金屬礦山地質(zhì)勘探中物探電法的應(yīng)用

任濱

（甘肅省核地質(zhì)二一九大隊，甘肅天水 741000）

0 引言

地質(zhì)勘探技術(shù)是提高礦產(chǎn)勘探效率的關(guān)鍵要素，為了有效降低勘探成本，提升勘探效率，綜合物探勘查方法得到廣泛采用，該方法將地質(zhì)、化探、物探、鉆探等方法進(jìn)行了整合[1]，并對勘探過程做了合理分配，從而實現(xiàn)了采礦目標(biāo)和勘探效果。其中，物探電法作為代表性方法，能夠根據(jù)金屬礦山內(nèi)部物質(zhì)的電磁學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)性質(zhì)，采用有效的勘探技術(shù)手段，通過對電磁場或者電化學(xué)場引發(fā)的空間分布規(guī)律和時間特性進(jìn)行科學(xué)觀測，從而獲取金屬礦山內(nèi)部礦產(chǎn)的分布規(guī)律。該方法有效提高了勘探效率和勘探水平，為企業(yè)開采量提供了重要保障。

1 金屬礦山地質(zhì)勘探中物探電法分析

1.1 激發(fā)極化法

所謂激發(fā)極化法，就是利用巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來進(jìn)行地質(zhì)勘探的一組電探方法。其工作原理就是，當(dāng)電極排列向地面供入電源或切斷電源時，在測量電極之間可以觀測到隨時間變化的附加電場。在地質(zhì)勘探應(yīng)用過程中，勘查地質(zhì)人員可利用激發(fā)極化法對附加電場和供入電源進(jìn)行勘探，從而明晰金屬礦山的基本構(gòu)造，接著，利用巖石和礦石發(fā)生的激發(fā)極化效應(yīng)差異為依據(jù)，從而掌握礦產(chǎn)資源的儲存位置和分布規(guī)律。提高礦產(chǎn)的開采效率[2]。與其他物探電法相比較，激發(fā)極化法具有一定的優(yōu)越性，一是開采區(qū)域的地形要求不高，二是對開采區(qū)域巖石周邊電性的影響不大，三是利用該方法可以獲取較多的可測參數(shù)，四是該方法的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在硫化金屬礦床、金屬礦床、非金屬礦床等地質(zhì)勘探取得了較好的效果。

1.2 瞬變電磁法

所謂瞬變電磁法，就是在進(jìn)行勘探過程中，勘查地質(zhì)人員采用不接地回線或者接地線源，向勘探區(qū)域地下發(fā)射一次脈沖磁場，然后在一次脈沖磁場的間歇期，使用線圈或者接地電極，對地質(zhì)體產(chǎn)生的二次感應(yīng)旋流場進(jìn)行觀測、記錄，然后依據(jù)二次脈沖磁場衰減曲線的特征，對勘探區(qū)域不同深度地質(zhì)體的電性特征及規(guī)模進(jìn)行科學(xué)探查的一種方法。與其他物探電法相比，瞬變電磁法是勘探低阻地質(zhì)體最靈敏的方法，而且不受勘探區(qū)域地形的影響；該方法是煤田水文地質(zhì)勘探的首選方法，而且可以有效消除前期裝置的噪音。

1.3 CSAMT法

隨著金屬礦產(chǎn)能源需求量不斷擴(kuò)大，開采企業(yè)不斷加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)力量，針對一些金屬礦區(qū)的強(qiáng)干擾性，研究開發(fā)了CSAMT 物探電法。該方法能夠有效降低這類金屬礦區(qū)的強(qiáng)干擾性，從而提高勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。該方法的工作原理是，通過改變可控源頻率，來對勘探區(qū)域不同深度的地質(zhì)進(jìn)行電測，進(jìn)而獲取精確勘探數(shù)據(jù)的一種方法。CSAMT 法是激發(fā)極化法的補(bǔ)充，可以有效解決深層地質(zhì)勘探問題；利用該方法，能夠提升勘探范圍，提高分辨率；同時，該方法可以一次性進(jìn)行七個勘探點的電磁測探，從而有效地提高了勘探效率和勘探質(zhì)量。

2 物探電法在金屬礦山地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

2.1 物探電法應(yīng)用范圍

在金屬礦產(chǎn)勘探時，勘察地質(zhì)人員根據(jù)勘探區(qū)域的地質(zhì)特征，選擇合理的物探電法，獲取勘探區(qū)域地層內(nèi)部的電磁、地質(zhì)特性以及電化學(xué)性等方面的勘探數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行科學(xué)分析獲取地層內(nèi)部的電子化學(xué)特性，以此判斷礦產(chǎn)資源的空間分布規(guī)律。利用物探電法，可以精確掌握勘探區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布規(guī)律，從而為高效、安全開采礦產(chǎn)提供基本保障。應(yīng)用物探電法，在提高勘探效率的同時，也能有效減少勘察人力和物力資源；選擇合理的物探電法，比如針對深層地質(zhì)勘探，可以選擇CSAMT 物探電法，對于低阻地質(zhì)體，可以選擇瞬變電磁法，等等。

