探討地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用

摘要：針對藏在地球深部的金屬礦產(chǎn)資源進行探測時，使用地球物理法能夠發(fā)揮有效的預測作用。近幾年來，利用地球物理方式進行深部找礦已經(jīng)取得了一定的成效，隨著科學技術水平的不斷提升，人們對于地球物理法的重視程度越來越高，理論知識和技術手段都在不斷的完善。地質(zhì)找礦中常用到的地球物理法，包括地震探測法、磁力探測法、重力探測法和激發(fā)極化法，這些方式為金屬礦的找礦工作帶來了新的機遇，而且具有非常廣闊的發(fā)展前景。因此，在本文中就針對地球物理法進行了簡單的介紹，并且探討了其在金屬礦深部找礦中的具體應用，希望能夠進一步提升技術靠著礦工作效率，滿足人們對于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的實際需求。

關鍵詞：地球物理法;金屬礦;深部找礦;應用

中圖分類號：P618?? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2021）08-0000-00

0 引言

隨著經(jīng)濟水平的不斷增長，礦產(chǎn)領域也得到了迅速的發(fā)展，現(xiàn)如今找礦工作不斷深入，很多地表的礦產(chǎn)資源都得到了開采和利用，而且有些礦產(chǎn)資源已經(jīng)逐步走向了衰竭，因此如何開展深部找礦工作已經(jīng)成為目前工作中的關鍵內(nèi)容。隨著地球物理探測技術的不斷發(fā)展，將其應用在深部找礦中具有非常廣闊的發(fā)展前景，而且對于金屬礦找礦工作也有著重大的意義，能夠進一步促進礦產(chǎn)行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

1 地球物理勘探方法概述

所謂的地球物理法，也就是指在物理方法的基礎上，對地質(zhì)問題進行深入的研究和分析，利用技術手段和儀器測量，收集研究區(qū)域的物理信息，利用科學有效的技術方式提取找礦中所需要的信息，并充分了解圍巖、構造以及巖體的相關特征，包括放射性、密度、電性、磁性等等，結合地質(zhì)資料對地下的地質(zhì)構造進行深入的分析，及時了解礦產(chǎn)的實際分布狀況。近幾年來，隨著技術水平的不斷發(fā)展，地球物理探測技術也得到了極大的提升，已經(jīng)成為目前金屬礦深部找礦中應用廣泛的技術手段，不僅能夠有效提高探測精度和深度，而且探測方法還具備多元化的特點，其深度能夠達到1000-2000米以上，對于一些隱伏的礦床結構能夠進行準確的定位預測。因此，在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，地球物理探測法已經(jīng)成為最為關鍵的技術手段，也獲得了人們的高度關注。

2 金屬礦深部找礦中存在難題

金屬礦產(chǎn)具有非常高的利用價值，對于我國國民經(jīng)濟的增長具有非常重要的意義。近幾年來，隨著經(jīng)濟水平的不斷增長，人們的生活水平也得到了極大的提升，社會發(fā)展過程中，對于金屬礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷的增加。在這樣的情況下，也促進了金屬礦產(chǎn)開采行業(yè)的進一步發(fā)展，一些淺層的金屬資源已經(jīng)逐漸枯竭，深層金屬資源的開發(fā)利用已經(jīng)成為目前工作中的主要內(nèi)容。但是，對于深層金屬資源來說，找礦難度非常大，而且經(jīng)常會受到各種因素的影響，由于礦產(chǎn)資源形成的時間非常長，還需要在特定而且復雜的地質(zhì)條件下才能夠形成深藏于某些區(qū)域，分布也相對分散，這些問題都進一步加大了金屬礦找礦的難度。所以，為了能夠更好的獲得這些深層的礦產(chǎn)資源，在實際開發(fā)過程中就應該充分了解地質(zhì)構造以及地質(zhì)條件進行找礦工作，但是進行金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，很容易受到地質(zhì)構造因素的破壞，在這樣的情況下也會引發(fā)地質(zhì)災害的出現(xiàn)，對人們的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生了極大的威脅。由于金屬礦產(chǎn)資源勘測的難度非常大，而且具有很強的復雜性，所以需要充分利用先進的勘測技術進行全面的研究和分析，實際開采過程中，一般都重視個案性、實例性，然而在實際開采過程中，實踐性明顯不足，很難對深部掌控工作進行專業(yè)化的指導，導致金屬礦深部找礦工作面臨極大的問題，也需要進一步加大找礦技術的研究力度，通過不斷的學習和培訓，進一步提高深部找礦技術的研究力度，切實提高找礦效果，促進金屬礦產(chǎn)資源的進一步開發(fā)利用。

