淺析物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

■黃萬(wàn)寬（遼寧省物測(cè)勘查院遼寧沈陽(yáng)110121）

淺析物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

■黃萬(wàn)寬
（遼寧省物測(cè)勘查院遼寧沈陽(yáng)110121）

近年來(lái)，簡(jiǎn)便及快速的地質(zhì)找礦成為礦務(wù)人員工作的重心，物探技術(shù)是新型的找礦與資源勘探的重要技術(shù)之一，其技術(shù)水平的高低將直接影響到地質(zhì)找礦與資源勘查的精確性與真實(shí)性，為此，相關(guān)操作人員必須重視物探技術(shù)的應(yīng)用，在加大技術(shù)利用效率的同時(shí)，選擇與之相適應(yīng)的物探方式進(jìn)行勘探。文章對(duì)地質(zhì)找礦與資源勘查中物探方式的原則、技術(shù)要求及技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析。

地質(zhì)找礦資源勘查物探技術(shù)礦產(chǎn)資源勘探事業(yè)

作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，礦產(chǎn)資源是否豐富、開(kāi)發(fā)利用是否合理，將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成極大的影響。作為耗竭性資源，礦產(chǎn)資源能否可持續(xù)利用，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，我國(guó)電子技術(shù)行業(yè)也得到了極大的發(fā)展。在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)了整體工程物探行業(yè)的發(fā)展。作為地質(zhì)勘探的重要組成部分，近年來(lái)，物探技術(shù)通過(guò)有效結(jié)合電算技術(shù)，提高了其軟件固化的程度，同時(shí)數(shù)據(jù)處理人際對(duì)話及推斷解釋野外現(xiàn)場(chǎng)化也得到了實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)找礦與資源勘查工作周期的大幅度降低，并最大限度地體現(xiàn)了物探技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、準(zhǔn)確性。

1　物探技術(shù)

1.1什么叫物探技術(shù)

物探技術(shù)，其全稱(chēng)是地球物理勘探技術(shù)，是用于探測(cè)地質(zhì)水文地理情況的。由于在利用儀器來(lái)對(duì)不同地質(zhì)對(duì)象進(jìn)行探測(cè)時(shí)，儀器中會(huì)顯示出不同對(duì)象各自不同的物性差異，每一種礦物質(zhì)都有與其對(duì)應(yīng)的物性特征，而物探技術(shù)就是利用這一工作原理實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘測(cè)的。物探技術(shù)，通過(guò)先進(jìn)的儀器精確測(cè)量出所測(cè)對(duì)象的物理場(chǎng)分布情況，根據(jù)物理場(chǎng)分布的指數(shù)、差異與特征，判斷地質(zhì)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、分布以及探測(cè)出工程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

1.2技術(shù)分類(lèi)

物探技術(shù)按照測(cè)試的不同參數(shù)，探測(cè)分為多種不同的方法，有地震勘探、點(diǎn)法勘探、物探測(cè)井、彈性測(cè)波、地質(zhì)雷達(dá)、水聲勘探、層析成像、綜合測(cè)井以及放射性勘探等等。而一般來(lái)說(shuō)，每一項(xiàng)地質(zhì)勘探項(xiàng)目或是水文工程的檢測(cè)，都是綜合利用多種方法來(lái)完成地質(zhì)勘探作業(yè)的。因此，把兩種以上的(包括兩種)的物探方法進(jìn)行結(jié)合使用，就稱(chēng)為綜合物探。在實(shí)際的工程建設(shè)中，往往都是采用的綜合物探，從而更好地完成地質(zhì)勘探和工程檢測(cè)。

2　物探方式的原則

以物理學(xué)中的力、聲、光、熱等理論為基礎(chǔ)，物探方式的應(yīng)用主要是在目標(biāo)地質(zhì)體和附近介質(zhì)物性差異的前提下進(jìn)行，如電性、溫度、放射性等，遵循物性差異選擇地質(zhì)找礦與資源勘查技術(shù)與方式，可以取得不錯(cuò)的成績(jī)。在地質(zhì)找礦與資源勘查中，如應(yīng)用物探技術(shù)，必須遵循以下三點(diǎn)原則：

2.1由已知指導(dǎo)未知的原則

物探工作的開(kāi)展，必須從已知到未知、從點(diǎn)到面、從簡(jiǎn)單到繁雜，并在此基礎(chǔ)上對(duì)區(qū)內(nèi)所有的地質(zhì)材料進(jìn)行充分利用，進(jìn)行各類(lèi)技術(shù)參數(shù)的合理選擇，并進(jìn)行地質(zhì)-地球物理模型的建立，進(jìn)而對(duì)導(dǎo)面上物探數(shù)據(jù)采集的正確性進(jìn)行指導(dǎo)，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、資料解釋與成功推斷的參照性。由此可見(jiàn)，在物探工作進(jìn)行前，必須對(duì)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)收集、分析與充分利用。

