淺談地球物理方法在深部找礦中的應(yīng)用

■梁小龍 夏強(qiáng) 韓永明 馬啟龍

（青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)青海西寧810012）

淺談地球物理方法在深部找礦中的應(yīng)用

■梁小龍 夏強(qiáng) 韓永明 馬啟龍

（青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊(duì)青海西寧810012）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)資源需求量迅速增加，礦產(chǎn)資源保障能力與資源需求的矛盾日益突出。礦山深部找礦比淺部找礦具有更大的難度，某些地球物理勘查技術(shù)由于其探測(cè)深度和探測(cè)精度或抗干擾能力等原因，使其在地表難以準(zhǔn)確地探測(cè)到這種隱伏資源的信息。因此，礦山深部找礦勘查對(duì)地球物理勘查技術(shù)的要求更高，必須研究應(yīng)用適合礦床地質(zhì)特征和礦床類(lèi)型的深部地球物理勘查方法。

綜合 地球物理方法 深部 斷裂

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)的需求與日俱增。大型礦產(chǎn)的發(fā)現(xiàn)非常迫切。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查是商業(yè)行為。與實(shí)物產(chǎn)品不同，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的產(chǎn)品不是礦床，是數(shù)據(jù)、信息，是闡釋地下礦床奧秘的說(shuō)明，是指引礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)。沒(méi)有這些數(shù)據(jù)、信息的礦床，是自然自在之物，沒(méi)有使用價(jià)值。同時(shí)，礦產(chǎn)地質(zhì)勘查具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的特征。如果能在找礦理論和技術(shù)上有重大突破，同時(shí)具有高收益性。

現(xiàn)今的礦床模型和成礦規(guī)律有地區(qū)的局限性?，F(xiàn)今礦床學(xué)還沒(méi)有完全揭示成礦的本質(zhì)，因此，礦床研究應(yīng)當(dāng)深化，應(yīng)透過(guò)地質(zhì)現(xiàn)象揭示出本質(zhì)的、定量的、通用的規(guī)律。建立新的找礦勘探理論體系，已顯得非常迫切和重要。

1 深部礦的產(chǎn)出特征

深部礦的形成分兩種情況：（1）礦床原始形成深度較大，現(xiàn)今仍深埋在地表下；（2）礦床原始形成與淺部甚至地表，現(xiàn)今位于深部，常常是已沉積、風(fēng)化礦床?？梢钥闯?，同類(lèi)礦床具有相似的原始產(chǎn)出特征，形成是由同種成礦作用控制，與其埋藏深淺無(wú)關(guān)。從成礦系統(tǒng)角度來(lái)分析，類(lèi)型相同的淺部礦和深部礦，其產(chǎn)出特征的差異性是成礦后各種因素耦合的結(jié)果。總結(jié)深部礦的特點(diǎn)有：一般保存較完整，連續(xù)性好，受次生改造強(qiáng)度不大；除被損壞或變質(zhì)礦床外，大多數(shù)深部礦床中礦體或礦石組成部分都保存了較多的原生特征；若礦床發(fā)育礦種上的垂直分帶，則其深部礦種多是高溫礦種。

2 地球物理方法

（1）頻譜激電法。此法可在超低頻段進(jìn)行多頻視復(fù)電阻率測(cè)量，之后對(duì)測(cè)量的負(fù)電阻率的頻譜特性進(jìn)行分析，以解決深部物資與能量的交換和物理-力學(xué)-化學(xué)過(guò)程的制約，即熱物質(zhì)在運(yùn)移和上涌過(guò)程中與殼、幔介質(zhì)圍巖的蝕變交代與變質(zhì)作用而逐漸聚積的地質(zhì)問(wèn)題。利用頻譜激電法進(jìn)行深部找礦勘探，能夠取得良好的地質(zhì)勘查效果、提供更為豐富的地質(zhì)信息。

（2）瞬變電磁法。該方法主要用來(lái)研究電磁場(chǎng)響應(yīng)隨時(shí)間變化的規(guī)律，在運(yùn)用過(guò)程中通過(guò)不接地回線或是接地線源向地下發(fā)送一次脈沖電磁場(chǎng)，若是地下存在有導(dǎo)電礦體，則此導(dǎo)電礦體會(huì)在一次脈沖電磁場(chǎng)的作用下，在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生渦旋電流。此渦旋電流會(huì)在次脈沖電磁場(chǎng)的間歇期間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，此交變磁場(chǎng)被稱(chēng)為異常場(chǎng)或是二次場(chǎng)。相關(guān)勘查人員通過(guò)觀查二次場(chǎng)的變化特征，來(lái)分析此磁場(chǎng)與時(shí)間的變化關(guān)系，從而確定地下深部導(dǎo)體的電性結(jié)構(gòu)分布和空間形態(tài)。