2.2 在控礦構(gòu)造的金屬礦山勘探中的應(yīng)用

在金屬礦山地質(zhì)勘探過程中，一些金屬礦山的礦床通常會受到周邊巖石有電性差異的蝕變帶、構(gòu)造等的控制，在勘探時，通常利用這個地質(zhì)特征，采用合理的物探電法，在探查金屬礦山礦床的構(gòu)造和分布規(guī)律。比如，在勘探膠東金屬礦山資源時，勘探區(qū)域內(nèi)的一部分礦床就是受到經(jīng)過硅化蝕變的糜棱巖的控制，勘察地質(zhì)人員根據(jù)這個地質(zhì)特征，選擇物探電法中的低電阻率法，劃定糜棱巖控制的這一部分蝕變帶的區(qū)域，然后選擇高電阻率法和激發(fā)極化法，利用巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)，確定礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律，并將勘探范圍進(jìn)一步縮小，最后確定了礦產(chǎn)的準(zhǔn)確位置和分布狀況。

2.3 在與硫化物伴生的金屬礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用

對于金屬礦床來說，根據(jù)礦床礦物種類分布狀況和性能差異，可以采取物探電法進(jìn)行精確勘探。比如，對于硫化礦物占主導(dǎo)地位的礦床來說，往往黃鐵礦含量最大，接下來是磁黃鐵礦、毒砂等。這種類型的金屬礦石具有電阻率較低、極化率較高的特點，而和周邊巖石很容易產(chǎn)生明顯的電性差異。針對這個礦床地質(zhì)特性，可以選擇適合的物探電法勘展開勘探。比如，前寒武紀(jì)金礦床的產(chǎn)出地層極化率往往小于5%，但是對于硫化礦物來說，其極化率常常大于10%，針對這種極化率之間的差異，可以采用物探電法進(jìn)行勘探。

2.4 在層控地層金屬勘探中的應(yīng)用

通常情況下，一些金屬礦產(chǎn)的分布規(guī)律與該地層的地質(zhì)標(biāo)志層具有密切的聯(lián)系，在勘探過程中，根據(jù)這些地質(zhì)標(biāo)志層和圍巖之間的明顯的電性差異特性，利用物探電法確定這些地質(zhì)標(biāo)志層，進(jìn)而準(zhǔn)確地掌握礦產(chǎn)資源的分布情況和規(guī)律。比如，對于吉林金屬礦區(qū)含金層礦產(chǎn)來說，通常會分布在珍珠組白云質(zhì)大理巖和華山組下部的鈣質(zhì)片巖中間；大理巖、片巖以及鄰近的凝灰?guī)r的電阻率存在著較大的差異。在實際勘探過程中，通過選擇物探電法中的電阻率法，結(jié)合金屬礦產(chǎn)和地質(zhì)標(biāo)志之間的電性差異特性，可以把礦產(chǎn)范圍區(qū)域精準(zhǔn)地劃分出來，并能夠精準(zhǔn)的預(yù)測數(shù)據(jù)，從而為層控地層礦產(chǎn)的高效、安全開采提供必要支持。

2.5 物探電法應(yīng)用要點

在對金屬礦山進(jìn)行勘探時，要根據(jù)礦山地質(zhì)特征選擇合適的勘探儀器。比如，針對一些金屬礦區(qū)的對勘探數(shù)據(jù)的強(qiáng)干擾性，勘探地質(zhì)人員首先確定金屬礦區(qū)的電磁干擾頻率范圍和強(qiáng)度，然后選擇合適的勘探儀器。通常情況下，為了保證強(qiáng)干擾情況下的數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性，勘探地質(zhì)人員往往采用儀器前置精密隔離放大器對有效信號進(jìn)行放大處理，從而提高勘探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，對勘探信號的處理也是勘探工作中的重要環(huán)節(jié)。在勘探過程中，勘探地質(zhì)人員需要把A/D 轉(zhuǎn)化后產(chǎn)生的數(shù)字信號進(jìn)行技術(shù)處理，為此，為了保證勘探數(shù)據(jù)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，勘探地質(zhì)人員需要精確掌握金屬礦區(qū)對勘探信號的干擾規(guī)律，從而確定信號頻率的分布范圍，并對該金屬礦區(qū)的信號干擾規(guī)律進(jìn)行科學(xué)總結(jié)，從而為金屬礦產(chǎn)開采作業(yè)提供技術(shù)支持。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了滿足礦產(chǎn)資源的需求，礦產(chǎn)開發(fā)企業(yè)開始走向勘探環(huán)境復(fù)雜、勘探難度較大的區(qū)域。在此背景下，物探電法得到廣泛的應(yīng)用，并得到不斷開發(fā)和改良，推動了整個資源勘探行業(yè)的發(fā)展。在實際勘探過程中，根據(jù)勘探區(qū)域的地質(zhì)條件，結(jié)合礦產(chǎn)與周圍巖石的電性差異等特征，選擇高效、合理的物探電法，可以有效降低勘探作業(yè)的難度，提高了勘探效率和勘探質(zhì)量，為礦產(chǎn)高效率、安全開采提供技術(shù)支持。