物探方法在金屬礦床中的應(yīng)用分析

陳興峰，張 彥

（天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)，天津 301800）

我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對金屬需求量越來越大，對金屬礦床探測應(yīng)用物探方法進(jìn)行分析研究，有利于金屬礦產(chǎn)資源勘探取得突破。通過多年開采，我國地表淺層金屬礦產(chǎn)日益枯竭，為應(yīng)對日益增長的資源需求，對地質(zhì)深層金屬礦產(chǎn)資源勘探工作已經(jīng)提上日程[1]。我國深層地質(zhì)中蘊(yùn)含著豐富的礦產(chǎn)資源，尤其是在距地表500m左右的地方。地質(zhì)勘探工作多種多樣，物探技術(shù)應(yīng)用近幾十年得到快速發(fā)展，對尋找金屬礦床起到了至關(guān)重要的作用。通常來說，在對某一區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行勘探時，要先收集地質(zhì)資料，并根據(jù)已有資料進(jìn)行礦床的尋找[2]，主要依靠勘探工作者的自身經(jīng)驗(yàn)以及對區(qū)域地質(zhì)情況的了解程度。但這種方式準(zhǔn)確度不高，在實(shí)際作業(yè)過程中很難達(dá)到相應(yīng)的效果，很多方面都存在局限性。對物探技術(shù)方法的應(yīng)用分析，有利于快速圈定遠(yuǎn)景區(qū)，達(dá)到更好的找礦效果。

1 物探方法在金屬礦床中的具體應(yīng)用方式

在對地質(zhì)進(jìn)行勘探的過程中需要分為多個步驟，首先要對地質(zhì)進(jìn)行大范圍測量，圈定在靶區(qū)后，在靶區(qū)地表挖掘槽探或進(jìn)行深部鉆探，再使用物探方法進(jìn)行探測，使地質(zhì)工作者能夠?qū)Φ刭|(zhì)體物性參數(shù)情況有初步的了解，并由此分析出金屬礦床的具體位置，檢測金屬礦床的變化情況[3]。通過這種方式能夠獲取一定的信息，將多種信息整合在一起，對金屬礦床各個方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合計算，尤其是對金屬礦產(chǎn)資源儲備量的計算，這一過程屬于地質(zhì)勘探的一種。地質(zhì)勘探對后續(xù)的找礦以及開發(fā)工作都有著重要的作用，能夠判斷金屬礦床的整體規(guī)模，從而對開發(fā)方式進(jìn)行規(guī)劃，并采用合理的開采技術(shù)。對此處地質(zhì)的開發(fā)價值進(jìn)行評估，以便后續(xù)工作的開展。詳細(xì)勘探即礦床勘探，主要工作如圖1所示。

圖1 金屬礦產(chǎn)勘探工作流程圖

采集數(shù)據(jù)庫是對礦體進(jìn)行鉆探和坑探，收集一系列數(shù)據(jù)樣品，對金屬礦床的質(zhì)量和特點(diǎn)進(jìn)行研究與詳細(xì)分析。計算模塊是利用所獲取的地質(zhì)測繪資料精確地計算礦產(chǎn)儲量，繪制出勘探工程剖面圖和平面圖，并進(jìn)行水文地質(zhì)勘探與研究，了解礦區(qū)的水文地質(zhì)條件和礦床開采條件。評價模塊是對金屬礦床勘探工作相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行編寫，并出具勘探報告。金屬礦床勘探階段的重要任務(wù)之一就是查明礦區(qū)范圍內(nèi)礦產(chǎn)資源的具體分布狀況、礦石成分、金屬加工性能以及礦體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀，詳細(xì)掌握礦床的水文地質(zhì)條件和開采條件，了解待開發(fā)的礦產(chǎn)資源狀態(tài)和數(shù)量，為礦山的施工建設(shè)和礦床開采提供重要理論資料。在初步勘探后，還應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)勘探。使礦產(chǎn)資源得到更加合理的開發(fā)，找礦工作全面開展，同時也為后續(xù)金屬資源開發(fā)工作提供有力保障。詳細(xì)勘探更要對金屬礦山的各方面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對相關(guān)資料的準(zhǔn)確程度要求也更高。深層地質(zhì)中，會存在一些隱藏較深的隱伏金屬礦床，不易察覺，也正因?yàn)槿绱?，需要選擇合適的物探手段，甚至需要多種物探方法聯(lián)合探測。多年來，物探方法經(jīng)歷了漫長的發(fā)展歷程，磁、電等相關(guān)技術(shù)都曾應(yīng)用其中。但由于深層地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，普遍應(yīng)用的模型參數(shù)未必能夠解譯出深部地質(zhì)現(xiàn)象，對物探工作造成了一定困擾，很容易導(dǎo)致探測結(jié)果與地質(zhì)實(shí)際情況不吻合。目前，電法與磁法都普遍應(yīng)用于地質(zhì)勘探，為應(yīng)對深部勘探的挑戰(zhàn)，技術(shù)手段和理論研究都需進(jìn)一步提高。

2 物探方法在金屬礦床中的應(yīng)用效果

物探方法在對金屬礦床的勘探過程中，有著至關(guān)重要的作用，以物理知識作為基礎(chǔ)，分析多種金屬礦產(chǎn)資源的物理性質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)探測的目的，多種物探方法雖有相似之處，但仍然存在許多不同。

