地球物理勘查技术在矿山深部找矿中的具体运用

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摘要：矿山深部找矿比浅部找矿具有更大的难度，某些地球物理勘查技术由于其探测深度和探测精度或抗干扰能力等原因，使其在地表难以准确地探测到这种隐伏资源的信息。因此，矿山深部找矿勘查对地球物理勘查技术的要求更高，必须研究应用适合矿床地质特征和矿床类型的深部地球物理勘查方法。

关键词：地球物理勘查；技术；深部找矿

Abstract: mine deep prospection shallow prospecting than with the more difficult it is, some geophysical exploration technology because its detecting depth and precision anti-interference ability or wait for a reason, so the surface is difficult to accurately detect the concealed resources of information. Therefore, the mine deep prospection exploration of geophysical exploration technology request higher, must study the ore deposit geology characteristics and application for copper deposit types of deep geophysical exploration methods.

Keywords: geophysical exploration; Technology; Deep prospection

中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：

随着国内经济的快速发展，对矿产的需求与日俱增。大型矿产的发现非常迫切。在市场经济条件下，矿产地质勘查是商业行为。与实物产品不同，矿产地质勘查的产品不是矿床，是数据、信息，是阐释地下矿床奥秘的说明，是指引矿产开发的作业指导书。没有这些数据、信息的矿床，是自然自在之物，没有使用价值。同时，矿产地质勘查具有高投入、高风险的特征。如果能在找矿理论和技术上有重大突破，同时具有高收益性。

现今的矿床模型和成矿规律有地区的局限性。现今矿床学还没有完全揭示成矿的本质，因此，矿床研究应当深化，应透过地质现象揭示出本质的、定量的、通用的规律。建立新的找矿勘探理论体系，已显得非常迫切和重要。

一、深部矿的产出特征

要保证深部矿勘查取得好成效首先要加强对深部矿特征的综合研究，识别深部矿找矿信息并研究有效获取途径。深部矿床埋藏于地表下一定深度范围内，目前的科学技术还难以获取其准确信息，把握它的特征。深部矿矿化信息很容易被掩盖，一般情况下很难显示出其本身的信息，这点很大程度上影响了人们对其进行研究。根据矿床的深化历史可得知，矿床是处于运动态度，并非保持静止。深部矿的形成分两种情况：（1）矿床原始形成深度较大，现今仍深埋在地表下；（2）矿床原始形成与浅部甚至地表，现今位于深部，常常是已沉积、风化矿床。可以看出，同类矿床具有相似的原始产出特征，形成是由同种成矿作用控制，与其埋藏深浅无关。从成矿系统角度来分析，类型相同的浅部矿和深部矿，其产出特征的差异性是成矿后各种因素耦合的结果。总结深部矿的特点有：一般保存较完整，连续性好，受次生改造强度不大；除被损坏或变质矿床外，大多数深部矿床中矿体或矿石组成部分都保存了较多的原生特征；若矿床发育矿种上的垂直分带，则其深部矿种多是高温矿种。

地区不同、地理位置不同，深部矿的产出特征自然不同，要研究深部矿的特征，就要结合其地层、构造、岩浆等地质要素，然后根据其相关理论指导实际问题，对研究对象加以分析总结。对于原始形成于深部且现今仍位于深部的矿床，往往产出于深部岩体附近或赋予深部断裂构造中，有相应的围岩蚀变，指示元素等特征；而原始形成于浅部但现今位于深部的矿床一般与特定时代的地层、岩层以及沉积构造等因素关系密切。深部矿这些信息能显示出来的且能被采集并利用到的信息很少，而且是微弱信息。在采集并处理这些信息时，要谨慎并重视这些矿化信息，不可忽视弱缓异常。经综合研究后，提出最有效、能反应深部矿特征的信息。新技术方法的应用是矿化信息采集的前提和保障，矿化信息的来源依靠技术的发展。因此，如何有效的捕捉、识别这些有效信息也是新勘查技术的需要探讨的问题。

二、主要地球物理勘查技术

①大地电磁测深法(ＭＴ法)

大地电磁测深法是1950年代初由A. N.Tikhonov和L. cagnird分别提出来的.1960年代以前该方法发展很慢.但自1970年代以来由于张量阻抗分析方法的提出、远参考道方法的应用、数字化记录设备以及现场实时处理系的采用.使该方法在全球得到了较快发展.该方法属于被动源法，测量的是天然电磁场的信号，通过计算得到频率一阻抗、频率一相位等一系列原始资料，再通过反演处理可以得到地下不同深度范围内的电性分布，进而达到寻找有一定电性差异的矿产资源的目的。

该方法作为固体矿产资源勘探方法有以下优点:由于不需要人工场源，因而装置轻便，机动性好;观测参数多可以从多个侧面提供地下构造信息;勘探深度大，最大可达几于公里。不足之处在于:勘探速度慢，工作成本高，不适应开展面积性工作;大然场信号微弱，不适用于在危机矿山开展上作。因此该方法自1960年代中期引进以来，主要用于油气资源的勘探，不宜作为矿山深边部开展矿产资源勘探。

② EH-4电导率成像法

EH-4电导率成像法是由通过美国EMI电磁仪器公司与GEOMETRICS公司联合开发的S TRATAGEM(TM)电磁系统而发展起来的一种大地电磁法。该系统将可控源与天然源相结合起来，就危机矿山资源勘探而言，只采用天然源勘探部分，此时该方法实际上仍是大地电磁测深法，其方法特点与上面描述的MT法没有本质区别.因此该方法同样不宜作为矿山深边部开展矿产资源勘探。

