電法勘探在金屬礦產勘查中的應用分析

李富強，魏向前

（天津華北地質勘查局核工業二四七大隊，天津 300801）

電法勘探技術即多種物理勘探技術總稱，電法勘探以地下巖土、金屬礦產的電性差異、電磁學性質為勘探基礎，對天然電場、人工電場、電化學場或電磁場的空間分布特性和分布規律進行觀測及研究，是我國金屬礦產資源探測的一種最常用、最重要的物探方法。電法勘探的適用性極高，因為在勘探過程中，電極布設能夠一次性完成，大大減少因布設電極而帶來的干擾和故障。電法勘探可以采用多種電極排列布置方式，能夠有效的對金屬礦產進行測量從而獲得礦質信息以及金屬礦產所處位置的地面結構特征。在野外進行金屬礦產勘探時，手工勘探容易受到天氣影響而產生錯誤，電法勘探采用自動化技術實現數據采集，不僅采集數據速度快，而且準確率高，及其適用于勘探地理情況復雜的金屬礦。

1 電法勘探在金屬礦產勘查過程中的應用

應用電法勘探技術可以勘查地下水資源與能源，勘查金屬礦產以及非金屬礦產，為尋找金屬礦提供最有力的幫助。除此之外，電法勘探技術還可以解決傳統勘探技術無法解決的深部地質勘探問題[1]。最近幾年電法勘探技術在金屬礦產勘查中取得不錯的成績。

電法勘探技術利用金屬礦產的電性差異、電磁學性質，在地面排列電極，在開啟或切斷電源的瞬間，測量電極的變化，可收集附加在金屬礦產上的電場。在無法接觸的地質層，電法勘探技術利用瞬變電磁法來對金屬礦產進行勘探，每隔一段時間發送一次磁場。在發送磁場的間歇時間，測量金屬礦產生的感應的電磁場，根據反饋的曲線特征來判斷金屬礦的深度，以及不同深度金屬礦的電性特征、電磁學性質。在干擾性強的金屬礦區，電法勘探技術利用CSAMT法，來完成勘探作業。CSAMT法改變電法勘探技術發射的頻率，可以一次性發射7種不同頻率的電磁波，從而在同一時間實現對金屬礦層的分層勘探，大大減小干擾因素帶來的影響[2]。

電法勘探技術具有分別率高、勘探深度深、影響因素少等優點。但是在利用電法勘探對金屬礦產進行勘探時，勘探人員必須綜合考慮地質、環境以及氣候等多種因素。并且注意可能導致勘探結果異常的地質體，例如，雌黃鐵礦、磁鐵礦等礦石常常隱藏在巖石層中，會引起磁場異常，對勘探造成影響，從而獲得異常勘探數據[3]。只有科學、合理地利用電法勘探技術，才能提高金屬礦勘查效率。

2 電法勘探在金屬礦產勘查地貌地質分析中的應用

應用電法勘探技術不但可以勘查地下水資源與能源，勘查金屬礦產以及非金屬礦產，還可以分析地形地貌的地質特征。大多數電法勘探的工作區都是多種金屬同時存在的礦化集成區，以新疆地區為例，該地區主要富集金、銀、銅多金屬礦產，應用電法勘探技術可以分析該地區的地質特征形成原因。

應用電法勘探技術將勘探標本布滿整個礦區，并對地理位置異常的區域使用特殊勘探標本。根據現有地質資料顯示，該地區地質中含有石英脈巖、閃長玢巖、經血凝灰巖、安山玢巖、花崗巖以及霏細斑巖，其中石英脈巖、閃長玢巖、經血凝灰巖電阻率較高、極化率較高，安山玢巖、花崗巖以及霏細斑巖電阻率較低，極化率較低。這六種巖石分為兩類，一類是高阻高極化巖石，一種是低阻低極化巖石。高阻高極化巖石為中性巖石，平均電阻率在200Ω.m以上，平均極化率在1.5%以上。低阻低極化巖石為酸性巖，平均電阻率在200Ω.m以下，平均極化率在1.5%以下。并且在不同地段中，同一巖石的電性也有可能不同，這是由于圍巖蝕變、礦化以及斷裂帶破碎所引起的。因此從電法勘探的結果中，根據巖石電性可以推斷地質特征形成的原因。