2.2綜合大信息量原則

通常情況下，災(zāi)害地質(zhì)體和圍巖介質(zhì)之間存在不同程度的物性區(qū)別。基于此，可選用幾種物探方式進(jìn)行參數(shù)信息的獲取，全方位地對(duì)地質(zhì)體的特征及形成因素進(jìn)行分析與探究，一定程度上防止物探異常多解性的出現(xiàn)，并對(duì)物探資料的準(zhǔn)確性進(jìn)行有效提升。

2.3優(yōu)化組合原則

按照物性不同差異，在已知地質(zhì)資料的區(qū)域，通過(guò)不同物探方式的選擇，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)的開(kāi)展。隨后對(duì)比分析各自的試驗(yàn)成果，其標(biāo)準(zhǔn)以查明問(wèn)題為主，其原則以資金節(jié)約為主，在物探方式合理選定后進(jìn)行優(yōu)化組合，只有這樣才能為勘察效果與經(jīng)濟(jì)效益的提升提供可靠的保障。

3　地質(zhì)找礦與資源勘查中的技術(shù)要求

第一，通過(guò)多種方式取得并進(jìn)行各種有效信息不斷積累的工作就是地質(zhì)找礦與資源勘查。物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用，其原理主要為一種振動(dòng)信號(hào)通過(guò)地層表面的激發(fā)，其傳播介質(zhì)為地層，將信號(hào)發(fā)送給地表上的勘探儀器，在地層傳播信號(hào)的過(guò)程中，因地層內(nèi)礦物質(zhì)不同，其就具有不同的地質(zhì)物性，進(jìn)而其體波、面波等信息也有所不同，為確保物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中得到有效利用，必須對(duì)其技術(shù)要求進(jìn)行分析，才能確保其功能的充分發(fā)揮。

第二，確定勘探基地。在基地礦床勘探選擇和確定中，必須確保其符合以下要求，如在礦床地質(zhì)與資源開(kāi)發(fā)技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，通過(guò)認(rèn)真評(píng)價(jià)和可行性研究，對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行確定，確保開(kāi)發(fā)后其礦產(chǎn)儲(chǔ)量能夠?qū)ν顿Y進(jìn)行返還；并要求其礦種開(kāi)發(fā)與國(guó)家近期經(jīng)濟(jì)發(fā)展和礦產(chǎn)品市場(chǎng)的需求相符合，同時(shí)在地理上應(yīng)與國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的布局與需求相符合。確保經(jīng)濟(jì)地理與環(huán)境優(yōu)越、大存儲(chǔ)量及技術(shù)水平高等礦床則可以優(yōu)先進(jìn)行勘探投入。

第三，創(chuàng)新地質(zhì)找礦及資源勘查技術(shù)，是礦床勘探工作礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的重要前提，礦產(chǎn)儲(chǔ)量、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)所需的所有地質(zhì)資料信息就是地質(zhì)找礦與資源勘查的最終產(chǎn)品，把礦產(chǎn)資源向具有開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的對(duì)象進(jìn)行轉(zhuǎn)變，可以有效降低礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用中的風(fēng)險(xiǎn)。選用合理的勘探式和技術(shù)對(duì)礦床產(chǎn)生的客觀規(guī)律進(jìn)行揭示，進(jìn)而提升物探技術(shù)的精確度及可靠性，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦和資源勘查的合理性。

4　物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

物探技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用，主要利用的基本原理是:通過(guò)激發(fā)地層表面從而產(chǎn)生一種振動(dòng)信號(hào)，這種信號(hào)又以地層為傳播介質(zhì)，向地表上的勘探儀器發(fā)送信號(hào)，信號(hào)在地層的傳播過(guò)程中，由于地層中不同礦物質(zhì)的地質(zhì)物性的不同，反映的體波、面波相關(guān)信號(hào)也會(huì)存在差異。正是利用信號(hào)與地質(zhì)物性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而判斷出地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與屬性。其中面波信號(hào)包括love波和Rayleigh波，而體波信號(hào)包括縱波與橫波。

