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，我國國土面積很寬廣，在我國土地資源地層深處填埋著豐富的金屬礦資源。伴隨著對金屬礦資源的利用，我國社會市場經(jīng)濟(jì)增長速度迅猛起來。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深技術(shù)進(jìn)行深部金屬礦產(chǎn)的勘查

當(dāng)前我國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所的信號微弱問題，而且其輸出的電磁波質(zhì)量也非常高。對電源性電磁波進(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一點(diǎn)都不弱。最近幾年，我國著名物理學(xué)教授張國鴻，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，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深技術(shù)進(jìn)行深部金屬礦產(chǎn)的勘查

音頻大地電磁測深法的電磁波原理，和大地電磁測深法原理大致相同。因?yàn)椋罢叩碾姶挪ㄔ硎窃诤笳呋A(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)延伸得來的。另外，音頻大地電磁測深法和大地電磁測深法，均在上個世紀(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，音頻大地電磁測深法具有很多明顯特征，這些特征對我國礦產(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作用的。第一，由于音頻大地電磁測深法利用的電源磁場是天然磁場，因此其在進(jìn)行勘查作業(yè)是不會被外界場力因素所干擾。第二，音頻大地電磁測深法的輔助設(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。我國在金屬礦資源勘查方面的負(fù)責(zé)人王玉敏，就曾在我國山東蒼山宋樓地區(qū)，利用音頻大地電磁測深法進(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深法，在我國永豐縣中村進(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。早在上個世紀(jì)中期，我國就進(jìn)行了第一次重力勘探技術(shù)使用。之后經(jīng)過三十年的時間，于上個世紀(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，我國在金屬礦資源勘查方面，其探測能力水平更高的。我國現(xiàn)代社會中的重力勘探技術(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)，對我國地表深層重力失常情況出現(xiàn)的原因做出解釋。并且，對于地勢地形情況異常復(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，我們在進(jìn)行金屬礦資源實(shí)際勘查工作時，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)對其進(jìn)行輔助勘查。

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

隨著我國科技水平的不斷發(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，我國在地震勘探儀器軟件升級方面的更新速度也變得很快，這導(dǎo)致我國在地震資料的搜集方面表現(xiàn)出集中發(fā)展的趨勢。

我國所采用的地震勘探技術(shù)，涉及到對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)氐哪骋慌璧兀玫卣鹂碧郊夹g(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，對于地表深層勘查任務(wù)的完成具有一定的推動作用。

因?yàn)椋C合物探技術(shù)進(jìn)行金屬礦資源勘查工作時，“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，我國已經(jīng)針對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，我國有關(guān)部門在進(jìn)行金屬礦資源的實(shí)際勘查工作時，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)椋热糁粦?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有一些誤差。而利用多種金屬礦資源勘查技術(shù)，對于勘查得出的結(jié)果可以進(jìn)行對比，以確保勘查出金屬礦資源填埋數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。