深部金屬礦勘查中常用的物探方法及運(yùn)用

李俊鋒 張賽

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于金屬礦產(chǎn)的需求量也越來越大，因此對(duì)于金屬礦產(chǎn)的勘查越來越重要。隨著找礦勘查工作的逐步深入，淺、地表礦勘查已經(jīng)殆盡，找礦的難度與深度越來越大，因此深部金屬礦的勘查越來越受重視，深部找礦的方法也成為了地質(zhì)找礦行業(yè)討論的熱點(diǎn)。本文針對(duì)深部金屬礦勘查的物探方法及應(yīng)用效果進(jìn)行了對(duì)比和分析，旨在找到科學(xué)的勘查方法，降低找礦風(fēng)險(xiǎn)，希望能為地質(zhì)同僚提供一絲參考。

關(guān)鍵詞：深部金屬礦；勘查工作；物探方法；運(yùn)用

由于僅通過人的肉眼，即光與地面淺表處礦體的聯(lián)系已逐難見效，而是必須穿越地平線深入到地下深處去探尋潛在的深埋礦藏，所以深部找礦一直是個(gè)勘查難題，由于深部礦體往往是隱伏的，直接施工地質(zhì)工程成本較高，風(fēng)險(xiǎn)較大。隨著科技的發(fā)展，物探方法趨于完善，為深部找礦的前期勘查工作提供了技術(shù)支撐。

一、深部金屬礦勘查常用方法

就目前而言，我國的深部金屬礦勘查常用的物探方法主要有以下幾種：磁場勘探法、重力勘探法、電法勘探法和地震勘探法。雖然這幾種物探方法較為常用，然而不同的方法都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，在面臨深度金屬礦勘查的過程當(dāng)中也會(huì)出現(xiàn)一系列的問題。下面對(duì)上述四種物探方法進(jìn)行介紹和分析。

（一）磁場勘探法

磁場勘探法是指利用不同金屬礦石之間產(chǎn)生不同的磁場對(duì)礦物質(zhì)內(nèi)部的金屬礦進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，因此，這種勘探方式是根據(jù)不同金屬礦石之間所產(chǎn)生的不同磁場及其分布規(guī)律進(jìn)行勘查，進(jìn)而找出內(nèi)部的金屬礦物質(zhì)。目前，我國已經(jīng)具備了較為完備的磁場勘查的基礎(chǔ)，而且這一方式也得到了較為廣泛的運(yùn)用。

（二）重力勘探法

重力勘探法是借助勘查地點(diǎn)以及周圍巖石之間的重力的不同，進(jìn)行對(duì)金屬礦的具體位置的定位。仔細(xì)來說，勘查的人員需要對(duì)勘查地點(diǎn)和周圍巖石的密度和質(zhì)量進(jìn)行一個(gè)大致的了解，進(jìn)而進(jìn)行估算，運(yùn)用重力勢(shì)能以及其他的一些科學(xué)計(jì)算方法得到金屬礦的密度和位置。對(duì)金屬礦的具體位置進(jìn)行定位，還需要結(jié)合所測量的結(jié)果和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境進(jìn)行一個(gè)大致的估算。就目前國家層面而言，重力勘探法已經(jīng)做一個(gè)較為使用廣泛的方式運(yùn)用到勘探工作當(dāng)中去。

（三）電法勘探法

在以往的勘查中，電法勘探法是一個(gè)使用的較為頻繁的方式，且較為廣泛的運(yùn)用到了深度金屬礦的探測和開發(fā)當(dāng)中去。電法按傳導(dǎo)類分直流電法類和交流電法類，按電磁類分時(shí)域類和頻域類?？萍及l(fā)展日新月異，電法勘探法的技術(shù)也得到了較大的提升。電法勘探法經(jīng)過長時(shí)間的磨合和創(chuàng)新，也取得了較為成熟的理論基礎(chǔ)和技術(shù)方法。從原理而言，電法勘探法是利用金屬礦石所具備的電學(xué)特性特征，進(jìn)而對(duì)金屬礦的具體位置進(jìn)行定位。但是由于礦石的電學(xué)特征有導(dǎo)電性、電磁感應(yīng)等特征，因此電法勘探法通過使用一些精密度較高的儀器進(jìn)行測試，從而得出較為正確的結(jié)論。

