物化探技術(shù)在礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中的應用分析

張家文

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心廣西總隊，廣西 桂林 541000）

1 我國礦產(chǎn)地質(zhì)勘查過程中存在的問題

1.1 體制不健全

隨著礦產(chǎn)資源需求量的加大，提高了礦產(chǎn)地質(zhì)的勘查力度，這就需要及時創(chuàng)新傳統(tǒng)的管理體制。大多數(shù)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查單位在開展相關(guān)工作時，一般缺乏較為具體化、規(guī)范化的標準，沒有高度重視制度和體制等相關(guān)建設工作，或者部分企業(yè)投入的力度較小，并沒有形成行之有效的監(jiān)督管理，對于制度的執(zhí)行工作并沒有落實到位。此外，在管理方面仍然存在一系列的問題，如：權(quán)利與責任分配不清晰、對于責任履行不到位的情況追究不嚴格等問題[1]。

1.2 投入資金較少

近年來，國內(nèi)礦產(chǎn)資源儲量增長速度在持續(xù)放緩，礦產(chǎn)地質(zhì)的勘查難度也在持續(xù)升高。許多公司沒有意識到技術(shù)和設備的重要性，投入的資金也相對較少，導致國內(nèi)的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查在技術(shù)和設備方面相較于發(fā)達國家較為落后，嚴重影響勘查工作的整體質(zhì)量，也無法滿足發(fā)展需求。此外，大多數(shù)資金都是來自于國家財政支持等，使得投資渠道過于單一。

1.3 管理工作過于分散

在國內(nèi)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查和開采的整體過程中，部分當?shù)貑挝焕卫伟盐债數(shù)氐V產(chǎn)地質(zhì)勘查的一手資料，不同的單位之間沒有建立有效的合作機制，導致管理過于松散，無法有效利用資料信息，實現(xiàn)高效合理的共享，直接影響政府決策的合理性和科學性。此外，由于我國國土廣袤，不同地區(qū)地貌各不相同，礦產(chǎn)資源分布也相對不均勻，礦產(chǎn)資源在分布上往往與人口、經(jīng)濟的分布相反，很容易在礦區(qū)出現(xiàn)勞動效益較低的問題，無法充分調(diào)動勘查的積極性，嚴重浪費國家投入的資金。

1.4 創(chuàng)新水平低

雖然我國在礦產(chǎn)技術(shù)開發(fā)上的技術(shù)投入不斷增加，但是重視程度和投入力度往往相對小，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查缺乏有效的技術(shù)范本，導致礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的創(chuàng)新水平相對較低，缺乏地質(zhì)人才，直接對礦產(chǎn)地質(zhì)勘查產(chǎn)生影響。高校雖然會培養(yǎng)大量專業(yè)的人才往礦業(yè)市場輸送，但是，由于科研院校脫離生產(chǎn)和經(jīng)營環(huán)節(jié)，無法充分把握市面變化和行業(yè)需求，也沒有開展專業(yè)化、全面性的分析，導致大多數(shù)人才接收到的信息并不是礦業(yè)的最新信息，所采用的課程也沒有進行及時的更新，缺乏科學有效的實踐活動，致使實際勘查工作往往與預設的效果產(chǎn)生較大的偏差。

2 礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中常用物探技術(shù)分析

2.1 電磁法

電磁法對于大地電磁的探測一般較為被動，需要借助礦區(qū)內(nèi)部天然化的電磁場對電磁源電磁強度進行有效的調(diào)節(jié)，在礦區(qū)開展勘查工作時，收集較為精確的地質(zhì)圖像后，需要進行科學合理的圖像分析，從而獲得相對詳細、準確的礦區(qū)地質(zhì)信息。在實際的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，通常采用的技術(shù)稱為低頻電磁法，需要將低頻無線電和發(fā)射電磁波結(jié)合起來，將電磁波朝地質(zhì)空間內(nèi)部發(fā)射，那么電磁波遇到礦物就會傳回異常信息，通過這些信息就能獲得相對精確的礦產(chǎn)勘測結(jié)果，但是，這項技術(shù)也存在一定的缺陷，一旦工作深度超過50m，就容易因外部電磁環(huán)境帶來影響而產(chǎn)生誤差。

