礦產(chǎn)勘查中的物化探技術(shù)應(yīng)用及其地質(zhì)效果研究

吳 赟

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì)，遼寧 沈陽 110004）

我國地大物博，礦產(chǎn)資源種類多、儲(chǔ)量豐富，勘查技術(shù)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到開采效益。在科學(xué)技術(shù)的支持下，目前物化探技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中廣泛應(yīng)用，能發(fā)現(xiàn)更多的礦產(chǎn)資源，以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需求。以下結(jié)合工作實(shí)踐，探討了物化探技術(shù)的具體應(yīng)用。

1 物探技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

物探技術(shù)，是利用地球物理場的變化，分析地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造。不同巖層介質(zhì)，其密度、磁性、彈性、導(dǎo)電性、放射性也不同，繼而引起物理場的變化，利用物探技術(shù)，兼具勘探、試驗(yàn)兩種功能。常用物探技術(shù)介紹如下。

（1）電磁法。電磁法以發(fā)射的電磁波為場源，測量電磁場在天空、地面、地下的分布情況，利用結(jié)果制作淺層地質(zhì)體的局部異常圖。實(shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)的探測深度約為50m，適用于斷裂破碎帶[1]。技術(shù)優(yōu)勢在于：設(shè)備便于攜帶，獲得數(shù)據(jù)較快，而且具備數(shù)據(jù)處理功能。

（2）大地電磁勘探法。大地電磁勘探法，分為電法勘探、磁法勘探兩類。其中，電法勘探是利用巖石、礦石的電性差異，來了解礦產(chǎn)資源、水文的分布情況，包括IP法、TEM法、EH4法、CSAMT法等。其中，EH4法利用可控源變頻大地電磁，在金屬礦、煤田、地下水勘測中均可應(yīng)用，探測深度達(dá)到1000m，技術(shù)優(yōu)勢是儀器體積小，方便攜帶。

（3）地震層析成像法。地震層析成像法，是利用醫(yī)學(xué)X線、CT等理論基礎(chǔ)，調(diào)查地下物性參數(shù)的分布情況，并逐層剖析繪制出圖像，方便技術(shù)人員進(jìn)行分析[2]。不同地層結(jié)構(gòu)，其彈性波阻抗也不同，通過地震層析成像，可以了解地下空間的情況。

2 化探技術(shù)在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

化探技術(shù)，是測量研究各類天然物質(zhì)中，與自然資源相關(guān)的地球化學(xué)指標(biāo)，用于資源勘查或預(yù)測。根據(jù)勘查對(duì)象、勘查方法的不同，主要分為金屬礦化探、非金屬礦化探、油氣化探、地?zé)峄?、海洋化探等。常用化探技術(shù)介紹如下：

（1）巖石測量法。巖石測量法，是采集巖石樣品，分析元素含量、地球化學(xué)特征，從中發(fā)現(xiàn)巖石地球化學(xué)異常，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)勘查目的。

（2）土壤測量法。土壤測量法，是系統(tǒng)采集地表疏松覆蓋物樣品，分析后發(fā)現(xiàn)異常，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)勘查的目的。按照采樣密度的不同，可以分為以下兩類：一是土壤化探普查，比例尺選擇1:50000，采樣密度控制在8-20件/km2，分析元素種類有十幾種；二是土壤化探詳查，比例尺選擇1:10000，采樣密度控制在100-500點(diǎn)/km2，分析元素種類有幾種。

（3）水系沉積物測量法。水系沉積物測量法，是采集水系沉積物，例如細(xì)砂、淤泥，分析后發(fā)現(xiàn)異常，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)勘查的目的。值得注意的是，水系沉積物中，金屬有多種存在狀態(tài)，例如原生礦物、次生礦物、鐵錳化合物共沉淀物、粘土等。

（4）多目標(biāo)化學(xué)調(diào)查法。多目標(biāo)化學(xué)調(diào)查法，是使用1：250000的比例尺，采集土壤樣品、生物樣本、水系沉積物樣本等，分析微量元素的含量，用于生態(tài)、環(huán)境、找礦等領(lǐng)域。