3深部找礦中地球物理方法的應用

3.1 激發(fā)極化法的應用

目前金屬礦深部找礦工作中激發(fā)極化法應用的最為廣泛，隨著科學技術水平的不斷提升，激發(fā)極化法相關的理論基礎和基礎手段也在不斷的完善，其中最為關鍵的就是激電效應，利用激電效應可以充分了解到當?shù)氐牡刭|(zhì)狀況進行有效的觀察研究，充分了解探測區(qū)域的地質(zhì)情況以后，可以使用一次電導線和供電電極AB在中間梯度上進行鋪設，然后利用激發(fā)極化法進行掃描，使用這樣的方式能夠有效完成大面積的測量工作，更好的解釋各種形狀、產(chǎn)狀，還能夠直觀的觀察到極化的異常狀態(tài)。但是，實際過程中需要保證AB極的良好接地效果，視情況而定，采用多根電極或地埋鋁板，并注滿鹽水，接地電阻盡量保證在1K歐姆以下。通常情況下AB兩極的距離為1000-2000米，另外還應該保證兩級的供電量，最大限度的勘查到底層的深處。在勘查過程中，還需要加強測量極MN的高電位，實際的MN兩極的距離視二次場信號和工作便利而定，一般符合1/6AB<mn<1/3AB的情況下盡量保證二次場強信號和工作便利，同時盡量減少極化電位差，MN需要使用不極化電極;還要能夠有效防止電磁耦合的干擾，供電線需要放置在離測線20米以上的區(qū)域。使用激發(fā)極化法能夠針對各層深度、厚度以及電參數(shù)進行有效的勘測，結合當?shù)氐膶嶋H狀況及時了解激電異常的延伸和埋藏狀況，對于異常點還可以使用激發(fā)極化法進行四極測探。

3.2 重力勘探法

在金屬礦深部找礦工作過程中，對于礦體表面重力進行異常分析時，重力勘探法發(fā)揮了非常關鍵的作用，還能夠針對礦床的構造特點進行合理的解釋，在深部金屬隱伏找礦過程中具有十分重要的意義。利用重力勘探法，能夠針對地下700到2000米的深度進行有效的探測，而且還能夠準確獲得金屬礦的相關信息，切實提高找礦的效率和找礦質(zhì)量。另外，對于金屬礦密度探測過程中，重力勘探法也具有非常重要的作用。但是，在實際應用過程中使用這樣的方式進行勘探，也具有一定的局限性，特別是處于深山地帶的金屬礦，由于地形切割劇烈，在地形校正時很容易產(chǎn)生畸變，產(chǎn)生局部點狀異常，很容易出現(xiàn)高差成像方面的誤差。面對這樣的情況，可以使用重力探測法和其他探測方法進行有效的結合，這樣就能夠提升勘探工作的效率，否則將會對金屬礦找礦工作的開展產(chǎn)生誤導性影響。

