矿产勘查中的物化探技术应用与地质效果

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摘要：本文简述了在我国矿产勘查中目前用到的一些比较先进的物理化学探测技术，以及这些技术应用现状和在不同的地质情况下应该采取的方法。

关键词：矿产勘查；物化技术；应用现状；地质效果

在我国见过之初，国家就曾在矿产勘查这一方面做出了极大努力，依稀的记得祖国“炼钢热”，那时的人民纷纷把家里的铁具拿出来炼铁。试想如果当时国家如果有先进的探矿技术，全国人民还用得到“砸锅砸铁”吗？所以中国人民时刻都在探索着先进的勘测技术，也建立起了很多的大型矿产基地，我国的矿业因此得到了很好的发展。

一、物探方法及技术

物探，有些人也许会问什么是“物探”？物探其实就是地球物理勘测的简称，它的含义很丰富，包括：重力、磁效应法、电法、放射性、地震和地温等六大类的方法。据有关数据统计，在我国物探方法在探索和扩大能源矿产、有色金属矿产、黑色金属还有非金属矿产和地下水等方面起着举足轻重的作用，其效果明显高于化探。

1、电磁法（VLF）

甚低频电磁法的英文名字又称为“Very Low Frequency Electro Magnetism”，故简称VLF。它的基本原理就是利用频率为15-30KHZ的甚低频广播或者军事电台发射的电磁波作场源，在空中、地表或地下测量电磁场的空间分布而获得的浅层地质体的局部异常图，其探测的深度比较小，约为50m左右。该方法在我国的应用还是比较晚的，是在20世纪80年代引入后才开始采用的。该方法在圈定良导断裂破碎带，追踪含矿分布和寻找矿脉的方面具有十分鲜明的特点。其优点：设备仪器轻便易携，观测方法简单，资料数据的处理速度块。但是也有其劣势：地形、电缆等人为干扰对其均有影响，当这些因素对其产生干扰，导致异常的识别和纠正。当探测的深度较深时，VLF所反映的有效信息就会比较弱，所以VLF一般用于浅表层以及空中作业。目前我国已经具备了自主生产较为先进VLF的技术，例如重庆地质仪器厂所生产的DDS系列，在我国的金属矿产的勘察探测中取得了一定的成果。

2、地震层析成像技术（CT）

地震层析成像就是运用医学上的X射线CT理论，同时借助地震波数据反映地下结构的物质属性，逐步逐层的剖析并绘制其图像的技术。由于不同地层弹性波阻抗（密度）存在差异，所以运用此技术就可以准确的对地表下的空间有一个较为准确的了解。该技术主要运用于深部的矿产资源的勘测以及地球内部结构的探测和地球动力学的研究，在石油、煤田、建筑工程等土木工程中也较为广泛的被应用这着。例如恩洪煤矿的划分煤层及构造就取得了相当好的效果。当然我国在其他的金属矿产勘测中也应用这一技术，是该技术逐步走上成熟的阶段。

3、大地电磁勘探

大地电磁勘探包括电法勘探和磁法勘探。电法勘探，依据岩石和矿石的电性差异从而进行的矿产勘查、水文勘察和研究基础地质问题的方法。电法的种类很多，有地面电法和航空电法，有直流电法和电磁法，具体的方法有以下几种：

（1）直流电阻率法

（2）直流激发极化发（IP），间歇正负供电，观测激发产生的二次电位，计算极化率（ηs）或充电率（Ms），导出电阻率（ρs），探测侵染状硫化矿体，效果好。缺点：仪器较笨重，探测深度较小，一般200米以内。激电方法还有双频激电、幅频激电。

（3）瞬变电磁法（TEM）利用不接地回线向地下发送脉冲式电磁场，用仪器观测由地下矿体、地质体产生的感应电磁场，计算电阻率，用以找矿和解决地质问题的方法，称瞬变电磁法（TEM）。

（4）可控源变频大地电磁（EH4）：观测天然和人工电磁场进行勘测矿产和研究基础地质问题的方法称为可控源变频大地电磁（EH4），该方法适用地下水、煤田、金属矿勘测，以及环境调查，勘测深度可达1000米，在运用该技术的时候应注意：在浅层或小于500米应利用人工源，而当勘测深度大于500米是就应该利用天然电磁场。计算其电阻率参数。该技术的优点是仪器较轻便。

（5）可控源音频大地电磁（CSAMT）：通过对天然电磁场观测，计算电阻率参数，从而所进行矿产勘查和研究基础地质问题的方法。

磁法勘探就是利用自然界岩石和矿石具有不同磁性这一特点，利用磁力仪器观测磁场的变化，从而进行矿产勘测和研究基础地质问题的方法。其优点：磁力仪轻便，工作效率高，成本低，是铁磁性矿产如磁铁矿勘查的有效方法。

4、重力勘探

重力勘探就是利用应用精密仪器观测由于地层、矿体密度差异引起的重力场的变化，而进行地质调查和矿产勘查的方法。重力勘探为重大基础地质研究提供深部地质信息，广泛应用于基础地质研究。

二、化探方法技术及应用

化探就是采集不同介质的样品，分析其微量元素含量，用以找矿和基础地质调查的方法，也成称地球化学勘查。

化探方法的分类按采样介质不同可划分为以下几种：岩石测量、土壤测量、水系沉积物测量、水、生物地球化学、多目标地球化学调查等；同时按照工作的详细程度又可以划分为区域化探、化探普查、化探详查等。

1、岩石测量

岩石测量：采集岩石样，分析其微量元素含量，用以找矿的方法称岩石测量，矿山探测隐伏矿，建立地球化学模型及找矿勘查广泛应用岩石测量。

2、水系沉积物测量

水系沉积物测量：采集水系中的淤泥、细砂，并分析其微量元素含量，从而勘测矿产和基础地质研究。以采样密度稀密程度又可划分为两类：

（1）区域化探（2）化探普查（水系沉积物）

3、土壤测量

土壤测量：采集土壤样品分析其微量元素含量用以找矿的方法，按采样密度可划分为两类，主要用于找矿勘查。

（1）土壤化探普查；比例尺1：5万，采样密度8-2 0件/km2，分析与找矿有关的1 0种左右的元素。有色金属矿广泛应用化探普查，确定找矿靶区。

（2）土壤化探详查。比例尺1：1万或更大，采样密度100-500点/km2，样品分析与找矿有关的几种元素。难识别的微粒型金矿多采用化探详查。

4、多目标地球化学调查

多目标地球化学调查：基本比例尺1：2 5万，主要采集土壤样，同时采集湖底沉积物样品、生物样品，分析多种微量元素，用以研究环境、生态、农业以及找矿勘查。

结语

经过多年的发展实践，物化探成为了地质找矿的重要方法，在当今的反战趋势下，高科技带动高端仪器的大量出现，将会给矿产勘查带来一个新的面貌，同时，物化探的领域也大大扩展，人类对矿产资源的需求越来越大，以致矿产勘查的力度加大，物化探将进入一个新的领域！我国的矿产以及地质勘测也将迈入新的篇章！

参考文献：

[1]周圣华.鄢云飞.李艳君.矿产勘查中的物化探技术应用与地质效果[J].中国地质，2007（06）

[2]曾祥峰.浅谈危机矿山接替资源找矿问题[J].矿业工程，2010（05）

[3]吴其斌.勘查隐伏金属矿的新方法[J].地质与勘探，2009（06）