③可控源音颇大地电磁法(CSANT法)

该方法针对天然电磁法场源的随机性、信号微弱以致观测于分用难的状况.采用可以控制的人工场源替代这种不能人为控制的天然场，变被动为主动.该方法在资料处理解释方面，援引大地电磁法（ＭＴ法)的处理解释方法随着方法的逐步发展与成熟，针对非平面波场的特殊性和局限性，人们对诸如近场改正、阴影校正、静态改正、场源效应等方面进行了大量研究。力求使该方法更加完美。

该方法作为固体矿产资源勘探方法有以下优点:勘探深度大，一般可达2-3km;工作率高、成本低、可高效开展而积性工作;可以人工控制场源信号，便于压制人文干扰，获得高信嗓比的数据。不足之处在于:由于使用人工场源，因而装置笨重，机动性差干扰因素多(如:场源影响、阴影效应等)，非专业人士难以识别。因此该方法经过30多年的发展已逐步成熟，在克服各种干扰情况下已成为危机矿山深边部接替资源勘探的重要方法。

④瞬变大地电磁法(ETN法)

瞬变电磁法是利用人工场源在发射线圈加以脉冲电流，产生一个 瞬变的电磁场.该电磁场垂直发射线圈向两个方向传播.通常是在地面布设发射线圈，依据半空间的传播原理，磁场沿地表向深部传播.当遇到不同介质时。产生涡流场，当外加的瞬变磁场撤销后，这心涡流场释放其产生的能量。利用接收线圈测最接收感应电动势(俗称二次场)的衰减曲线.该二次场包含了地下介质电性特征.通过种种解释手段(一维反演，视电阻率等)分析二次场的特性，可以得出地下岩层的结构，进而达到资源勘探的目的。由于采用线圈接收二次场。故对空间的电磁场或其它人文电磁场较为敏感，为了减少此类干扰，应采用尽量大的发射电流，以获取最大的激励磁场，增加信嗓比，压制干扰，该方法具有勘探深度大、抗干扰能力强等特点.可以作为危机矿山深边部接杆资源勘探方法.由于瞬变电磁法通常采用大电流或布置大的回线，因此异线和电源设备均较笨重，难于在地形起伏大、植被覆盖密的地区开展工作。

⑤激电法

激电法是一种以岩矿石地电化学性质为基础的一种电化学方法.经过几于年的发展，从时间域到频率域、从幅频激电到相频激电己经形成了许多方法变种.从理论上讲不问的变种方法所观测的参数是可以相互变换或是等效的，所不同的是由于供电和观测方式的不一或大小不同，不司的方法其有不同的观测精度或找矿效果.理论和应用研究表明，在所有的激电法中以中南大学(原中南矿冶学院)发明的双频激电法最为有效，该方法通过发送机同时地下提供高低两个不同频率的电流.接收机同时检测两个频率电流的极化特性.“于五”期间经中国地质调查局长达3年的方法技术示范，充分脸证了该方法由于采用同时、实时观测方案，因而具备轻便灵活、观测精度高、抗干扰能力强等特点.已成为危机矿山边部和中等深度寻找金属硫化矿最有效的方法。

⑥地震勘探

地震勘探法利用人工傲震产生的声波在大地中传播时遇到波阻抗界面产生反射的原理来寻找不同岩矿石的接触界面，进而划分地层、构造分布，寻找成矿有利部分或层位达到人地资源勘探的目的.该方法具有勘探深度大、分沸能力强等特点，主要应用于油气和煤炭勘探。近年来对该方法应用于寻找构造复杂、界面不清的固体矿产资源的有效性进行了试验性研究，取得了一定的效果，在危机矿山深边部资源勘探方面，成功实例不多。

⑦均匀广谱伪随机电磁法

均匀广谱伪随机电磁法是针对原有电磁法“变频.方案工作效率低、不能实现一机发送多机同时接收，观测精度难以保证，“奇次谐波“方案设备笨重、机动性差、不适应在西部中高山区开展面积性工作，常规激电法测最参数单一、不能有效区分异常源性质等缺点而提出的一种具有自主知识产权的地球物理新方法。该方法不仅适用于激电法，也适用于主动源电进法并具有以下特点:波形所含的主频率均按20步进，并可依需要加密;各主频率点的振幅值基本相等、系统电源利用率高;各主频点起始相位相同可实现多个频率的振幅值、绝对相位、相对相位谱精确测量，可根据所测得的谱特征准确判别地下异常源性质，进行矿与非矿区分:观测系统轻便，可实现一机发送多机接收工作方式，可进行快速面积性探侧;能压制生产矿山工业电磁干扰，可在生产矿山深边部开展接替资源勘探。

3、结束语

随着国家近几年对地质矿产勘查的重视，矿产勘查又进入了火热阶段，但是我们在此过程中存在不少困难，集中表现为矿产勘查工作程度不高，科技创新能力薄弱，每年新增探明储量与开采量的比例严重失调，公益性与商业性地质工作之间缺乏有效衔接，为解决好这些问题，要求政府部门在勘查战略部署方面，应继续加大矿产勘查的投入，充分依靠科技进步提高勘查水平，相信在国家的支持和引导下，在矿产勘查市场机制进一步规范的前提下，地质矿产勘查必将会可持续发展。