淺析物探在深部金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用

桑 建

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊(duì)，新疆 維吾爾 830011）

在人類社會(huì)生活中，有一種重要的物質(zhì)。該物質(zhì)為人類維持和諧，穩(wěn)定的生活狀態(tài)奠定了基礎(chǔ)，這種重要物質(zhì)就是“金屬礦資源”。眾所周知，我國(guó)國(guó)土面積很寬廣，在我國(guó)土地資源地層深處填埋著豐富的金屬礦資源。伴隨著對(duì)金屬礦資源的利用，我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度迅猛起來。技術(shù)人員不斷開發(fā)和利用新的物探技術(shù)，來進(jìn)行金屬礦資源的發(fā)現(xiàn)和開采工作。接下來，筆者將介紹我國(guó)在地表深層金屬礦資源的開發(fā)方面，應(yīng)用了哪些可靠的物探技術(shù)與手段[1-3]。

1 對(duì)電磁法勘探技術(shù)在深部金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析

1.1 利用可控源音頻大地電磁測(cè)深技術(shù)進(jìn)行深部金屬礦產(chǎn)的勘查

當(dāng)前我國(guó)在地表深層金屬礦資源勘查方面，最常利用的是可控源音頻大地電磁測(cè)深法。這種電磁法勘探技術(shù)，是由加拿大籍物理教授Strangway，以及多倫多大學(xué)的碩士Goldstein共同發(fā)現(xiàn)和提出的。他們二人最先利用人工手段，進(jìn)行電源性電磁波的發(fā)射。這種電源性電磁波不僅可以改善地球天然電磁波場(chǎng)所的信號(hào)微弱問題，而且其輸出的電磁波質(zhì)量也非常高。對(duì)電源性電磁波進(jìn)行重復(fù)性使用，可用來勘探地表深層的金屬礦資源。并且電源性電磁波的工作原理，可以被用來解釋地球深部構(gòu)造，剖析層面的分辨率問題和信號(hào)改善問題。除此之外，利用人工手段發(fā)射的電源性電磁波，其電波頻率和電波信號(hào)一點(diǎn)都不弱。最近幾年，我國(guó)著名物理學(xué)教授張國(guó)鴻，也在電磁波技術(shù)干預(yù)金屬礦資源勘查方面，不斷進(jìn)行深入研究。張國(guó)鴻教授的研究結(jié)果表明：控源音頻大地電磁法能夠勘查的地表深層可達(dá)一千多米。另外，在實(shí)際進(jìn)行金屬礦資源勘查工作時(shí)，需要利用輔助技術(shù)：地球深部構(gòu)造表面鉆孔技術(shù)。

1.2 利用音頻大地電磁測(cè)深技術(shù)進(jìn)行深部金屬礦產(chǎn)的勘查

音頻大地電磁測(cè)深法的電磁波原理，和大地電磁測(cè)深法原理大致相同。因?yàn)?，前者的電磁波原理是在后者基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)延伸得來的。另外，音頻大地電磁測(cè)深法和大地電磁測(cè)深法，均在上個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)被開發(fā)出來，并且在金屬礦資源勘查方面廣泛應(yīng)用。其中，音頻大地電磁測(cè)深法具有很多明顯特征，這些特征對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)部門進(jìn)行金屬礦資源勘查和開采工作是有很多推動(dòng)作用的。第一，由于音頻大地電磁測(cè)深法利用的電源磁場(chǎng)是天然磁場(chǎng)，因此其在進(jìn)行勘查作業(yè)是不會(huì)被外界場(chǎng)力因素所干擾。第二，音頻大地電磁測(cè)深法的輔助設(shè)備重量很輕，因此無論哪種地形、哪種氣候，均可適用。第三，音頻大地電磁測(cè)深法可進(jìn)行的金屬礦資源勘查范圍高達(dá)幾千米深度。我國(guó)在金屬礦資源勘查方面的負(fù)責(zé)人王玉敏，就曾在我國(guó)山東蒼山宋樓地區(qū)，利用音頻大地電磁測(cè)深法進(jìn)行金屬礦資源填埋部位的確立。并且，還曾與胡龍華等人進(jìn)行勘查任務(wù)合作。利用音頻大地電磁測(cè)深法，在我國(guó)永豐縣中村進(jìn)行鎢金屬資源的礦區(qū)位置確立工作[4]。