4.1面波

儀器發(fā)出的信號(hào)，在地層的傳播中，當(dāng)經(jīng)過(guò)的傳播介質(zhì)不均勻時(shí)，反映出的面波信號(hào)會(huì)表現(xiàn)出頻散現(xiàn)象。面波信號(hào)表現(xiàn)出頻散現(xiàn)象時(shí)，有如下特征:①面波速度的變化規(guī)律:當(dāng)信號(hào)的頻率發(fā)生變化的時(shí)候，面波速度(VR)會(huì)因?yàn)榭碧缴疃鹊淖兓l(fā)生變化，當(dāng)勘探深度發(fā)生變化時(shí)，面波速度也會(huì)逐漸趨近所勘探的深度層，從而使勘探信號(hào)更加準(zhǔn)確。②拐點(diǎn)移動(dòng)的規(guī)律:當(dāng)勘探的地層厚度發(fā)生變化時(shí)，表現(xiàn)的頻散曲線中與其相對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)的位置也會(huì)隨著厚度的變化移向低頻的方向。這個(gè)規(guī)律表明，拐點(diǎn)位置與地層厚度是密切相關(guān)的。

4.2體波

體波信號(hào)，會(huì)依據(jù)不同的地層條件而反射或折射出不同的現(xiàn)象。很明顯，地震信號(hào)在地層的傳播過(guò)程中，所通過(guò)的地層不是單一屬性的，而是多層的，多地質(zhì)物性的。①波速:當(dāng)上覆層的比下覆層的要小時(shí)，地震信號(hào)在經(jīng)過(guò)分層地層傳播時(shí)，會(huì)出現(xiàn)顯著的折射現(xiàn)象。②波抗:當(dāng)上覆層的比下覆層的要小時(shí)，地震信號(hào)在經(jīng)過(guò)分層地層傳播時(shí)，會(huì)出現(xiàn)顯著的反射現(xiàn)象。而折射波又分為兩種，一種是初至折射波，另一種是對(duì)比折射波。初至折射波，只負(fù)責(zé)對(duì)初至區(qū)的個(gè)別界面的折射波進(jìn)行跟蹤，所以很容易辨認(rèn)，其識(shí)別率也很高。而對(duì)比折射波，卻要負(fù)責(zé)初至區(qū)與續(xù)至區(qū)的折射波跟蹤，因此探測(cè)能力不強(qiáng)，而且對(duì)于地質(zhì)速度的逆轉(zhuǎn)層探測(cè)也不適用。

隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)地質(zhì)勘探事業(yè)發(fā)展速度也越來(lái)越快。作為地質(zhì)找礦與資源勘查中的重要技術(shù)之一，勘探單位必須對(duì)物探技術(shù)加以重視。作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)是否合理將直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。作為地質(zhì)找礦與資源勘查的重要技術(shù)，物探技術(shù)的應(yīng)用可以有效提升采礦質(zhì)量，并能實(shí)現(xiàn)地質(zhì)行業(yè)的快速發(fā)展。

4.3工程案例

在地質(zhì)找礦與資源勘查中，為確保其地質(zhì)勘探的準(zhǔn)確性，應(yīng)根據(jù)勘探地質(zhì)的特性及工程實(shí)際情況進(jìn)行操作，物探技術(shù)作為一種新型技術(shù)，在地質(zhì)找礦與資源勘探查中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。本文主要以遼寧某鐵礦為例進(jìn)行分析。鐵、銅、金多金屬成礦帶西段的大冶鐵礦床地，在本區(qū)廣泛分布古生界與中生界，主要構(gòu)造物為碳酸鹽巖，其中碎屑巖與煤巖較少。下三疊統(tǒng)大冶群灰?guī)r為鐵山礦區(qū)出露地層，在與鐵山相近的侵入體（小于2km）已經(jīng)出現(xiàn)大理巖、白云質(zhì)大理巖與角巖。在礦體、接觸帶周?chē)膰鷰r中，尚發(fā)育有和成礦作用相關(guān)的熱液蝕變現(xiàn)象，成為找礦的直接標(biāo)志。作為多成因多期次的大型礦床，鐵山鐵礦床超過(guò)-400m的探明位置主要礦體組成部分為6大主體，礦體長(zhǎng)度大概為4300m左右。磁鐵礦礦石為本礦山的主要類(lèi)型，顏色以鋼灰色為主，其磁性較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)形式為自形、半自形-他形粒狀。物探技術(shù)的應(yīng)用。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)地質(zhì)勘探事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。物探技術(shù)作為一種新技術(shù)，在地質(zhì)找礦與資源勘查中得到了大量應(yīng)用。為確保地質(zhì)勘探的安全性與精確度，必須對(duì)物探技術(shù)的應(yīng)用加以重視，并做好相關(guān)試驗(yàn)工作，確保其各項(xiàng)指標(biāo)符合地質(zhì)找礦及資源勘查的相關(guān)規(guī)定，以此為地質(zhì)勘探事業(yè)的發(fā)展提供可靠的保障。

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P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-223-2