淺論物探在地質找礦中的運用

摘 要：我國的礦產資源經過數百年的探尋和開發，地表礦產資源已多被發現和利用。未來礦產資源的開發方向必定是地下深處以及海域地區，而這些地區的礦產資源，開發難度較大，因而，作為使用廣泛、優點突出的物理勘查技術，其深入研究必將成為未來研究的重點，也將是未來地質找礦行業中的潮流。

關鍵詞：物探；地質找礦；運用

上個世紀，我國僅有少數地球物理學家，如李善邦、顧功敘、翁文波等在已知礦區進行過零星的重力、磁法、電法的試驗研究工作，而且規模較小。改革開放以來，隨著我國經濟建設的不斷深入壯大，各種礦物的消耗日益加深，需求量也越來越大，尤其是對銅、金、銀等一些金屬礦物的需求。面對現如今金屬礦物大量短缺的情況，各種勘察礦物的技術各不相同，例如物理技術、化學技術等都在實踐中得到了廣泛的運用。然而，不同的地區其地質情況差異相同，例如山區丘陵的崎嶇陡峭，盆地山谷的高低不平等都給勘察帶來了極大的麻煩，而物理技術勘察分辨率高，探查深度大，在實際中的應用必將愈加深入。隨著世界上其他工業化國家應用地球物理學發展，我國的物探事業也逐漸形成并發展起來。

1 地質礦物的形成及分布分析

1.1 礦物形成理論分析

地質成礦可以分為兩個階段，第一階段，當地質體成巖作用已經完成，實現了巖石和流體的初始分離。由于發生地質構造活動，成礦介質溫度、壓力發生變化。成礦介質尚處于高溫、高壓、強酸、強堿或強氧化條件下，成礦流體對原來的巖石礦物形成大規模交代作用，出現大量交代礦物。成礦物質尚處于絡合物狀態時發生大規模礦物交代作用，此時屬于成礦前期蝕變。第二階段，成礦介質在地質作用過程中轉變為低溫、低壓、近中性或還原條件時，成礦物質沉淀結晶就位，同時又形成新的脈石交代礦物。此時屬于成礦物質卸載階段的蝕變。因此礦床周圍出現了兩套交代作用。一是顯示成礦物質處于流體中絡合物狀態；二是成礦物質結晶沉淀就位。

1.2 我國成礦帶分布特點

在橫向上，我國境內有三條緯向構造成礦帶，第一條是陰山——天山構造成礦帶，它位于北緯40°～43°，以盛產鐵、鉻、鎳礦產為特征，其次釩、鈦、銅、鉛、鋅礦也占重要地位；第二條是秦嶺——昆侖構造成礦帶，它位于北緯32°31′～34°30′，主要礦產有鉻、鎳、銅、鉬、鐵以及鉛鋅礦；第三條是南嶺構造帶，它位于北緯23°30′～25°30′，有鎢、錫、有色金屬、稀有——稀土等礦產。

我國的各類礦產資源中，大部分種類都能夠基本保證，不過，像鐵、錳、銀、高嶺土、汞等保證程度較低，而石油、天然氣、銅、金、硼等則在保證程度上有缺口，至于鉻、鉀鹽、金剛石等則比較短缺。因而，在地質找礦過程中應根據分布，需求等有所側重。

2 勘查的技術運用

2.1 電磁法

電磁法是物探勘查技術中的一種最常用的方法，將電磁法細化分類可以分為航空及地面甚低頻電磁法、大地電磁測深、瞬變電磁法等，能通過電磁法進行勘查，是因為自然界的巖石和礦石具有不同磁性，其附近的磁場也各不相同，局部地區的地球磁場會因為它而產生變化，出現地磁異常。通過儀器尋找出這些磁異常并對其進行研究，進而尋找出磁性礦體和并研究地質構造的方法稱為磁法勘探。當然，電磁法的探測對象應略具磁性或顯著的磁性差異。電磁測深法則在火成巖或碳酸鹽巖覆蓋區勘探下伏沉積巖方面表現出獨特的優越性。它的應用極為廣泛，實際顯示，這種方法效率高、成本低、效果好。其中的航空磁測更是能在短期內能進行大面積測量。

