開有效測量，確定礦區(qū)礦產(chǎn)資源種類和所處地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有效發(fā)揮水系沉積物測量技術(shù)作用效果和礦產(chǎn)地質(zhì)勘察水平。而且該項化探技術(shù)按照礦區(qū)水系沉積物密集程度還可以分為區(qū)域化探技術(shù)和化探普查技術(shù)這兩種。這就應(yīng)要求有關(guān)部門工作人員在考慮礦區(qū)范圍內(nèi)各項基礎(chǔ)要求以及結(jié)構(gòu)狀態(tài)等基礎(chǔ)信息選取適當(dāng)水系沉積物測量技術(shù)，避免水系沉積物測量技術(shù)在具體應(yīng)用過程中因外在因素干擾而出現(xiàn)問題[6,7]。

4 結(jié)束語

在我國地質(zhì)勘察工作中，物化探勘察技術(shù)被廣泛應(yīng)用，在選擇這兩種勘察技術(shù)時應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況，確定當(dāng)?shù)氐匦?，每種方法都有其局限性以及優(yōu)越性，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)將兩種方法相互結(jié)合，取長補短。