2.2 地震法

地震法的應用是通過合理使用地震波收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，全面分析采集的數(shù)據(jù)信息和圖像，對礦區(qū)圖層內(nèi)部在礦物方面的實際分布情況進行精準分析及判斷，從而獲取較為有效、準確的結(jié)果。在實際的應用過程中，淺層地震勘測被廣泛應用于礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作中，一般通過在巖石中傳播的彈性波傳遞的相關(guān)信息進行分析，獲取比較精確的有關(guān)礦區(qū)內(nèi)部巖石和地質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的信息。這種技術(shù)一般適用于探測深度較大的地區(qū)，速度也相對快，并且精度也相對較高。但是，對于專業(yè)化儀器的精度要求較高，也需要提高相關(guān)人員的專業(yè)素質(zhì)，投入的資金成本也較高。

3 礦產(chǎn)地質(zhì)勘查中常見化探技術(shù)分析

3.1 巖石測量技術(shù)

在應用巖石測量技術(shù)的過程中，需要全面勘查整個礦區(qū)的實際情況，并采集相關(guān)區(qū)域的巖石樣本，對巖石樣本中含有的各類化學元素中的含量、特征進行科學合理的分析，判斷挖掘出的樣本存在的異常信息并進行分析。

3.2 土壤測量

高效采集礦區(qū)區(qū)域的土壤樣本后，針對土壤樣本中的微量元素的具體含量展開分析，明確具體的礦產(chǎn)種類。此外，在土壤檢測技術(shù)的應用過程中，將具體的環(huán)節(jié)劃分為化探普查和化探詳查?；狡詹橹?，合理應用1：50000的比例尺，做好土壤采集工作，對土壤中含有的十來種元素進行科學合理的分析，土壤測量技術(shù)一般廣泛應用于有色金屬的礦產(chǎn)資源勘查工作中，基于標準比例尺分析礦產(chǎn)化學元素，有效識別存在一定難度的微粒性金礦資源。

3.3 水系沉積物測量技術(shù)

這種測量技術(shù)廣泛應用于相關(guān)物質(zhì)的采集工作，如：水系淤泥、細沙等，全面分析這些物質(zhì)之中含有的微量元素，再基于數(shù)據(jù)深入分析的基礎上，明確礦產(chǎn)資源在資源分布方面以及實際的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，測量技術(shù)一般按照其樣本采集的密度進行劃分，主要劃分為區(qū)域化探、化探普查。

3.4 多目標化學調(diào)查技術(shù)

此項技術(shù)通常會使用到1：250000的比例尺，并進行土體、水體與生物等采樣工作，再對所得樣本內(nèi)含有的微量元素比例進行具體分析，并明確這些樣本中的礦產(chǎn)資源以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有助于礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作的進一步開展。

4 物化探技術(shù)的實際應用分析

4.1 準備階段

在采用物化探技術(shù)勘查礦產(chǎn)物質(zhì)的過程中，需要做好以下工作：第一，對礦產(chǎn)勘查區(qū)域區(qū)位進行合理分析，對即將實施勘查工作的礦區(qū)周邊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行分析，主要包括地質(zhì)情況和礦產(chǎn)資源開采情況等；礦產(chǎn)資源的形成受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的影響，為了研究相關(guān)的成果，需要對礦產(chǎn)地質(zhì)勘查地區(qū)的實際結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境進行深入的研究[2]。第二，對于礦產(chǎn)資源所屬區(qū)域進行合理推測，采用物化探技術(shù)開展相關(guān)工作時，需要安排高水平、經(jīng)驗豐富的專業(yè)人士進行合理的推測，這種推測往往需要采集并研究大量數(shù)據(jù)，再通過相關(guān)數(shù)據(jù)進行多方對比，從而確定出較為精準的礦產(chǎn)資源分布情況以及實際的地理位置。

