地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中綜合物化探技術(shù)應(yīng)用研究

王澤俊

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院）

近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷攀升，與礦產(chǎn)行業(yè)密切相關(guān)，隨著對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來(lái)越大，礦產(chǎn)在日復(fù)一日的開(kāi)采中逐漸變得稀缺，礦產(chǎn)價(jià)格不斷上漲，開(kāi)采難度也有所增加，礦化線索越來(lái)越難以發(fā)現(xiàn)，以往的勘查技術(shù)無(wú)法發(fā)揮良好的作用，這就需要提升礦產(chǎn)勘查技術(shù)方法、新理論的應(yīng)用。物探技術(shù)是一種行之有效的礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)，運(yùn)用物理學(xué)方法勘查土、礦、巖等介質(zhì)的熱物理性、放射性、彈性、電性、磁性及密度等相關(guān)指標(biāo)，包括重力、電磁、電法以及化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具有綜合性和系統(tǒng)性[1]。化探能夠通過(guò)系統(tǒng)性測(cè)量與評(píng)價(jià)天然物質(zhì)的化學(xué)指標(biāo)勘查資源或進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)，具體了解地球化學(xué)異常與隱伏體情況，為工程深部驗(yàn)證提供有力的地質(zhì)依據(jù)。在應(yīng)用物化探技術(shù)前，要做好基礎(chǔ)工作，地質(zhì)勘探范圍較廣，包括陸地各區(qū)域還有海洋的地質(zhì)調(diào)查，因此在勘探過(guò)程中需要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)和環(huán)境的調(diào)查。首先，勘探人員一定要嚴(yán)格遵守物化探技術(shù)探測(cè)規(guī)則，在勘察過(guò)程中，分派有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)收集；其次，為了提高勘測(cè)的準(zhǔn)確度，對(duì)勘探地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，明確地質(zhì)環(huán)境勘測(cè)地下巖石情況，確定這個(gè)區(qū)域礦石分布狀況以及地質(zhì)構(gòu)成，加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)的研究；最后，技術(shù)人員在使用物化探技術(shù)之前，模擬出這個(gè)區(qū)域地質(zhì)每一層的構(gòu)造狀況，為后續(xù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 基于物化探技術(shù)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方法

（1）勘測(cè)方法。通過(guò)物化探技術(shù)在航磁異常圖上標(biāo)注出與礦型相關(guān)的高磁異常帶，高磁異常帶由多條緊密線性排列的正負(fù)異常帶組成，獨(dú)立的異常呈現(xiàn)方式為圓形或類橢圓型，一般礦區(qū)周圍負(fù)磁場(chǎng)區(qū)平靜、寬緩，正磁場(chǎng)穩(wěn)定且局部升高。負(fù)磁場(chǎng)區(qū)平緩、寬闊能夠反映其構(gòu)造層為何種磁性巖石，當(dāng)發(fā)生局部的負(fù)磁異常正磁升高異常時(shí)，說(shuō)明該區(qū)受到含磁礦影響。在這樣的局部升高正磁異常邊部，是巖層中礦物元素活化遷移的有利部位。以此確定勘察目標(biāo)。勘查礦產(chǎn)地區(qū)的礦床分布，以及地底下平層狀礦石的分布狀況[2]，化探技術(shù)使用的測(cè)探裝置主要有三級(jí)測(cè)探裝置、對(duì)稱四級(jí)測(cè)探裝置以及偶極測(cè)探裝置等等。在對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查時(shí)，主要運(yùn)用對(duì)稱四級(jí)測(cè)探裝置對(duì)礦產(chǎn)范圍進(jìn)行探測(cè)，通過(guò)四級(jí)測(cè)探裝置，讓其沿著空氣、地下、地表等順序進(jìn)行蔓延，覆蓋整個(gè)勘查地區(qū)對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)地區(qū)的礦床分布進(jìn)行測(cè)量，裝置供電距離SN大小與地下穩(wěn)定電流的有效作用之間成正比關(guān)系。在測(cè)量礦產(chǎn)分布時(shí)，運(yùn)用物化探技術(shù)保持電極分布的對(duì)稱，增加電極SN的距離，由此來(lái)加深化探技術(shù)探測(cè)礦產(chǎn)的有效深度，獲取有礦產(chǎn)地區(qū)的礦產(chǎn)范圍信息，供勘探人員提供數(shù)據(jù)（如圖1）。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，計(jì)算巖石、礦床的具體分布和深度，用計(jì)算機(jī)技術(shù)把計(jì)算好的數(shù)據(jù)反演成圖，最終算出化探值，來(lái)了解到礦產(chǎn)分布情況，探測(cè)結(jié)果表明物化探技術(shù)中的這種探測(cè)方法能有效測(cè)出礦產(chǎn)分布范圍。