3.3 地震勘探法

在金屬礦深部找礦工作過程中，地震探測法由于起步時間相對較晚，因此在實際應用中工作經(jīng)驗相對較少，理論方面還不夠成熟，在未來，發(fā)展空間非常的廣闊。但是，在金屬礦找礦過程中，使用地震勘探法能夠?qū)ι疃冗M行有效的探測，對金屬礦找礦工作起到了有效的指導作用，而且在這方面的應用優(yōu)勢也是其他探測方式無法達到的。對于一些大型甚至超大型的金屬礦找礦工作中，利用地震探測法，能夠通過地震波為找礦工作提供有效的支持，使用這樣的方式，目前可以針對兩千米的探測深度進行探測，而且還能夠?qū)Τ傻V區(qū)域深部的地質(zhì)情況進行探測，準確地預測隱伏金屬礦的實際位置，盡量減少礦產(chǎn)開采過程中產(chǎn)生的地質(zhì)結構破壞。通過這些特點也不難發(fā)現(xiàn)，地震探測法具有非常廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)如今，隨著科學技術的不斷發(fā)展地震探測法必將獲得巨大的發(fā)展前景，未來在金屬礦深部找礦，工作過程中也必將發(fā)揮其關鍵價值。

3.4 磁力勘探法

與地震探測法相比，磁力探測法就具有非常久遠的應用歷史，而且技術相對比較成熟，應用范圍也非常廣泛。在實際探測過程中，使用磁力探測法，其主要原理就是利用金屬資源在磁力場上表現(xiàn)出的巨大差異性，通過磁力場探測地層深部的礦產(chǎn)資源，了解礦產(chǎn)資源的產(chǎn)狀以及形態(tài)。在金屬礦找礦過程中，磁力探測法具有非常重要的意義，使用這樣的探測方式就其指示精準的特點，能夠更好的研究地質(zhì)結構狀態(tài)，在地質(zhì)填圖方面具有良好的優(yōu)勢。而且利用磁力探測法也能夠更加精準的找到深部金屬礦的實際位置，起到準確定位的作用，能夠更好地指導相關工作人員進行深部金屬礦的找礦工作，切實提高找礦效率。

3.5地球化學測量找礦

礦體形成過程中，圍巖也會受到影響，巖石中會形成局部地球化學原生異常，即原生暈。受到不同方面的影響后，原生暈和礦體可能會被破壞，但破壞后也會形成次生暈，所以當發(fā)現(xiàn)次生暈或原生暈時，就會發(fā)現(xiàn)礦體。但次生暈和原生暈所在的區(qū)域不一定是礦體所在的區(qū)域，因為經(jīng)過長期的變化，次生暈或原生暈已經(jīng)遠離礦區(qū)，甚至超過1000米，所以可以用這種方法進行深部找礦。因此，這種方法的主要步驟是收集土壤樣本和巖石。將分析以下兩種勘探方法。（1）構造疊加暈找礦。這種找礦方法用了20年時間完成，取得了很大進展。它也獲得了科學進步的特征。在礦物形成過程中，會產(chǎn)生礦體暈，礦體暈因為會按照一定的規(guī)律分布，所以具有一定的形狀。構造疊加暈找礦方法是對礦體進行分析，通過疊加暈形成原生疊加暈模型，從而進行找礦預測。（2）構造地球化學找礦。在巖石地球化學調(diào)查的基礎上，開展了構造地球化學找礦。兩者的區(qū)別在于采樣介質(zhì)。巖石地球化學測量采用的介質(zhì)是巖性界面，而構造地球化學勘探以褶皺構造核及其兩翼為介質(zhì)。通過分析礦物元素，研究其空間分布和含量，進而分析成礦元素的演化規(guī)律和分散度，進而看斷層中是否存在與礦石有關的地球化學異常。當發(fā)現(xiàn)異常時，需要對其進行圈定，然后。這種找礦方法主要適用于已知礦山深部和外圍地區(qū)的隱伏礦。

4地球物理法發(fā)展展望

4.1 儀器設備

現(xiàn)如今科學技術發(fā)展的速度越來越快，在短短的幾十年內(nèi)，地球物理探測法也得到了不斷的推廣和完善，在金屬礦深部找礦中也得到了廣泛應用，并且取得了一定的成就。但是，由于地質(zhì)條件的因素也促使地球物理探測法不斷的創(chuàng)新，特別是一些地形比較復雜，起伏較大的地區(qū)，金屬礦的找礦工作面臨著較大的難度，促使地球物理方法中使用到的儀器逐漸向著輕便化、高精度、多功能、數(shù)字化、系列化和智能化的方向不斷發(fā)展。