（四）地震勘探法

地震勘探法起步較晚，直到上個(gè)世紀(jì)末才開始運(yùn)用在對(duì)深度金屬礦的尋找這一技術(shù)當(dāng)中。地震波場主要針對(duì)大型和超大型金屬礦產(chǎn)資源的探查；確定成礦區(qū)（帶）深部的空間形態(tài)，非耦合變形形態(tài)及過程，評(píng)價(jià)大型、超大型金屬礦床的深部介質(zhì)和構(gòu)造環(huán)境，物質(zhì)運(yùn)移的軌跡，精確確定研究區(qū)的主要富礦層層位。目的是揭示區(qū)域成礦規(guī)律和其形成的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，成礦與富集的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型的建立等。它具有第二深度空間找礦、勘探不可替代的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

二、物探方法在深部金屬礦勘查的運(yùn)用

（一）磁場勘探法的運(yùn)用

磁場勘探法往往用在測量深部金屬礦的長度，深度和走向等，且精確度較高。由于地面磁測工作開展的比較廣泛且工作程度較高，以及磁測儀器的更新?lián)Q代，目前所開展的工作基本都屬于高精度范疇。地磁工作的工作對(duì)象就是各類鐵礦及與鐵磁性物質(zhì)伴生的各類金屬礦床。開展地磁工作的地質(zhì)目的是直接或間接找礦，在有條件時(shí)也可用于構(gòu)造研究和地質(zhì)（巖性）填圖。磁場勘探法的運(yùn)用技術(shù)已經(jīng)較為成熟，運(yùn)用時(shí)間較為長，各項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備也基本完善，因此，測量精確度和準(zhǔn)確度都比較高。同時(shí)，由于磁場勘探這一方法精確度很高，還可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算礦物質(zhì)的深度，因此，和其他勘探方式比較而言，磁場勘探因其準(zhǔn)確定位和精確度高而有利于勘探者的發(fā)現(xiàn)和定位，可以利用磁場勘探測量探究已經(jīng)開發(fā)的井礦和礦體，進(jìn)而進(jìn)行進(jìn)一步的分析和定位，因此，磁場勘探法也是深部金屬礦勘測當(dāng)中較為常用的辦法。

（二）重力勘探法的運(yùn)用

重力勘探法常用在密度較大的礦產(chǎn)資源的勘查中，常用來尋找和基性、超級(jí)性巖石一起的礦產(chǎn)資源。但是由于重力勘探法的局限性以及受到儀器設(shè)備的限制，因此這種方式不太適用于山區(qū)的深部金屬礦的探測工作當(dāng)中，原因是使用的儀器多少會(huì)受到當(dāng)?shù)氐膹?fù)雜的地形結(jié)構(gòu)的影響，從而造成勘測結(jié)果的誤差，對(duì)于深部金屬礦勘查作業(yè)是存在較大的問題和誤區(qū)的，會(huì)加大作業(yè)難度。因此，重力勘探法常常需要和其他勘探方式進(jìn)行結(jié)合，從而對(duì)深部金屬礦勘查作業(yè)進(jìn)行準(zhǔn)確定位和使用。