圖1 電阻率測(cè)礦床分布圖

（2）物化探異常與隱伏體的研究。物化探技術(shù)能夠在綜合物化探剖面上，判斷每個(gè)剖面激電中梯測(cè)量的視極化率強(qiáng)度和形態(tài)各不相同。靠近采礦區(qū)且地表能夠見(jiàn)到礦化現(xiàn)象，并且視極化率異常的位置，其深部礦化分散未形成局部礦化集中的高極化體;以此能夠定位隱伏礦體位置。這個(gè)過(guò)程中有許多不確定性，對(duì)收集隱伏體礦產(chǎn)數(shù)據(jù)要進(jìn)行合理分析[3]，提高化探技術(shù)的科學(xué)性和合理性。通過(guò)與物探技術(shù)測(cè)出的礦床分布結(jié)果結(jié)合，來(lái)確定隱伏體的電極效應(yīng)的電場(chǎng)排布方式。在對(duì)地下隱伏體測(cè)量時(shí)，利用人工技術(shù)進(jìn)行地下直流電激發(fā)[4]，再利用直電流給礦石充電，在放電的過(guò)程中能夠二次測(cè)量隱伏體位置（如圖2）。在測(cè)量隱伏體位置時(shí)，物化探技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)就完成了測(cè)量隱伏體位置的工作。

圖2 激發(fā)極化法測(cè)量巖體位置圖

通過(guò)圖2可以看出，在物化探技術(shù)中，測(cè)量隱伏體位置時(shí)，首先通過(guò)極距排列裝置，探測(cè)出礦石，在運(yùn)用人工技術(shù)進(jìn)行地下直電流激發(fā)，從而完成測(cè)量隱伏體位置。物化探技術(shù)可以很快的得到測(cè)量結(jié)果，在勘探中起到重要作用。

2 實(shí)驗(yàn)論證

為確保基于物化探技術(shù)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方法的有效性，設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證，采用傳統(tǒng)勘探方法預(yù)本文方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果.為保證實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)性,設(shè)定統(tǒng)一數(shù)據(jù),并規(guī)劃合理是實(shí)驗(yàn)環(huán)境,針對(duì)勘查精準(zhǔn)度進(jìn)行對(duì)比,傳統(tǒng)勘查方法沿用傳統(tǒng)的勘查方式,本勘查方法首先利用激化效應(yīng)對(duì)地面進(jìn)行放電處理觀察地下電極的放電情況,計(jì)算該地區(qū)的極化率η,計(jì)算過(guò)程如下:

公式中:T與t分別表示供電時(shí)間與測(cè)量時(shí)間;得到對(duì)應(yīng)的激化率后對(duì)照極化率分布圖,得到礦石種類情況,再使用磁化法確定其礦產(chǎn)的深度,通過(guò)實(shí)地認(rèn)證的方式進(jìn)行驗(yàn)證,最終得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,與傳統(tǒng)方法相比本文的測(cè)量精準(zhǔn)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:

圖3 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖3所示,本文設(shè)計(jì)的基于物化探技術(shù)的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查方法相比于傳統(tǒng)勘查方法,在測(cè)量精度上開(kāi)始基本相同,隨著實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加,本文方法的精準(zhǔn)度呈現(xiàn)上升趨勢(shì),但傳統(tǒng)方法平穩(wěn)在70%精度,隨著實(shí)驗(yàn)的延續(xù),本文方法平穩(wěn)在90%左右.通過(guò)上述數(shù)據(jù),可以看出本文方法具備極高的有效性。

3 結(jié)語(yǔ)

開(kāi)展礦產(chǎn)勘查工作，最大的目的是開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)，在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的過(guò)程中，物化探技術(shù)具有十分重要的意義。地質(zhì)環(huán)境不同，地質(zhì)作用也會(huì)存在差異，這會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)體擁有與眾不同的特點(diǎn)，同時(shí)，物化探技術(shù)能夠發(fā)揮良好的作用。物化探技術(shù)應(yīng)用廣泛，能有效解決勘查中遇到的問(wèn)題，能夠推進(jìn)礦產(chǎn)勘查的發(fā)展和優(yōu)化。在選擇物化探技術(shù)后，要明確勘查目標(biāo)，對(duì)其分析和總結(jié)。目前來(lái)看，經(jīng)過(guò)不斷開(kāi)采，我國(guó)礦產(chǎn)資源越來(lái)越少[5]，社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源的要求卻沒(méi)有減少，在勘查環(huán)境逐漸惡劣情況下，傳統(tǒng)的手法已經(jīng)不能更好的完成開(kāi)采工作，而物化探技術(shù)可以處理好此方面的問(wèn)題，人們可以運(yùn)用物化探技術(shù)完成勘探工作，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。