2 對(duì)重力勘探技術(shù)在深部金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析

利用重力勘探技術(shù)進(jìn)行地表深層的金屬礦資源勘查，其主要是利用地層深處分布密度狀況導(dǎo)致的重力失常情況，來進(jìn)行金屬礦資源的填埋部位確立。通過對(duì)重力失常情況進(jìn)行分析，以判斷出地球深層的哪些部位含有金屬礦資源。早在上個(gè)世紀(jì)中期，我國(guó)就進(jìn)行了第一次重力勘探技術(shù)使用。之后經(jīng)過三十年的時(shí)間，于上個(gè)世紀(jì)末期又進(jìn)行重力勘探技術(shù)的二次使用。與第一次重力勘探技術(shù)使用相比，這次重力失常情況的確定提升了十幾倍的精準(zhǔn)度，我國(guó)在金屬礦資源勘查方面，其探測(cè)能力水平更高的。我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)中的重力勘探技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)三維處理模式。即利用三維重力處理技術(shù)、三維可視化演練技術(shù)、以及三維重力綜合地質(zhì)分析技術(shù)，對(duì)我國(guó)地表深層重力失常情況出現(xiàn)的原因做出解釋。并且，對(duì)于地勢(shì)地形情況異常復(fù)雜的地區(qū)而言，三維處理模式的重力勘查技術(shù)具有更實(shí)際的應(yīng)用效果。但是，我們?cè)谶M(jìn)行金屬礦資源實(shí)際勘查工作時(shí)，并不單獨(dú)使用重力勘查技術(shù)，而是利用其他物探技術(shù)對(duì)其進(jìn)行輔助勘查。

3 對(duì)地震勘探技術(shù)在深部金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析

地震勘探技術(shù)在我國(guó)的金屬礦資源勘查工作進(jìn)行方面，也被廣泛應(yīng)用。因?yàn)?，利用地震勘探技術(shù)可以對(duì)地表深層結(jié)構(gòu)，或者是某些物質(zhì)的彈性、密度進(jìn)行勘查。之后通過對(duì)它們的差異性進(jìn)行對(duì)比，從而激發(fā)地層發(fā)生電波震動(dòng)。一旦地震波發(fā)生響應(yīng)，地表巖層部分就會(huì)發(fā)生狀態(tài)變化。

隨著我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步，許多具備超高分辨率的地震勘探儀器裝備被開發(fā)出來。另外，我國(guó)在地震勘探儀器軟件升級(jí)方面的更新速度也變得很快，這導(dǎo)致我國(guó)在地震資料的搜集方面表現(xiàn)出集中發(fā)展的趨勢(shì)。

我國(guó)所采用的地震勘探技術(shù)，涉及到對(duì)物理反射波和物理折射波的應(yīng)用。南非物理學(xué)家Pretorius在當(dāng)?shù)氐哪骋慌璧?，利用地震勘探技術(shù)中的物理反射波狀態(tài)，最終確定金屬礦資源的空間深度為：地表深層三千米左右范圍內(nèi)。除此之外，加拿大物理學(xué)者White，以及他的團(tuán)隊(duì)，利用地震勘探技術(shù)探測(cè)出在地球底層太古宙基底下蘊(yùn)含著豐富的金屬礦資源。

4 對(duì)綜合物探技術(shù)在深部金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析

所謂的“綜合物探技術(shù)”，即利用多種金屬礦資源勘查方法共同進(jìn)行地表深層勘查作業(yè)。這種金屬礦資源勘查方法，對(duì)于地表深層勘查任務(wù)的完成具有一定的推動(dòng)作用。

因?yàn)?，綜合物探技術(shù)進(jìn)行金屬礦資源勘查工作時(shí)，“既經(jīng)濟(jì)，又方便”，能夠快速完成地表深層勘查工作任務(wù)。另外，聯(lián)合使用兩種，或者兩種以上的金屬礦資源勘查技術(shù)，對(duì)于地表深層勘查結(jié)果方面，可以起到相互佐證的作用。并且，通過這種方式可以提高金屬礦資源勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性。

我國(guó)物理學(xué)家徐忠平教授，早就在新疆地區(qū)羅布泊一帶，利用綜合物探技術(shù)進(jìn)行地表深層礦區(qū)構(gòu)造特征的核查。在該項(xiàng)目中，徐忠平教授利用到的物探技術(shù)為：以地球剖面進(jìn)行分辨和反射，利用重力因素進(jìn)行金屬礦資源深度勘探工作。

除此之外，徐忠平教授還針對(duì)金屬礦資源填埋的具體位置，進(jìn)行了區(qū)域性劃分工作。在這一前提之下，又利用瞬變電磁法進(jìn)行勘探應(yīng)用，同時(shí)輔助鉆孔技術(shù)的使用，最終推斷出金屬礦資源的具體位置。該地區(qū)地表深層六百米到一千米的范圍內(nèi)填埋有金屬礦資源。

5 結(jié)束語

綜上所述，截至目前為止，我國(guó)已經(jīng)針對(duì)不同類型的地表深層金屬礦資源填埋狀態(tài)，開發(fā)出不同的金屬礦資源勘查技術(shù)。但是，我國(guó)有關(guān)部門在進(jìn)行金屬礦資源的實(shí)際勘查工作時(shí)，依舊使用多種勘查技術(shù)，來綜合利用進(jìn)行物探任務(wù)的進(jìn)行。

因?yàn)?，倘若只?yīng)用一種金屬礦資源勘查技術(shù)，這樣得來的金屬礦資源含量和填埋深度或多或少都會(huì)有一些誤差。而利用多種金屬礦資源勘查技術(shù)，對(duì)于勘查得出的結(jié)果可以進(jìn)行對(duì)比，以確?？辈槌鼋饘俚V資源填埋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。