電法勘探技術(shù)在金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用探討

張棋豪

摘要：隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用，金屬礦產(chǎn)資源保障和資源需求之間的矛盾越來越突出，迫切需要快速、高效率和低成本的金屬礦產(chǎn)勘查方法，而電法勘探技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了這一問題，滿足了我國金屬礦產(chǎn)勘查的需求。本文針對電法勘探技術(shù)進(jìn)行深入分析，并就其在金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：電法勘探技術(shù)；金屬礦產(chǎn)勘查；激發(fā)極化

電法勘探技術(shù)是目前物理探測常用的技術(shù)手段，電法勘探技術(shù)的應(yīng)用能夠在一定程度上提高金屬礦產(chǎn)勘查的效率和水平。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國所儲存的金屬礦產(chǎn)勘查的難度也越來越大，需要不斷的與時俱進(jìn)，提高電法勘探的技術(shù)，促進(jìn)電法勘探技術(shù)在金屬礦產(chǎn)勘查中的全面應(yīng)用，這對于提高金屬礦產(chǎn)勘查技術(shù)水平以及工作效率的提升都具有十分重要的意義。

1.電法勘探技術(shù)概述

電法勘探技術(shù)是指根據(jù)地殼中的巖石或礦體自身所具備的不同電磁學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，地質(zhì)工作者通過人工或天然電場、電磁場以及電化學(xué)場的分布規(guī)律進(jìn)行記錄和觀測研究。電法勘探技術(shù)經(jīng)過近年來的發(fā)展應(yīng)用，在金屬找礦、勘探地下水資源以及解決地質(zhì)構(gòu)造問題上都發(fā)揮出了重要的作用。同時為了提高地質(zhì)工作勘探的效率，針對于野外測區(qū)的條件和所要解決的地質(zhì)問題，探索出了不同的電法勘探技術(shù)，這些不同的勘探技術(shù)各具優(yōu)勢，都有一定的應(yīng)用范圍。總而言之，電法勘探技術(shù)在金屬礦產(chǎn)勘查中應(yīng)用具有綠色環(huán)保、施工靈活等諸多優(yōu)勢，所觀測的數(shù)據(jù)資料分辨率高，應(yīng)用價值非常大，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

2.地球物理特征

應(yīng)用電法探勘金屬礦產(chǎn)，首先需要弄清楚不同巖礦石的地球物理特征（如表1所示），在此基礎(chǔ)上可以圈定低阻高極化異常，以實(shí)現(xiàn)電法間接找礦的目的，同時配合在勘探深度更具有優(yōu)勢的電磁法，能夠顯著的提高金屬找礦的效果。

3.電法勘探技術(shù)的具體應(yīng)用方法

3.1激發(fā)極化法

我國礦產(chǎn)勘查發(fā)展最火熱的時期是20世紀(jì)50年代，期間發(fā)現(xiàn)了大量的礦產(chǎn)資源，但發(fā)現(xiàn)的皆為淺表層礦產(chǎn)或出露礦。在此之后，越來越多的礦床被發(fā)現(xiàn)，找礦的方法和設(shè)備也越來越先進(jìn)，發(fā)現(xiàn)了一大批的鐵礦床和硫化礦床，對于當(dāng)下難以辨別的盲礦，通過地球化學(xué)方法利用微觀的手段被逐一發(fā)現(xiàn)。在此之后的25年間，礦產(chǎn)的發(fā)現(xiàn)率出現(xiàn)下滑，投入了巨大的人力和物力沒有勘查出具體的成果。對于金屬礦，尤其是金礦類的貴金屬礦而言，勘查的難度非常大，金礦一般存在于碎屑巖層或者碳酸鹽層構(gòu)成的地層當(dāng)中，容易受周邊環(huán)境的影響，開采的難度也十分大。自然界中的金屬除極少數(shù)不活潑的金屬（金、銀）以單質(zhì)形式存在外，都以化合物的形式存在，像鎂、鈉、鉀等大多數(shù)元素在自然界都是以化合態(tài)形式存在的。

激發(fā)極化法的原理主要是基于巖石和礦石之間的激發(fā)極化效益差異，通過采用電法儀器測量對金屬礦產(chǎn)進(jìn)行勘查探測。操作的過程當(dāng)電極向地面輸入或切斷電源的瞬間，可以檢測到附加的電場，所檢測到的數(shù)據(jù)會不斷的變化（如圖1所示）。在實(shí)際金屬礦產(chǎn)勘查的過程中，由于地形起伏的差異以及巖石周圍電性的復(fù)雜分布，會產(chǎn)生很多的限制因素，而激發(fā)極化法能夠有效探明地下差異以及圍巖差異所造成的探測差異。

