深部金屬礦勘查中常用物探方法與應(yīng)用效果

摘 要：在我國(guó)工業(yè)水平不斷發(fā)展的過程中，對(duì)金屬礦產(chǎn)資源的需求量日益增加，但我國(guó)目前金屬礦產(chǎn)資源的保有量有限，現(xiàn)有開發(fā)利用的資源已達(dá)到一定程度，從全球范圍來看，對(duì)金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用尚且停留在表層，因此，向地表更深處進(jìn)行礦產(chǎn)勘探與發(fā)掘?qū)I(yè)生產(chǎn)和社會(huì)需求具有非常重要的意義，我國(guó)礦業(yè)部門不斷加強(qiáng)對(duì)深部金屬礦產(chǎn)資源勘查的重視，其中物探方法在勘查過程中效果顯著。文章基于上述背景，對(duì)目前幾種常用的物探方法在深部金屬礦勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，以期能為相關(guān)從業(yè)人員提供借鑒意義。

關(guān)鍵詞：深部金屬礦；勘察；物探方法；應(yīng)用

目前我國(guó)尚處于社會(huì)主義發(fā)展階段，仍需以工業(yè)發(fā)展帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)為主要途徑，在資源短缺的背景下，找尋新的礦產(chǎn)資源意義重大，尤其是在金屬礦產(chǎn)的勘查過程中，亟需尋找“第二找礦區(qū)域”，即地表深部（500m以下）的礦區(qū)或外圍找礦，目前已知的常用方法為物探技術(shù)，它能為找礦人員和相關(guān)單位提供有效依據(jù)，應(yīng)用效果顯著，在礦產(chǎn)資源開采面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)的形勢(shì)下，物探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用顯得尤為重要。在金屬礦產(chǎn)的傳統(tǒng)勘查過程中，主要依靠礦產(chǎn)地圖進(jìn)行，即根據(jù)勘探行業(yè)中逐年積累的經(jīng)驗(yàn)所繪制的礦產(chǎn)資源大致分布圖，以及礦區(qū)特點(diǎn)等信息的資料，但對(duì)深部金屬礦而言，單純利用礦產(chǎn)地圖存在較大的技術(shù)局限性，物探方法則可有效彌補(bǔ)這一局限性，常用方法以下將進(jìn)行簡(jiǎn)要概述。

1 常用物探方法

1.1 重力勘探法

重力勘探法是深部金屬勘查中應(yīng)用最為廣泛的方法，其原理為：對(duì)工區(qū)地點(diǎn)和周圍巖石密度、重力進(jìn)行檢測(cè)，通過對(duì)比其間差異對(duì)金屬礦石進(jìn)行定位，通常使用工具為重力檢測(cè)儀，目前各勘探部門均能準(zhǔn)確運(yùn)用重力儀進(jìn)行檢測(cè)，技術(shù)指標(biāo)和檢測(cè)指標(biāo)均比較完善，常用的重力檢測(cè)儀為CG-5型，具備高精度（<0.005×10-5m/s2）和高分辨率（0.001×10-5m/s2）。

1.2 地震反射法

此方法屬于勘查時(shí)間跨度較長(zhǎng)的方法，具有探測(cè)深度大的特點(diǎn)，一般情況下在探測(cè)深度在2000m以上時(shí)采用，因此在深度普遍超過500m的金屬礦勘查時(shí)利用地震反射法有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在未來也有一定的技術(shù)發(fā)展和突破空間。地震反射法是利用人工地震反射波對(duì)地質(zhì)屬性進(jìn)行測(cè)量的手段（如圖1所示），測(cè)量結(jié)果能準(zhǔn)確反映出界面的深度和形態(tài)，從而對(duì)巖層巖性進(jìn)行判斷，運(yùn)用地震反射波的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行地震地層學(xué)研究可對(duì)沉積環(huán)境進(jìn)行推測(cè)，闡明金屬礦的儲(chǔ)蓋條件，所需儀器包括人工震源裝置、震波接受裝置和記錄終端三大部分。

1.3 電、磁法

勘查工作人員常用的電法包括激發(fā)極化法、音頻地質(zhì)電磁法、瞬變電磁法等，用此方法可尋到儲(chǔ)量豐富的金屬礦源，這些方法有較高的分辨率，適合在面積性礦區(qū)進(jìn)行普查和詳細(xì)測(cè)定，勘測(cè)深度同樣可達(dá)2000m以上，為尋找深部金屬礦源提供了技術(shù)方便。

磁法則是物探方法中理論相對(duì)完善、找礦優(yōu)勢(shì)較為突出的方法，適用于磁測(cè)基礎(chǔ)完備的礦床、蝕變巖石、地層、礦區(qū)構(gòu)造等，磁法勘測(cè)精度較高，且應(yīng)用范圍廣，靈敏度高，尤其是近幾年研發(fā)出的新一代氦光泵磁力勘測(cè)儀，更是在深部金屬礦勘查中發(fā)揮了重要作用。