2.1 激發(fā)極化法的應(yīng)用與效果

金屬礦床的勘探工作由來已久，物探方法最早出現(xiàn)于20世紀(jì)中期，通過近百年的發(fā)展，有著很大變化，延伸出各種各樣的形式。激發(fā)極化法是目前應(yīng)用較為廣泛的方法之一，運(yùn)用地質(zhì)體之間電性參數(shù)差異特征，來區(qū)分圍巖與金屬礦床。地質(zhì)中，不同的巖石與金屬礦產(chǎn)資源在受到激電作用時都會有不同的反應(yīng)，根據(jù)差異以及電阻的變化情況等數(shù)據(jù)，對地質(zhì)情況進(jìn)行分析。在激發(fā)極化法的使用過程中，電與電極之間有著相應(yīng)規(guī)律，需按照具體規(guī)定進(jìn)行了解，大致可分為三種情況，即井與地相接、地與井相接、以及井與井相接。每一個電與電極的連接方式在效果上也會有一定差別。例如井與地相接的方式中，能夠?qū)饘俚V產(chǎn)資源的生成走向進(jìn)行分析，從而確定這一地區(qū)，金屬礦床的大致范圍。地與井相接的方式，能夠?qū)σ恍╇[藏金屬礦產(chǎn)進(jìn)行尋找。井與井相互連接的方式，有利于對更深層的金屬礦床進(jìn)行探測。每一種激發(fā)極化法都有著不同的作用，在選擇時要結(jié)合具體情況與具體需要。激發(fā)極化法在應(yīng)對深部礦床硫化時測量效果更明顯，同時其在作業(yè)過程中會形成相應(yīng)的圖譜，使探測工作更加有據(jù)可依，這也是激發(fā)極化法的一大優(yōu)勢。目前來看，在眾多物探方法中，激發(fā)極化法有著重要的地位，得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 磁法測量的應(yīng)用與效果

地球中存在著強(qiáng)大的磁場，通過磁場的使用延伸出了磁法測量。磁法測量具有很多優(yōu)點(diǎn)，探測深度較大，設(shè)備輕便易于攜帶，而且它的分辨率也很高、很清楚。它攻破了一系列復(fù)雜問題，在巖石或者礦石差異比較大的前提下，還可以定量測量。在對金屬礦床進(jìn)行探測的過程中，首先要保證其完整不受破壞，井中磁法測量能夠?qū)饘俚V床產(chǎn)生一定的保護(hù)作用。對井中磁法測量進(jìn)行具體分析還可分為兩種不同的方式，即三分測量以及磁化率測量兩種。兩種方式都有著不同的作用，三分測量方式能夠判斷磁場的方向與強(qiáng)弱，對于一些隱伏金屬礦床有著較強(qiáng)的尋找能力，對探測方向有著十分重要的指導(dǎo)作用。而磁化率的測量也是運(yùn)用了取樣分析的方法，對巖石剖面的磁化程度進(jìn)行分析，計算出相應(yīng)的磁化率，再進(jìn)行整體推測。兩種磁測法都有著不同的優(yōu)勢，應(yīng)分別應(yīng)用在不同情況的地質(zhì)中。

2.3 充電法的應(yīng)用與效果

充電法主要運(yùn)用了巖石以及各種金屬礦產(chǎn)資源導(dǎo)電性不同的原理，來判斷地質(zhì)中金屬礦床的分布情況。為適應(yīng)更深層的金屬礦床開發(fā)，相關(guān)工作者對充電法的儀器功率進(jìn)行加強(qiáng)，在一些金屬礦床的探測過程中起到了重要作用。充電法測量時可根據(jù)礦山的實(shí)際工作條件，在地面或者鉆井中的不同深度上進(jìn)行，將其中一個供電電極置于鉆井中已經(jīng)揭露的礦體上，或者置于圍巖上，能夠確定礦體產(chǎn)狀。充電法具有很多優(yōu)勢，他們使用簡便、利于攜帶、使用成本低，獲得的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。

2.4 重力測量的應(yīng)用與效果

重力測量在金屬礦床探測應(yīng)用較廣，井中和地表都可以應(yīng)用。原理是根據(jù)金屬礦床與圍巖體密度分布差異導(dǎo)致重力變化（重力異常），從而確定金屬礦床分布情況。由于單個局部金屬礦床引起的重力變化與地球重力值相比很微弱，提取地下地質(zhì)體密度分布差異引起重力變化比較困難，需要靈敏度高、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的儀器。重力法主要是對密度大、超基性的成礦巖體進(jìn)行勘探，與其它物探方法結(jié)合，能夠區(qū)分金屬與非金屬成礦帶，和厘清區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，劃分構(gòu)造單元，為礦藏的追索，定位提供幫助。在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，金屬礦床埋藏較深的情況下，重力法相比其它物探手段，能夠更有效精準(zhǔn)找到礦藏。

3 結(jié)語

物探方法在金屬礦床探測中有著重要作用，能夠使探測深度、探測準(zhǔn)確度得到提高。與傳統(tǒng)探測方式相比有了很大進(jìn)步，應(yīng)用前景十分廣闊。對多種物探方法的優(yōu)勢進(jìn)行分析，以便在實(shí)際應(yīng)用中更加準(zhǔn)確。雖然我國物探技術(shù)已經(jīng)相對成熟，但仍然存在許多不足之處，相關(guān)技術(shù)工作者還應(yīng)使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對物探方法加以完善，并在金屬礦床中得到更好的應(yīng)用。