（三）電法勘探法的運(yùn)用

電法勘探法在深部金屬礦的勘查當(dāng)中是較為常用的，而且使用廣泛，原因是電法勘探法的瞬間電磁法具有較強(qiáng)的分辨能力，還具有較高的作業(yè)效率，因此，將這種電法勘探法較為廣泛的使用，可以全面提高生產(chǎn)效率。電法中應(yīng)用最廣泛的激發(fā)極化法最大優(yōu)點(diǎn)是激電異常主要由地質(zhì)因素引起，純地形因素不會(huì)產(chǎn)生激電異常。本方法采用多種裝置開展工作，以解決不同的地質(zhì)問題。常用裝置有激電（剖面）裝置、三極（聯(lián)合）剖面、偶極-偶極、對(duì)稱四極測深、三極測深等。在開展面積性工作時(shí)，主要采用中梯裝置，為了提高工作效率，一般采用一線供電、多線測量的方式。開展剖面工作時(shí)可依據(jù)工作目的選擇裝置，其中的聯(lián)合剖面裝置研究陡傾斜的極化體比較有利。測深裝置主要用于研究極化體的掩埋深度問題。一般來說，激發(fā)極化裝置的大小與探測深度及分辨率有明顯關(guān)系。所以在進(jìn)行工作設(shè)計(jì)時(shí)，一定要依據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件及工作目標(biāo)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)难b置系數(shù)。這種方法可在我國大型成礦帶（區(qū)）和危機(jī)礦山接替資源勘查中用于勘查深部礦產(chǎn)（500-2000m）；如膠東金礦集區(qū)，南嶺有色—貴金屬礦區(qū)，湘黔桂三角區(qū)（鉛、鋅、金），九瑞銅多金屬礦集區(qū)，德興—永平大型銅金礦集區(qū)，金川銅鎳硫化物礦集區(qū)，東川—易門銅礦礦集區(qū)，衷牢山金多金屬礦集區(qū)，東部典型鐵礦區(qū)和西部大型成礦帶（區(qū)）及已尋找和發(fā)現(xiàn)大型和超大型礦床和多金屬礦集區(qū)。

（四）地震勘探法的運(yùn)用

就目前的技術(shù)而言，地震勘探法的技術(shù)還停留在一個(gè)較為初級(jí)的階段，但是由于地震勘探法勘探的深度大于兩千米，因此，這種勘探方式在一定程度和環(huán)境當(dāng)中具有較為廣闊的發(fā)展前景。就目前而言，地震勘探法大部分發(fā)展的方向是向著金屬礦物質(zhì)勘探而言的，也具有一個(gè)較為廣闊的發(fā)展前景。

三、小結(jié)

物探方法的選擇，一般是依據(jù)工作區(qū)的下列三方面情況，結(jié)合各種物探方法的特點(diǎn)進(jìn)行選擇：一是地質(zhì)特點(diǎn)，即礦體產(chǎn)出部位、礦石類型（是決定物探方法的依據(jù)）、礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀（是確定測網(wǎng)大小、測線方向、電極距離大小與排列方式等決定因素）；二是地球物理特性，即巖礦物性參數(shù)，利用物性統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析地質(zhì)構(gòu)造和探測地質(zhì)體所產(chǎn)生的各種物理場的變化特點(diǎn)。如磁鐵礦的粒度、品位、礦石結(jié)構(gòu)等對(duì)磁化率的影響，采用方法的有效性等；三是自然地理?xiàng)l件，即地形、覆蓋物的性質(zhì)和厚度及分布情況、氣候和植被土壤情況等。

不同的物探方法都有其自身的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)勘查區(qū)的實(shí)際情況，選擇合適的物探方法是重點(diǎn)。有時(shí)候單一的物探方法解釋起來比較困難，往往具有多解性，因此應(yīng)該考慮選擇運(yùn)用不同的物探方法，降低風(fēng)險(xiǎn)，比如現(xiàn)在流行的電磁法就是兩種物探方法結(jié)合的典范。在做物探工作前，應(yīng)充分收集勘查區(qū)的地、物、化、遙資料，做好深部金屬礦勘查的準(zhǔn)備工作，物探專業(yè)技術(shù)人員才能夠有足夠的依據(jù)進(jìn)行推理和解譯，才能更加準(zhǔn)確地反映真實(shí)的地質(zhì)體。

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