3.2瞬變電磁法

瞬變電磁法基于電磁感應(yīng)的原理，以脈沖電流的形式往地面鋪設(shè)的回線供電，當(dāng)產(chǎn)生穩(wěn)定電流時，地質(zhì)體產(chǎn)生穩(wěn)定的一次磁場，而電流開關(guān)的瞬間，磁場會發(fā)生變化，并產(chǎn)生旋渦電流，這樣的循環(huán)過程形成了向下傳播的能量逐漸衰減的瞬間電磁場，能夠探測到地下異常地質(zhì)體的存在，以達(dá)到找礦的目的。

通過瞬變電磁法探測獲取到數(shù)據(jù)后，通過在計算機(jī)上將實(shí)際觀測到的電阻率進(jìn)行分類和處理，模擬出反演出與其對應(yīng)深度的過程。通過這樣的過程可以完成一條剖面的數(shù)據(jù)分析工作，并加入坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化解釋，最終獲取到剖面的“多測道曲線圖”及“視電阻率擬斷面圖”。瞬變電磁法極大簡化了對異常場的研究，具有較好的應(yīng)用價值。

3.3可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）

可控源音頻大地電磁測深法應(yīng)用在較強(qiáng)干擾的金屬礦區(qū)找礦能夠起到良好的效果，抗干擾能量較強(qiáng)，利用頻率的變化來對不同深度的地質(zhì)情況進(jìn)行探測，能夠顯著提高工作效率，進(jìn)而減輕勞動強(qiáng)度，其操作的方法也十分簡便，對地形的要求也不高，適應(yīng)性較好，而且能夠開展大范圍的勘探。

可控源音頻大地電磁測深法所采用的勘查技術(shù)為可控的人工場源，設(shè)置兩個發(fā)射電磁場裝置，距離分布為1km～ 2km，同時測量裝置通過電源傳達(dá)穿過地下電磁場的礦層分布區(qū)域而產(chǎn)生的電勢差來進(jìn)行辨別。在距離場源5km～ 10km的位置外，可以將場源理解為一個平面波?？煽卦匆纛l大地電磁測深法探測的深度較大，探測的過程中不僅僅可以實(shí)現(xiàn)縱向的探測，同時還能實(shí)現(xiàn)橫向的探測，形成一個立體空間的探測效果。由于采用的是人工場源，與電場和磁場的探測效果相比，可控源音頻大地電磁測深法的抗干擾能力較強(qiáng)，能夠提高探測的準(zhǔn)確度，同時利用可控源音頻大地電磁測深法，只需要改變供電頻率進(jìn)行探測，工作效率較高，在實(shí)際探測的過程中，探測的深度可以在2km之內(nèi)的范圍進(jìn)行探測，探測的過程中如果地殼中出現(xiàn)斷層，能夠準(zhǔn)確的識別出來，在橫向的探測過程中分辨率較高。可控源音頻大地電磁測深法探測的過程中可以穿透地殼中的高阻層，可控源音頻大地電磁測深法會受到靜態(tài)效應(yīng)和近場效應(yīng)的影響，但是可以通過靜態(tài)校正的方式來減少這種影響?？煽卦匆纛l大地電磁測深法有著很更闊的應(yīng)用前景，能夠很好的解決深層地質(zhì)勘查中所出現(xiàn)的勘查難的問題，金屬礦產(chǎn)勘查探測的效果較好。

4.電法勘探在金屬礦勘查中應(yīng)用注意的問題

4.1電法勘探模式的選擇

對于不同的金屬礦區(qū)和勘查環(huán)境的差異，要擇優(yōu)選擇合適的電法勘探模式。首先要對金屬礦的物理特征要有深入的了解，尤其是電、化學(xué)特點(diǎn)（如表1所示），需要對現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境和資料進(jìn)行深入調(diào)研和考證，分析整理制定初步的勘查方案。要結(jié)合不同電法勘探技術(shù)的優(yōu)勢，要充分考慮到技術(shù)的時效性，針對不同的勘查需求，可以綜合多種勘探技術(shù)，形成合適的電法勘探技術(shù)方案體系。除此之外，還要兼顧到勘探成本支出，在滿足勘探客觀需求的前提下，優(yōu)先選擇經(jīng)濟(jì)性較好的方案，進(jìn)而提高整個項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2儀器的選擇以及信號處理方法

不同的電法勘探技術(shù)，對于設(shè)備選擇的差異較大，但總體而言應(yīng)該合理選擇濾波器和信號增強(qiáng)器。因?yàn)樵诳碧降倪^程中，礦體周圍存在電磁的干擾，首先需要對這些信號進(jìn)行消除，要應(yīng)用到濾波器。其次，在應(yīng)用電法勘探技術(shù)進(jìn)行金屬礦產(chǎn)勘查的過程中，應(yīng)該應(yīng)用儀器前置的緊密隔離放大器，對信號進(jìn)行增強(qiáng)。地質(zhì)工作者在實(shí)際勘查的過程中，經(jīng)常會遇到金屬礦體周圍的信號頻率變動較為頻繁，因此要分析干擾的規(guī)律，以便排除其干擾。一般而言，對于信號的處理主要是對A/D轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生的數(shù)字信號進(jìn)行處理，通過對比數(shù)字信號進(jìn)行綜合分析，能夠有效提高勘查的效率和成果。