（3）可控源音頻大地電磁法。此方法是一種主動(dòng)源頻率域電磁法，它運(yùn)用人工場(chǎng)源域電磁測(cè)深方法來(lái)勘查。可控源音頻大地電磁法是利用發(fā)射機(jī)向地下發(fā)送不同的電磁波，來(lái)觀查測(cè)量到的電場(chǎng)分量Ex與磁場(chǎng)分量Ey，依據(jù)相關(guān)的計(jì)算公式來(lái)得出測(cè)試的電阻率。

3 地球物理勘探方法在深部找礦中的應(yīng)用

（1）地球物理勘探方法在某斷裂帶金礦深部找礦中的應(yīng)用。

此礦帶的上盤(pán)是早前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，主要巖性為黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)片麻巖等，普遍混合巖化。其下盤(pán)屬于玲瓏花崗巖，此地帶的礦體存在與變質(zhì)巖和玲瓏花崗巖相接觸的破碎蝕變帶內(nèi)。礦化與蝕變作用有關(guān)，主要是由其構(gòu)造活動(dòng)決定的，在此礦體帶的金屬硫化物大多數(shù)表現(xiàn)為浸染狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出，以黃鐵礦為主。

（2）技術(shù)方法。在對(duì)此地質(zhì)帶進(jìn)行深部找礦時(shí)采用了V8多功能電法儀中的可控源音頻大地電磁法和頻譜激電法進(jìn)行綜合勘探。首先，使用可控源音頻大地電磁法對(duì)此地段的深部礦體進(jìn)行勘查如圖1所示，從勘查結(jié)果中顯示出此段的深部的在視電阻率斷面等值線圖上異常明顯，且具有較為清晰的層次感，從勘測(cè)結(jié)果中可以看出其上部為低阻電性層，中部為典型的過(guò)渡帶，其中梯級(jí)帶表現(xiàn)出舒緩的波狀并向下傾伏延伸，底部為高阻電性層。將勘測(cè)的結(jié)果與此地帶的地質(zhì)資料進(jìn)行分析，可得出其上部對(duì)應(yīng)此地質(zhì)帶的上盤(pán)早前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，中部為變質(zhì)巖和玲瓏花崗巖相接觸的破碎蝕變帶，底部為其下盤(pán)的玲瓏花崗巖。金屬礦體在擬斷面等值線圖上表現(xiàn)出低阻梯級(jí)帶中的局部高阻異常，此勘測(cè)結(jié)果和無(wú)形統(tǒng)計(jì)結(jié)果中金屬礦石表現(xiàn)出高阻特征的結(jié)果是一致的，根據(jù)礦體特征我們可以做出以下解釋?zhuān)河捎诮鸬V體賦存于構(gòu)造蝕變，金屬礦體中礦物質(zhì)的富集和此地帶的蝕變強(qiáng)度有著密切的聯(lián)系，蝕變強(qiáng)度越大，其金屬礦的礦化就越好。在此礦區(qū)中礦體的形成與鉀長(zhǎng)石化、黃鐵絹英巖化、硅化及碳酸鹽化等圍巖蝕變有著密切的聯(lián)系。鉀長(zhǎng)石化、黃鐵絹英巖化、硅化及碳酸鹽化等蝕變巖都具有高電阻物性特征，因此此地帶形成的金屬礦體呈現(xiàn)出高阻、高極化率的物理特征。

頻譜激電法是在可控源音頻大地電磁法的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)斷層的傾向和延伸變化規(guī)律的推斷，來(lái)設(shè)計(jì)深部礦體勘探窗口。通過(guò)礦體和礦化蝕變地帶激電效的明顯反應(yīng)，來(lái)證明運(yùn)用此勘探方法的優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)實(shí)例的勘探結(jié)果證明：此斷裂帶的金屬礦體位于破碎蝕變帶，礦體呈現(xiàn)出高電阻、高充電率、高時(shí)間常數(shù)，低相關(guān)系數(shù)、低相位的綜合地球物理特征。而運(yùn)用地球物理勘查方法對(duì)其深部礦體的勘探在該地帶取得了較好的地質(zhì)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行深部找礦時(shí)需要通過(guò)地球物理場(chǎng)響應(yīng)，穿過(guò)地平線深入到地層深處去尋找前者的礦藏。地球物理勘查方法具有勘查深度大、精度高、分別率高的優(yōu)勢(shì)，因此成為了深部找礦的重要方法。

[1]張壯，劉建明，于昌明等.綜合地球物理方法在鞍山式鐵礦勘查中的應(yīng)用--以?xún)?nèi)蒙古敖漢旗四家子鐵礦為例 [J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2013（04）.

[2]嚴(yán)加永，滕吉文，呂慶田.深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查與應(yīng)用 [J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2008（03）.

[3]劉國(guó)棟.礦產(chǎn)資源調(diào)查的物探方法和儀器設(shè)備 [J].物探與化探，2007.31.

[4]周圣華，鄢云飛，李艷軍.礦產(chǎn)勘查中的物化探技術(shù)應(yīng)用與地質(zhì)效果 [J].地質(zhì)與勘探，2007.43.

P3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-195-2