4.2 分析礦產(chǎn)地質(zhì)勘查效果

在礦產(chǎn)地質(zhì)實際勘查過程中，基于物化探技術(shù)的基礎上，根據(jù)專業(yè)人員的豐富經(jīng)驗分析探測的相關(guān)數(shù)據(jù)，并結(jié)合礦區(qū)附近的環(huán)境因素以及可能來源，根據(jù)全國礦產(chǎn)資源實際分布位置以及特點，從根源出發(fā)，加大對這些礦區(qū)的地質(zhì)機構(gòu)及特征的研究力度。使用電磁法采集相關(guān)數(shù)據(jù)，再從數(shù)據(jù)的分布規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，如果電阻率斷面顏色比較平緩，那么一般顯示出地層具有較好的連續(xù)性；如果電阻率在顏色表現(xiàn)方面出現(xiàn)分界線，就表示分界線很容易出現(xiàn)損壞的情況；如果電阻率出現(xiàn)大面積的深色區(qū)域，一般表示相關(guān)位置出現(xiàn)了高阻異常地帶；分析相關(guān)數(shù)據(jù)可得知；如果等值線分布情況出現(xiàn)不均勻的情況，那么一般表示電阻率較低，大多數(shù)處于Ω·m之下，而且一旦標高大于150m，很容易出現(xiàn)一個高阻異常帶，中斷低阻的連續(xù)性；而標高超過200m,就會導致底部出現(xiàn)較低的電阻。根據(jù)專業(yè)知識進行推斷，在[140,180]m的區(qū)域存在采空區(qū)，并根據(jù)這種情況推斷出另一側(cè)的低電阻區(qū)域可能存在充水斷層。

5 物化探技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應用實例

5.1 實際案例概況

以某地區(qū)為例，該礦區(qū)降雨量較少，常年處于干燥氣候，植被稀疏而巖石外露，海拔相比周邊的其他區(qū)域高，安排專業(yè)人士對當?shù)氐牡刭|(zhì)情況、水文條件以及環(huán)境條件進行分析，判斷這些條件均屬于中等情況，將礦井的開采標高設為+750m。

5.2 數(shù)據(jù)采樣及處理

該地區(qū)采集的數(shù)據(jù)一般通過電磁法，通過中心回線法和重疊回線法對礦區(qū)進行測量，設置的測點距離為20m，側(cè)線長度為120m，延時時間為0.085ms～10.126ms，取樣道和疊加次數(shù)為49和1024，采樣率需要設定在具體的數(shù)值之內(nèi)。相關(guān)人員發(fā)射的波形一般為雙極性梯形波，將基頻設定為25Hz，一般來說，設置的時間多為70us，發(fā)射電流的區(qū)段安排在[7.2,8.8]之間，再采用先進的軟件處理采集的數(shù)據(jù)，根據(jù)電阻率的計算結(jié)構(gòu)繪制出精確的圖像。

5.3 資料處理

對繪制的電阻率斷面分析出準確的結(jié)果，電阻率隨著顏色梯度發(fā)射的變化而不斷變化。在電阻率斷面的表面方面，如果顏色表現(xiàn)較為平緩，大多表示這地層具有較好的連續(xù)性；如果顏色出現(xiàn)分界線，則表示地層在連續(xù)性的表現(xiàn)方面受到損壞；如果出現(xiàn)大范圍的深色區(qū)域，那么礦區(qū)周圍一定存在高阻異常地帶，從而推斷出采空區(qū)的位置；如果淺色區(qū)域范圍較大，那么一般通過電阻率斷面存在的低阻異常地帶推測出充水斷層的位置。

6 結(jié)語

綜上所述，通過應用物化探技術(shù)對礦產(chǎn)地質(zhì)進行具體的勘查分析，基于對有關(guān)規(guī)范流程與標準加以嚴格遵從的前提下，將對應的數(shù)據(jù)信息全面收集到位，以此來為采礦工作的開展提供可靠的參考內(nèi)容，從而提高礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的整體效率。