浅析矿产勘探中物探、化探技术的应用及其效果
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[摘要] 物探、化探技术在我国矿物勘探中有着重要的地位和作用。本文主要简述了近年来在我国应用比较广泛的一些物探、化探技术的原理、应用范围以及效果。
[关键字] 矿物勘探 物探 化探
[中图分类号] P62 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-1-132-1
0引言
在过去70多年里，物探、化探技术在我国的找矿活动中有着广泛的应用，并且取得了不错的效果。我国在引进国外先进技术的同时，也自主开发了一些适应我国国情的新方法和新仪器。下面主要将介绍我国矿物勘探中物化探技术的应用和效果。
物探是地球物理勘查的简称，包括重力、电法、磁法、地震、地温以及放射性这六类方法。统计表明，物探在寻找以及扩大能源矿产、金属以及非金属矿产、地下水等方面，效果明显优于化探。下面介绍目前应用普遍的几种物探方法。
1.1 地震层析成像法
地震层析成像的原理与医学CT理论相同，借助地震波数据来反演地下结构等物理性质，从而逐步剖析并绘制出地球内部的精细结构、确定局部的不均匀性。这一技术起源于上个世纪30年代，已经形成了相对成熟的技术体系，分辨率高，测量范围可深可浅，因此主要应用在能源矿产的勘探以及地区内部结构以及地球动力学的研究。上个世纪80年代后，我国才将其应用到金属矿物的勘探中。近年来，我国学者在铜陵等地应用了这一方法，取得了不少成果和经验。
1.2 航空以及地面甚低频电磁法
甚低频电磁法的基本原理是利用15-30kHz的甚低频广播或者军事电台作为场源发射电磁波，然后在空中、地表或者地下测量电磁场的空间分布，从而获取浅层地质体的电性局部异常情况，探测深度一般在50m左右。我国自上个世纪80年代引进这种方法，在圈定蚀变带、良导断裂破碎带、矿化范围，寻找低电阻率的岩脉，追踪含矿构造等方面具有显著的效果。并且这种方法所使用的仪器轻便易携带、野外测量使用简单、资料数据处理速度快等特点。但需要注意对地形、电缆等人文干扰因素的识别和校正。而且当覆盖较厚时，不太适用这种方法，因为其对埋藏较深的地质异常的反映比较弱。因此在我国，主要用甚低频电磁法来进行浅覆盖区及其剖面的扫面工作。目前我国自行生产的甚低频电磁仪处于世界较为先进的水平，例如重庆地质仪器厂出产的DDS系列，在我国金属矿物勘探中取得了不错的效果。
1.3 大地电磁探测法
大地电磁探测法是以天然交变电磁场作为场源的被动场源电磁探测法。它通过收集被动场源引起地表观测到的电磁场强度变化来分析地下岩石电性与分布。
该方法可探测深度大、不受高阻层屏蔽，分辨率高、成本低廉且装备轻便，因而在地球岩石圈内部结构研究、油气勘探、地震预报以及地热勘探等方面有着很好的应用。我国自上个世纪80年代将该方法应用在矿物勘探中，取得了不错的成效。
1.4 连续电导率剖面测量系统
连续电导率剖面测量系统简称EH4，是由美国Gcomctrics公司和EMI公司在上个世纪90年代联合开发生产出来的一套混合源频率域的电磁探测系统。该方法是大地电磁探测法的延伸，利用人工发射的信号补偿天然信号某些频段的不足，从而获取高分辨率的电阻率成像。其核心仍是被动源电磁法。主动发射的人工补偿信号探测深度浅，主要用来探测浅部构造，而深部构造主要还是通过天然交变电场来获得。
该方法特别适合在高阻覆盖区应用，可以穿透高阻覆盖层。当基底为高阻层，且与其上的覆沙岩电性差异明显时，运用这种方法可以准确探测出基底的深度和起伏。我国学者用这种方法对横跨中国东西的9个不同成因的25个矿床进行了研究，效果非常好，可以直观反映矿化异常的形态、规模乃至矿化强度等，是预测和定位隐伏矿产的方法之一。
2 化探技术的应用及其效果
化探是地球化学勘探方法的简称，由于其多解性少，具有直接性，因而在寻找和扩大贵金属矿物方面的效果要明显由于物探。下面介绍几种近年来常有的化探找矿方法。
2.1 汞气测量以及土壤汞测量法
汞及其化合物有两个典型特征：第一、汞是典型的亲硫元素，在成矿时，以高度分散的状态进入各种硫化物中；第二、汞及其化合物蒸汽压很低，是最易挥发的金属元素。且电化学性质稳定，易于被还原成单质。汞还具备较强的穿透能力，可以地面以下几百甚至是几千米，沿着构造断裂、破碎带上升，穿透厚厚的地表疏松覆盖物，渗透到土壤或者挥发到空气当中。如果采用汞气测量，由于易受气候、环境以及降雨等自然因素等影响，其结果的可靠性往往不好。而采用土壤汞测量发由于受上述因素影响较小，具有良好的重现性，且成本低廉、操作简便，应用前景广泛。
由于汞和金在地球化学方法有很多共同点，它们在元素周期表中的位置相邻、电离能、原子半径、电价等也都相近，因此可以将汞矿化与汞异常作为金矿勘探的重要指标。
2.2 Gcogas地气法
这种方法由瑞典学者L Malmqvist和K Kristiansson于上个世纪80年代提出，他们在寻找铀矿时，通过对地表氡气的测量得到启发，认为地下深处的气体以微气泡的形式上升，在通过矿体时成矿元素会附着在气泡表面然后一起到达地表。他们研制出了地气捕集设备，并成功进行了地气采集实验。我国在上个世纪80年代引入这项技术后，在山东大尹格庄金矿进行了气体动态采集试验，发现矿体上方的气体中存在异常金。
2.3 金属活动态提取法
金属活动态提取法的思想是：金属矿床本身及其周围岩石中，存在与矿物有关的超微细金属或者金属离子及其化合物，会在地下水、地气流、浓度梯度、蒸发作用等应力下向地表迁移。到达地表之后，会被土壤或其他疏松物捕获，通过适当的提取剂将这些元素提取出来，可以达到寻找和评价隐伏矿产的目的。这种方法主要用来寻找贵金属，新疆天山、胶东，澳大利亚的奥林匹克坝矿区以及乌兹别克的穆龙套金矿中均应用了这一方法，取得了良好的试验效果。