2.2 中間梯度裝置的激發極化法

激發極化法是根據巖石、礦石的激發極化效應來尋找金屬和解決水文地質、工程地質等問題的一組電法勘探方法。運用這種方法在尋找硫化礦時石墨和黃鐵礦化是主要的干擾因素應盡量回避。對于良導金屬礦的和浸染狀金屬礦床探尋作用突出，例如某地產在石英脈中的鉛鋅礦床及河北省廷慶某銅礦地質效果顯著。對于這種方法，不論其電阻率與圍巖差異如何均有明顯反映，對其他電法難于找尋的對象應用它更能發揮其獨特的優點。

2.3 重力測量

重力勘探的依據是礦石中含有大量黃鐵礦等密度比圍巖的大礦石所引起的重力異，實際中是在測地質體與圍巖間存在密度差才可用此法，實際測量中可用此法直接找富鐵礦、含銅黃鐵礦；配合磁法找鉻鐵礦、磁鐵礦；確定基巖頂面的構造起伏以及斷層位置及其分布、規模，借此尋找到金屬礦床；用于區域地質研究，普查石油、天然氣有關的局部構造；此外，還可應用它找密度小的礦體。如找鹽類礦床取得顯著地質效果。不過他受地形影響大，干擾因素多，但在深部構造研究上，是電法、磁法不可比擬的，而且重磁方法適用于大面積區域。

2.4 地震法

地震法的原理是利用人工激發的地震波在彈性不同的地層內傳播規律來勘探地下的地質情況。地震技術在沉積盆地內的構造研究中具有其他物探技術不可比擬的優勢。它在向地下傳播地面某一處激發的地震波時，因為地層分界面的彈性不同，所以就會產生不同的反射波或折射波，一旦這些波回到地面上，就可以記錄下這些波，通過對其特點的分析，比如波在地下的傳播時間、在地下的振動形狀等，經專門的儀器處理后，就能較精確把握這些界面的深度和形態，對地下巖石圈也能準確了解，這種方法的運用要求地震波阻抗存在差異，對于地質構造方面的問題的解決十分有效，在查找煤田和石油工作及工程地質方面運用十分廣泛。

3 地質找礦中勘查的發展方向

許多金屬礦物存在一些山區，山谷之中，這樣的地形地勢起伏較大，這就要求許多物理勘測儀器向著系列化、輕便化、智能化和多用化方向發展。在地震法中，有一種利用可控震源的方法，它是一種激發地震勘探信號的設備，珍重方法環保安全，施工靈活，在地形復雜地區需高密度勘探的地區，可控震源作業將成為首選。目前，它還不能廣泛應用，日后體積小、重量輕、便攜式的電磁驅動的高頻可控震源將是研究的一大方向。

在數據采集方面，自動化技術被廣泛應用，現實情況中，搬運和布設大線花費了許多人力財力，因而，發展高靈敏度、大容量、大功率、多功能、多取樣的采樣技術應成為又一發展方向。

數據處理方面，計算機技術配合信息數字化以及成像模擬等技術仍有很大的潛力可挖掘，使數據處理、資料解釋以及視圖方式實現圖形可視化及自動化也是它的一大目標。

還有一種非常規的物理勘查技術——層析成像技術，這種技術目前還處于試驗研究階段，不過，它能大大提高金屬礦的預測精度的功能還是令不少研究者趨之若鶩。不久的未來，隨著它的技術完善，相信它能被廣泛運用。

4 結束語

經濟的持續增長離不開金屬礦物的支持，現如今的國內采礦技術以物理和化學技術為主，其中，物理方法勘查對一些地質深處隱蔽性較深的礦物更具指導意義，并且在近年來的地質找礦工作中成就顯著。物理方式勘查手段豐富，層出不窮，在未來的金屬礦物探查中前景更為廣闊。

作者簡介：趙洪濤（1970-），男，漢族，河南滎陽人，河南省地礦局測繪地理信息院管線分院副院長，研究方向：城市地下管線探測。