2 物探方法在深部金屬礦勘查中的應(yīng)用效果分析

2.1 重力勘探法在深部金屬礦勘查中的實(shí)際應(yīng)用

該礦區(qū)出露地層以長(zhǎng)城系星星峽群第一段為主體，巖層主要以碳酸鈣巖為主，南傾，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，且與成礦關(guān)系密切，近EW向斷裂對(duì)成礦作用直接，所形成的破碎帶是礦體儲(chǔ)存的主要空間。重力檢測(cè)結(jié)果顯示，礦區(qū)內(nèi)共分布有10個(gè)重力異常點(diǎn)，其中5個(gè)異常點(diǎn)與地表出露礦體相對(duì)應(yīng)，高異常區(qū)夾有鉛鋅礦化白云石大理巖透鏡體的含碳質(zhì)粉砂巖，反之則未顯示重力異常分布，說明引起重力異常的原因主要為含鉛鋅礦體的白云石大理巖。此外，布格重力異常反應(yīng)了高密度區(qū)的分布，其值<600微伽。而礦體密度在3.22～3.54，說明了重力勘查法在礦區(qū)內(nèi)尋找鉛鋅礦體的有效性。

2.2 地震反射法在山地深部金屬礦床中的應(yīng)用

該工區(qū)位于山地丘陵地帶，工作人員在勘探工作中使用數(shù)字地震儀和便攜式震源采集系統(tǒng)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和靜力校正處理，最后根據(jù)數(shù)據(jù)制作數(shù)據(jù)圖件，進(jìn)行地質(zhì)解釋后確定礦源，結(jié)果證實(shí)，在地下約1570m處存在礦床，且探測(cè)結(jié)果可直接作為開采的參考數(shù)據(jù)。

2.3 瞬變電磁法在深部金屬礦床中的應(yīng)用

該區(qū)因地表氧化礦體開采至盡，需對(duì)深部原生礦體進(jìn)行勘測(cè)，由于該區(qū)鉛鋅礦石儲(chǔ)量多余硫化鉛鋅礦石，因此電性條件良好，故采取對(duì)探測(cè)低電阻較為敏感的瞬變電磁法，結(jié)果推測(cè)電磁異常反應(yīng)為金屬礦體所致，估算原生礦體儲(chǔ)量在65×114t左右。在后期開采中，于約1689處可見塊狀Pb、Zn礦體，厚度在2m～5m，Pb品位為51.37%，Zn品位為3.64%。

2.4 多種物探方法的綜合利用

由于我國(guó)大部分礦區(qū)開采過度，導(dǎo)致礦石品位降低，且埋深大，導(dǎo)致很多物探方法在單獨(dú)使用時(shí)收效甚微，針對(duì)這種情況，可采用瞬變電磁法聯(lián)合激發(fā)極化法進(jìn)行勘查，以鉛鋅礦床為例，勘查人員在對(duì)礦區(qū)進(jìn)行地質(zhì)考察后，確定該區(qū)具備電磁找礦的前提條件，以電磁勘測(cè)儀進(jìn)行找礦后顯示感應(yīng)異常，經(jīng)分析為礦體所致，設(shè)置多個(gè)鉆孔后于約918m處見礦，且儲(chǔ)量巨大，實(shí)現(xiàn)了找礦工作的重大突破。此外，重力法、磁法、電法雖然具有各自的獨(dú)立特征，但在地質(zhì)屬性特殊的情況下，可將其進(jìn)行綜合利用，例如某工區(qū)河道水系顯示磁異常，推測(cè)地下可能蘊(yùn)含金屬礦體，但該區(qū)地質(zhì)有較為特殊，斷裂層、沖積層錯(cuò)雜，且?guī)r性多種多樣，用單一的物探方法難以奏效，此時(shí)可先利用重力法進(jìn)行巖石密度和重力取樣分析，選定大概靶區(qū)后予以磁法、電法勘查，最終推測(cè)出地下約1150m處有厚大礦體，可見物探方法綜合利用的價(jià)值。

3 結(jié)束語

處于社會(huì)主義發(fā)展階段的我國(guó)正面臨著各類礦產(chǎn)資源短缺的嚴(yán)峻考驗(yàn)，如何有效尋找金屬礦是所要解決的主要問題，而新技術(shù)和方法的合理運(yùn)用則是關(guān)鍵所在，在目前物探找礦技術(shù)中，重力勘查法、地震反射法、電磁法是較為常用的技術(shù)，每種技術(shù)均有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，在對(duì)金屬礦進(jìn)行勘查前，工作人員需做好前提準(zhǔn)備，合理選用相應(yīng)的單個(gè)方法或結(jié)合方法，因地制宜，以地質(zhì)屬性為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)間，尋求最適合的方法，才能找到更為豐富優(yōu)質(zhì)的金屬礦產(chǎn)資源。

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作者簡(jiǎn)介：鄭連超（1987，8-），男，本科，遼寧沈陽人，助理工程師，工作單位：遼寧省有色地質(zhì)局106隊(duì)，研究方向：物探。