地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用及展望

趙顯志

中化地質礦山總局河南地質局 河南 鄭州 450000

一、深部尋找金屬礦的難度

在地球含有的眾多礦種中，金屬礦所占的比例及在經濟快速發展下的應用價值都相對較高。我國金屬礦具有儲量大、種類多、分布區域廣等特點，因此，綜合地球物理技術找礦有著相應廣闊空間。進入新時期國家對金屬礦的需求也越發的強烈，但是經過這么多年的應用勘探，利用地表現象進行深部找礦已經沒有太多優勢。隨著物探技術的不斷發展，儀器設備精度有了較大提高，這為深部找礦提供了技術支持。探尋深部金屬礦是一項綜合性較強的工作，因為要將探測技術、礦體成因、地層結構、化探理論等知識融合在一起。尋找金屬礦是多種學科研究的綜合利用，但是其中最重要的知識就是地球物理勘探技術的應用。想要精確的預測隱伏礦體和深部礦體，結合地質技術，物性測試，如何精準的測試探測區域物性差異，是確定物理探測技術成敗關鍵所在。

金屬礦為國民經濟的發展提供了有力支撐，由此可以看出，金屬礦在國家經濟建設中有著很高的經濟價值。最近幾年，在淺部找礦日益枯竭的環境下，深部找礦越來越受到國家重視，但深部找礦因各種因素的限制，并不是一件很容易的事。深部金屬礦的形成，是在特定地質條件形成的，地球深部的金屬礦體都存在于深部的地質構造里，探測開采深部礦體時，會把地殼內部形成平衡打破，繼而造成自然災害發生，因此，探測深部礦體是人類向大自然探尋的偉大工程。除此之外，深部找礦是多門學科共同研究的成果，比如專業性極強的鉆探及開采技術與地質應用學等，體現出了它的復雜度。但是目前，探測深部金屬礦的成功經驗在我國還比較缺乏，成熟專業性的指導規律還沒有形成。所以地球深部找礦是一項人類向大自然發起的長期性挑戰。

二、地球物理方法尋找礦的應用

(一)磁力勘探法。磁力勘探法的特點有使用范圍廣、儀器設備成熟、起步時間較早，所以技術與理論相對來說比較完善。因為不同金屬礦的磁力場不一樣才產生了磁力勘探方法，想要確定金屬礦的長度就可以采用這種方法，對發現金屬礦有著重要的作用。分析地球地質填圖及構造也可以使用此方法，因為這個方法的精確性較高。除了上述作用以外，金屬礦所在的位置深度也可以用這個方法確定，為金屬礦的尋找提供了指導與方向。

(二)重力勘探法。近些年，在金屬礦床的構造及礦體重力異常方面的分析方面，重力勘探技術做的相對出色。尋找深部隱伏礦與金屬礦可以使用重力勘探法。在700-2000米深度發現的金屬礦屬于深度金屬礦，想要發現這類金屬礦可以使用重力勘探法，可以檢測深度金屬礦的密度，從而為尋找金屬礦的時候減少了一定的難度，此方法對密度的檢測效率極高。但是，重力勘探法也有限制，比如在深山處的金屬礦，高差成像會因為地勢的因素而產生誤差。這時就需要結合其他的方法一起使用，不然不僅不能體現出重力勘探法的作用，金屬礦的尋找還會被加大難度。

(三)地震勘探法。在尋找金屬礦中的眾多方法中，發展較晚的是地震勘探法，因為地震勘探法的理論與技術到現在都還不成熟，在實際找礦的過程中很少運用此方法，也因此，還有較大的發展空間。地震勘探法的作用就是協助勘探第二深度空間的金屬礦，這是一點不可代替的優勢。此方法是運用地震波幫助尋找超大型及大型的金屬礦，現今，已經達到了2000多米深度的勘探，有利于了解關于深度礦區的位置，可以預測出隱伏礦的位置，這樣可以減少地質結構因采礦因素而遭受到破環。所以，此方法的發展潛力還是很大的。現在，正在不斷地擴大此方法的發展方向，包括在反射技術基礎上的VSP、3D、2D法，地震散射法等。

(四)激發極化法。找礦中使用最頻繁的方法就是激發極化法。此方法的技術與理論隨著科學技術的進步而不斷的完善。激電效應是此方法中最重要的一環。了解或者熟悉當地地質情況就需要用到激電效應對其進行研究及觀察。在熟悉地質情況的前提條件下，用中間梯度及四級溫納裝置開展全面掃面的工作。這樣的好處是不僅可以直觀的解釋低電阻的極化、產狀及形狀的異常形態，而且測量的范圍還比較廣泛。為了保證接地正常需要在接通電源以前注滿水在AB極的兩端，一般A、B極有1千米的距離。除了以上提到的以外，為了能盡可能的往深處勘探，AB極的供電量必須得到保證。在這個過程中電磁耦合的干擾要盡量避免，極化電位差也要減少，MN高電位也需要增強。此方法提供各層的電參數、厚度及深度，與礦區實際情況相結合，激電異常的延伸與埋藏的狀況就可以被了解到，一般激發極化法對異常點適用。

三、深度尋找礦的展望

(一)數據的處理。在探測深部金屬礦的過程中，一般使用GPS對金屬礦區進行測量跟蹤，要記錄GPS的參數數據。對于這部分的工作是非常的復雜且是人工完成，所以必須謹慎仔細，整個勘測過程會因數據的疏忽而受到很大的影響。但是科學技術的進步，人工記錄數據的工作由計算機替代。計算機記錄數據的優點是數據保存時間久并且出錯機率非常小。在野外尋找金屬礦十分困難，儀器設備使用的較多，設備在搬運時可能導致其損壞并且花費很大的物力及人力，使探測金屬礦的工作難以進行。這個問題可以通過大線的取締來解決，可以提高工作效率。

(二)儀器的發展。最近十幾年，探測金屬礦的地球物理方法因科學技術的進步其應用也在不斷的完善與發展并且尋找金屬礦也取得了很好的成績。在技術創新過程中，在地勢不一致及地形崎嶇的地方，金屬礦很難尋找。以致于尋找金屬礦使用的設備向多用化、智能化及輕便化發展。比如尋找金屬礦時使用地震勘探法的時候，整個勘探都受震源信號的影響，因此就出現了可控震源設備，此設備具有高效率、低成本、攜帶方便的特點，此設備在山區有較高的實用價值。從以上可以看出，使用什么樣的地球物理方法與測區內的地形、地質條件、地球物理特征等各種因素有關，因此，探測找礦成果的好壞與儀器的精度和地球物理技術的創新有著密不可分的關系。

四、總結

總的來說，我國的經濟發展在金屬礦的開采中可以得到快速提升，所以相關技術要不斷地加強。目前，磁力勘探法、重力勘探法、地震勘探法及激發極化法對發現金屬礦提供了很大的便利，在使用以上方法時，應結合地質情況與各個方法的特點，采用綜合物探技術與地質學，地球化學及鉆探施工技術相互結合，形成一股合力，對探測區域進行多學科研究分析，才能為物探技術在深部找礦方面提供廣闊的應用空間。