物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

陳 鑫，張家正

(河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450000)

0 引言

隨著科技的迅速發(fā)展，各類新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不斷用于礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，單一的探測(cè)技術(shù)所獲取的信息有限。為獲取更多地質(zhì)信息，越來越多的學(xué)者和工作人員開展了物探技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用研究，通過物探技術(shù)的應(yīng)用，可以有效確立地表、亞地表甚至深部物質(zhì)的特征，以便提升找礦潛力，提高資源勘查工作的效率與質(zhì)量。

1 物探技術(shù)基本原理

在地層傳播過程中，地層表面所激發(fā)的振動(dòng)信號(hào)，會(huì)有一定體波和面波信號(hào)產(chǎn)生。一般來講，在一些特殊地層環(huán)境下，體波信號(hào)會(huì)發(fā)生顯著的反射和折射情況。而在地層傳播過程中，面波信號(hào)則會(huì)出現(xiàn)頻散情況。

1.1 體波

遵循地層條件的變化規(guī)律，體波信號(hào)將出現(xiàn)不同反射與折射現(xiàn)象。在地層傳播過程中，地震信號(hào)通過的地層具有多層屬性。如上覆層小于下覆層，在通過分層地層時(shí)，地震信號(hào)傳播過程中將產(chǎn)生較為明顯的折射情況。初至折射波與對(duì)比折射波是折射波的2種不同表現(xiàn)形式。初至折射波只跟蹤部分界面的折射波，辨別難度較低。對(duì)比折射波主要跟蹤初至區(qū)和續(xù)至區(qū)的折射波，這種折射波具有探測(cè)能力較差，并且無法應(yīng)用于探測(cè)地質(zhì)速度的逆轉(zhuǎn)層。若上覆層大于下覆層，在通過分層地層時(shí)，地震信號(hào)傳播過程中將產(chǎn)生較為明顯的反射情況。

1.2 面波

在傳播介質(zhì)不均勻的情況下，面波信號(hào)將反映出頻散等現(xiàn)象。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)為2點(diǎn)：①面波速度的變化規(guī)律。如信號(hào)頻率出現(xiàn)改變時(shí)，隨著勘探深度的不斷加深，面波速度也會(huì)隨著改變，進(jìn)而增加勘探信號(hào)的準(zhǔn)確性。②拐點(diǎn)移動(dòng)的規(guī)律。如勘探地層厚度產(chǎn)生改變時(shí)，伴隨厚度改變產(chǎn)生的頻散曲線及其相對(duì)拐點(diǎn)部位將會(huì)向低頻方向移動(dòng)，由此可見，拐點(diǎn)部位和地層厚度之間存在必然的聯(lián)系。

2 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用原則

我國地質(zhì)礦產(chǎn)資源豐富，做好礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作至關(guān)重要。物探技術(shù)作為地質(zhì)找礦和資源勘查的重要技術(shù)手段，物探技術(shù)的應(yīng)用水平直接影響到地質(zhì)找礦和資源勘查的真實(shí)性、準(zhǔn)確性。在物探技術(shù)應(yīng)用中，須遵循一定原則，從而提升地質(zhì)找礦的精確度，保證勘查分析質(zhì)量。

2.1 綜合信息原則

一般情況下，在勘查找礦具體過程中，相關(guān)技術(shù)人員需要通過礦產(chǎn)不同物理特性進(jìn)行礦床質(zhì)量的判定，磁性、密度、放射性等均為常見參考物理特性。基于礦石的物理特性和圍巖存在不同之處，在地質(zhì)找礦和資源勘查時(shí)，往往需要采用多種探測(cè)方式，從多角度進(jìn)行礦體和圍巖性質(zhì)分析，避免由于探測(cè)技術(shù)單一，影響勘測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，或產(chǎn)生勘測(cè)異常情況。為此，在物探技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)嚴(yán)格按照綜合信息原則，充分發(fā)揮物探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，保證勘探工作的準(zhǔn)確性，便于了解當(dāng)前礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量，全面提升我國地質(zhì)找礦和資源勘查的應(yīng)用水平。

2.2 科學(xué)推測(cè)原則

通過相應(yīng)探測(cè)儀器進(jìn)行地質(zhì)勘查后，探測(cè)儀器將會(huì)準(zhǔn)確、客觀地記錄所有探測(cè)數(shù)據(jù)信息，并以圖表或圖像形式呈現(xiàn)，更直觀、清晰。這種情況下，需要相關(guān)技術(shù)人員全面詳細(xì)地分析獲取的探測(cè)信息，由此確定探測(cè)結(jié)果。在探測(cè)工作中資料分析工作極為關(guān)鍵，直接影響探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，在資料分析時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)始終保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，通過變量法、排除法等，將無效信息排除，按照科學(xué)推測(cè)原則，提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 經(jīng)濟(jì)適用性原則