表1 勘探結果進行統計匯總

應用電法勘探技術對該地區進行實際勘探，并將勘探結果進行統計匯總，統計匯總結果如表1所示。在統計匯總的數據中，石英脈巖、閃長玢巖、經血凝灰巖的電阻率變化幅度較大，極化率變化幅度較小。安山玢巖、花崗巖以及霏細斑巖的電阻率變化幅度以及極化率變化幅度均較小。根據勘探的結果顯示，閃長玢巖的電阻率最高，常見電阻率為672Ω.m，霏細斑巖的電阻率最低，常見電阻率為90Ω.m。石英脈巖的極化率最高，最大極化率為6.27%，霏細斑巖的極化率最低，常見極化率為0.85%。因此可斷定石英脈巖、閃長玢巖、經血凝灰巖為中性巖石，所在地質特征的形成依賴于斷裂帶破碎。安山玢巖、花崗巖以及霏細斑巖為酸性巖，所在地質特征的形成依賴于斷裂帶破碎圍巖蝕變、礦化。事實證明電法勘探在金屬礦產勘查中還有地質分析的作用，并且分析的準確率較高。

3 電法勘探在金屬礦產勘查數據分析中的應用

應用電法勘探對件數礦產進行勘探后，會獲得有關金屬礦產以及其所在地質層的數據信息。利用電法勘探技術能夠對所收集的數據進行處理，還可以對異常數據進行解釋、推斷產生的原因。勘探人員在對數據進行處理時，要重視采集到的數據的真實性、可靠性。首先要遵循電法勘探的原理，預測該電法勘探可能產生的數據結果，并且認知單一電法勘探技術的局限性、異常特征與異常強度。然后綜合利用多種電法勘探技術對采集到的數據進行核對。電法勘探技術可以對采集到的數據進行1D、2D、3D處理，進行1D數據處理是電法勘探的最基本、最常見的技術手段。1D數據處理法能夠將采集到的收據以重疊回線、中心回線、偏移距回線等形式展現出來，如圖1所示。

應用1D處理的數據都是形狀為水平狀的金屬礦物的勘探數據，應用2D的數據技術，處理掩藏在地下非水平狀礦物的數據。2D數據技術通過建立有限元網絡模型以及有限差分網絡模型，進行正反數據擬合。通過2D數據處理以后，能獲得與地質圖幾乎吻合并且圖像清晰的金屬礦斷裂層示意圖。2D數據處理方法是可靠有效的，對金屬礦產中的異常體分辨率極高。3D數據處理技術就是將進行2D數據處理后進行可視化處理，使得金屬礦產、基巖面分界更加清晰。

圖1 1D數據處理示意圖

在對采集到的異常數據進行解釋以及推斷產生的原因時，也要遵循電法勘探的原理。一般情況下，首先要根據電法勘探的原理劃分異常數據，對異常數據進行判定；然后，對異常數據進行分類，逐類、逐個解釋以及推斷產生的原因。其次根據電法勘探技術對金屬礦產的大體特征信息以及礦區特征信息進行驗證。

最后利用多種電法勘探技術收集更多的金屬礦產數據，避免單一電法勘探技術的局限性、異常特征與異常強度，從而對異常數據的產生原因給出最貼合實際的解釋。以物理、數學方面理論知識為基礎，結合地質調查資料，也就是結合地質物理平面與剖面空間分布特點，來分析和推斷可能影響金屬礦會產生異常數據的物理因素。

4 結語

我國科學技術、社會經濟正在高速發展，對金屬礦產的需求也在不斷提升，只有對金屬礦進行深度的勘查，然后進行開采冶煉，才能滿足社會發展的需求。然而，傳統的勘探技術已經無法勘探位置較深、地形復雜的金屬礦，只有有科學、合理地利用電法勘探技術，才能充分發揮電法勘探的作用與優勢，完成情況復雜金屬礦的勘查任務，并對金屬礦進行二次保護。