3 礦產(chǎn)勘查中應(yīng)用物化探技術(shù)的地質(zhì)效果

3.1 勘查原則

物化探技術(shù)的應(yīng)用，要求遵循以下原則。

（1）為勘查目標(biāo)服務(wù)。采用物化探技術(shù)，要明確勘查工作目標(biāo)，合理選擇探測儀器和技術(shù)方法。

（2）合理有效。采用的物化探方法不同，其技術(shù)要求、勘查目標(biāo)也不同。如果是大面積勘查作業(yè)，可以將航空物探、遙感探測、水系沉積物測量相結(jié)合，能提高勘查效率；如果勘查深度淺，可選擇低頻電磁法。

（3）經(jīng)濟(jì)性。選擇勘查技術(shù)方案時(shí)，還要考慮到經(jīng)濟(jì)成本，在實(shí)現(xiàn)勘查目標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)該盡量提高效率、加快進(jìn)度，選擇便于攜帶和拆裝的工具和設(shè)備。

3.2 分析地質(zhì)條件

在礦物勘查工作中，物化探技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)該加入成礦地質(zhì)條件的研究內(nèi)容。以往研究證實(shí)，礦物形成的原因和過程比較復(fù)雜，使用物探技術(shù)或化探技術(shù)時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性，應(yīng)該對(duì)成礦地質(zhì)條件進(jìn)行深入研究，并且減少外部因素的干擾，從而科學(xué)解釋成礦區(qū)域的地質(zhì)效果。

3.3 改進(jìn)勘查工作

針對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行勘查，初期目標(biāo)是大致確定礦物的分布情況；然后深入地下探測，確定礦物的含量和類型。具體勘查作業(yè)中，將直接法、間接法相結(jié)合，才能提高勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性，促使勘查工作不斷改進(jìn)和完善。

4 工程實(shí)例分析

（1）工程概況。我國西藏地區(qū)的銅礦資源豐富，預(yù)測總含量超過3000萬噸，因此開發(fā)潛力大。以西藏某銅礦為例，南北長度約5km，東西長度約4.5km。

（2）物化探技術(shù)的應(yīng)用。本次勘查作業(yè)中，物探技術(shù)采用電磁法、重力勘探法、地震層析成像法，對(duì)深度在200m以內(nèi)的地下空間進(jìn)行勘查，遵循經(jīng)濟(jì)性、有效性、合理性原則，保證礦產(chǎn)資源信息真實(shí)準(zhǔn)確?；郊夹g(shù)采用巖石測量法、土壤測量法、水系沉積物測量法，其一分析巖石中的元素含量，建立地球化學(xué)模型，為深部找礦提供參考；其二開展土壤普查和詳查，利用1:10000比例尺，勘查并分析銅礦資源；其三針對(duì)水系中的細(xì)砂、淤泥進(jìn)行分析，進(jìn)一步了解銅礦的情況。

（3）地質(zhì)效果分析。第一，物化探技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了銅礦普查目標(biāo)，能對(duì)礦區(qū)內(nèi)的隱伏礦進(jìn)行篩選分析，為區(qū)域地質(zhì)條件的分析打下基礎(chǔ)。第二，可以預(yù)測銅礦儲(chǔ)量，針對(duì)盲礦帶、盲礦段進(jìn)行分析，從而增加銅礦資源儲(chǔ)量。第三，能明確銅礦的水文條件，在開采作業(yè)中，有利于制定科學(xué)的防水排水措施，減少地下水對(duì)銅礦開采的影響。

5 結(jié)語

綜上所述，物化探技術(shù)在礦產(chǎn)資源勘查工作中應(yīng)用廣泛，勘查作業(yè)期間，應(yīng)該為勘查目標(biāo)服務(wù)，遵循合理有效、經(jīng)濟(jì)性原則。文中選擇典型代表，介紹了常用的物探技術(shù)和化探技術(shù)，并結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析。