勘探人員應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)適用性原則，在保證地質(zhì)勘查工作質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)上，選擇成本最低的物探技術(shù)方法，以此降低地質(zhì)勘查成本。

2.4 擇優(yōu)原則

礦產(chǎn)區(qū)域不同，則地質(zhì)環(huán)境條件也有所不同.為此，在探測(cè)過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)與實(shí)際勘測(cè)情況和地質(zhì)環(huán)境相結(jié)合，擇優(yōu)選取最佳物探方法。在實(shí)際勘查過程中，最大限度發(fā)揮勘測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，提高地質(zhì)找礦和資源勘查工作的效率。

3 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用方法

常見物探技術(shù)主要包括重力勘探技術(shù)、磁力勘探技術(shù)、電法勘探技術(shù)、地震勘測(cè)技術(shù)等。充分利用物探技術(shù)，在查找能源礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)及非金屬礦床等方面具有重要意義。具體應(yīng)用方法如下。

3.1 電法勘探技術(shù)的應(yīng)用

在物探技術(shù)中，電法勘探應(yīng)用較多，是一種利用巖石和礦

石電學(xué)性質(zhì)，如電磁感應(yīng)、電性等差異，再通過專用儀器設(shè)備研究地球物理場(chǎng)變化和分布規(guī)律的方式進(jìn)行地質(zhì)具體結(jié)構(gòu)的判斷，并對(duì)礦產(chǎn)資源分布情況進(jìn)行深入分析的一種高效技術(shù)手段。相比其他物探技術(shù)，電法勘探不受形式約束，適用性強(qiáng)，勘探范圍廣。

3.2 磁力勘探技術(shù)的應(yīng)用

地殼組成中巖石的磁性各不相同，產(chǎn)生的磁場(chǎng)也有所不同，在局部地區(qū)可以使地球磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生磁異常。地球本就是1個(gè)大磁體，因此，須校正磁力的預(yù)測(cè)值，并獲取和巖石礦物磁性相關(guān)的磁力異常情況。在地質(zhì)找礦和資源勘查中，磁法勘探可通過巖石層和礦石層之間的磁性差異，分析磁異常特征，并由此進(jìn)行地質(zhì)層構(gòu)造的研究及礦產(chǎn)資源分布情況的準(zhǔn)確判斷。在應(yīng)用過程中，磁法勘探需在地面上布設(shè)平行等距的測(cè)量線并進(jìn)行測(cè)點(diǎn)設(shè)置，通過地面接收儀器接收磁異常，并分析獲取的數(shù)據(jù)信息，從而判定測(cè)區(qū)礦產(chǎn)資源的分布情況和具體位置。

3.3 重力勘探技術(shù)的應(yīng)用

重力勘探是測(cè)量與圍巖存有密度差異的地質(zhì)體在其周圍引起的重力異常，從而對(duì)這些地質(zhì)體存在的大小、形狀、空間位置等進(jìn)行準(zhǔn)確確定，并由此判斷出測(cè)區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況。相比其他物探技術(shù)，此方法具有勘探深度大、成本低、便于操作等特點(diǎn)。

3.4 地震勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在淺層地質(zhì)找礦中，一般可采用地震勘測(cè)技術(shù)，其原理為通過淺層地震反射波，利用模仿地震的方式進(jìn)行地震反射波傳播規(guī)律的研究，從而獲取礦產(chǎn)資源具體位置和分布情況。在地質(zhì)找礦和資源勘查中，通過研究巖石彈性性質(zhì)來處理地質(zhì)構(gòu)造問題。在地殼內(nèi)通過人工激發(fā)所產(chǎn)生的地震波的傳播作用，一旦遇到彈性性質(zhì)不同的分界面時(shí)，將會(huì)發(fā)生反射、折射等情況。此時(shí)在地面通過地震儀可以準(zhǔn)確接收并記錄反射和折射的地震波，從而獲取不同巖層分界面的埋藏深度等，最終掌握地層的構(gòu)造形態(tài)和礦產(chǎn)分布情況。

4 結(jié)語

科技的高速發(fā)展，為礦產(chǎn)資源勘探工作帶來了更多便利。在地質(zhì)找礦和資源勘查工作中，物探技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步加快了礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的步伐，尤其是大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)的應(yīng)用，有助于物探技術(shù)更好地開展礦產(chǎn)資源勘探工作，便于制定合理的勘探技術(shù)方案，對(duì)提高勘探結(jié)果精準(zhǔn)性具有重要的意義和價(jià)值。