4.3勘查數(shù)據(jù)處理

在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的過程中，主要包含了兩個方面的內(nèi)容。首先是針對原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性分析，其次是對其多解性進(jìn)行科學(xué)合理的判斷。應(yīng)用不同的電法勘查方法，結(jié)果會存在差異，同時也會存在不一樣的異常情況。因此，要結(jié)合不同勘查方法的勘查原理，以及勘查地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，進(jìn)行綜合分析和判斷，并得出科學(xué)的結(jié)論。

5.提高電法勘探技術(shù)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的管理方法

5.1提高技術(shù)應(yīng)用協(xié)調(diào)性

為了提高金屬礦產(chǎn)勘查的工作成果，在實(shí)際金屬礦產(chǎn)勘查的過程中，需要不斷的加強(qiáng)探礦技術(shù)的更新，要積極應(yīng)用多項(xiàng)技術(shù)協(xié)同開展金屬礦產(chǎn)勘查工作。根據(jù)不同的項(xiàng)目實(shí)施情況，基于探測區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境參數(shù)，選擇合理的勘查方法，通過不同探礦勘查方法的綜合運(yùn)用，對當(dāng)前探測礦區(qū)的實(shí)際礦石特征進(jìn)行深入分析，以提高礦產(chǎn)勘查的效率。同時，要加強(qiáng)對礦山綜合性評估的準(zhǔn)確度調(diào)查，前期的評估報告對后來的金屬礦產(chǎn)勘查影響非常大，這也是在實(shí)際金屬礦產(chǎn)勘查方法應(yīng)用的過程中，需要著重參考的基礎(chǔ)資料，地質(zhì)工作人員需要積極完備成礦理論優(yōu)勢，對當(dāng)前的礦質(zhì)種類進(jìn)行有效的分析，以提高勘查的效率。最后，在目前已掌握的技術(shù)基礎(chǔ)上，要不斷加強(qiáng)對地質(zhì)勘查技術(shù)的研究，不僅僅是理論上的學(xué)術(shù)研究，更重要的是實(shí)踐上的創(chuàng)新，在兩個不同層面的研究來提高先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用率。

5.2加強(qiáng)技術(shù)人員管理

在進(jìn)行礦產(chǎn)勘查的過程中，需要結(jié)合項(xiàng)目的運(yùn)行情況和環(huán)境特征，構(gòu)建完善的監(jiān)督管理體制，需要明確管理和技術(shù)人員的職責(zé)，做到責(zé)任到人。勘查單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人要經(jīng)常深入現(xiàn)場，對現(xiàn)場金屬礦產(chǎn)勘查進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)。要大力開展繼續(xù)培訓(xùn)教育，提高工作人員的專業(yè)素養(yǎng)，強(qiáng)化技術(shù)人員對金屬礦產(chǎn)勘查知識的整體開發(fā)和掌握能力，能夠?qū)φ麄€勘查的流程了然于胸，通過開展一系列的教育和培訓(xùn)工作，提高技術(shù)人員的專業(yè)水平能力，提高地質(zhì)勘查的效率。

5.3加強(qiáng)現(xiàn)場管理

對于一個金屬礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目而言，現(xiàn)場良好的施工管理秩序是促進(jìn)勘查工作穩(wěn)步進(jìn)行的重要保證。在進(jìn)行實(shí)際勘查的過程中，需要根據(jù)勘查所在區(qū)域的地質(zhì)特征，構(gòu)建完備的工程施工管理審查制度。在勘查的過程中不斷加強(qiáng)礦產(chǎn)管理工作，構(gòu)建良好的勘查環(huán)境，為現(xiàn)場金屬礦產(chǎn)勘查提供制度和管理保障。對于身處于一線的勘查人員，需要明確自身的職責(zé)，明確任務(wù)目標(biāo)，嚴(yán)格按照作業(yè)流程作業(yè)。對于外部人員，需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制和管理，以提高工作人員的素質(zhì)。除此之外，還要定期對勘查工作的進(jìn)度進(jìn)行審核，可以及時了解現(xiàn)場工作的不足，并進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)和開展研討，積極解決問題。

6.結(jié)語

電法勘探技術(shù)屬于物理勘探方法，上文所介紹的激發(fā)極化法、瞬變電磁法、可控源音頻大地電磁測深法雖然操作不一樣，但是主要的原理都是對通過電場環(huán)境的監(jiān)控來分析地質(zhì)環(huán)境中的礦藏情況。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合勘查的需求、地質(zhì)環(huán)境、作業(yè)條件，并考慮經(jīng)濟(jì)性因素來合理選擇具體的電法勘探方法，勘探過程中需要注意信號和數(shù)據(jù)的處理，綜合分析得出有效的勘探結(jié)論。

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