地球物理儀器的種類繁多，目前尚沒有一種統(tǒng)一的分類方法，通?？梢园磻妙I域來劃分。隨著科技的進步和發(fā)展，我國在重大科研裝備研制領域取得了創(chuàng)新性的重大突破，開展的地球物理儀器研制工作中，突破了穩(wěn)定性高，采樣精度高，發(fā)射功率大，抗噪能力強等一系列關鍵技術，并實現(xiàn)了部分設備的國產(chǎn)化，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，達到了國際領先水平，對我國的資源勘查工作具有巨大的推動作用。

4.2數(shù)據(jù)處理

二十世紀五、六十年代，我國的地球物理勘探數(shù)據(jù)處理剛剛起步，主要以人工手動記錄和整理為主，數(shù)據(jù)處理也僅限于數(shù)據(jù)整理。處理方法以模擬回放為主。六十年代中后期，計算機的問世，引來了地球物理勘探數(shù)據(jù)的進一步發(fā)展，逐漸轉(zhuǎn)為數(shù)字處理，結合計算機進行人機交互處理，并隨即形成了專業(yè)的技術部門或者數(shù)據(jù)處理中心。計算機的進一步發(fā)展在軟件方面，進一步的滿足了物探數(shù)據(jù)數(shù)量大、重復運算次數(shù)多和記錄道數(shù)不斷增加的特點，逐漸向數(shù)字化、自動化、智能化轉(zhuǎn)變。

隨著近年來計算機技術突飛猛進的發(fā)展，在物探儀器和軟件方面的廣泛應用，進一步壓制干擾，提高分辨能力，提取更多的有用信息，數(shù)據(jù)處理方法也得到了長足的發(fā)展。數(shù)據(jù)預處理、疊加、偏移、濾波、校正計算、正演、反演等方法相繼得以實現(xiàn)，各種地球物理勘探理論均得到了科學的驗證。提高各類地質(zhì)問題的地球物理解釋、推斷效果，并不斷提高地球物理數(shù)據(jù)處理的工作效率和圖像處理技術，成為未來地球物理勘探技術發(fā)展的新方向，進而更好地指導找礦工作。

5結語

深部金屬礦找礦工作過程中，地球物理法應用得越來越廣泛，也發(fā)揮了非常關鍵的作用。所以，進行金屬礦深部找礦時，相關工作人員一定要充分認識地球物理法的應用優(yōu)勢，明確在金屬礦找礦工作中的重要意義，加強培訓學習力度，掌握更多的操作方式，結合目前基礎礦找礦工作中遇到的難題，充分發(fā)揮地球物理法的應用價值，切實提高金屬礦深部找礦工作效率和質(zhì)量，促進金屬礦找礦工作的進一步發(fā)展。

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收稿日期：2021-07-02

作者簡介：李春偉（1986—），男，甘肅高臺人，本科，工程師，研究方向：地球物理勘查技術。

Discussion on the Application of Geophysical Methods in Deep Prospecting of Metal Mines

LI Chunwei

（Geophysical Prospecting Team， Nonferrous Geological Exploration Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region， UrumqiXinjiang 830011）

Abstract： The use of geophysical methods can play an effective role in predicting metal mineral resources hidden in the deep part of the earth. In recent years， the use of geophysical methods for deep ore prospecting has achieved certain results. With the continuous improvement of the level of science and technology， people are paying more and more attention to geophysical methods， and the theoretical knowledge and technical means are constantly increasing. Perfect. The geophysical methods commonly used in geological prospecting include seismic exploration， magnetic exploration， gravity exploration and induced polarization. These methods have brought new opportunities for the prospecting of metal mines， and they have very broad prospects. Development prospects. Therefore， this article briefly introduces the geophysical method， and discusses its specific application in the deep prospecting of metal mines. It is hoped that the technology can further improve the efficiency of mine work and meet people's requirements for the development and utilization of mineral resources. Actual demand.

Keywords： Geophysical method; metal ore; deep prospecting; application