深部金屬礦產資源地球物理勘查與應用的探討

張登貴 劉倩

（1.畢節市礦產資源勘查中心，貴州畢節 551700；2畢節市夾巖水利樞紐工程建設處，貴州畢節 551700）

0 引言

我國經濟的不斷發展使得多種能源的消耗量與消耗速度增加，大幅提升了對能源的需求量。為了滿足經濟發展需求，深部金屬礦產資源勘查工作受到了重點關注。在近幾年的勘查實踐中，地球物理勘查技術發揮出重要作用，提升了深部金屬礦產資源勘查的效率效果，一定程度的緩解了我國礦產資源短缺的問題。

1 地球物理勘查技術的概述

地球物理勘查技術主要利用了具有不同物理性質（如密度，磁性、電性，彈性波傳播速度、放射性等）的巖層和煤層對地球物理場所產生的異常，以此達到尋找礦體的作用，且可以實現含煤區域的圈定以及地質構造的推斷，完成多種地質問題的解決處理[1]。在當前的地質勘察實踐中，常用的物理手段包括重力勘探、地震勘探、電法勘探、磁法勘探等。

2 地球物理勘查技術在深部金屬礦產資源勘察中的作用分析

（1）礦產結構的分析。利用地球物理勘查技術，能夠幫助相關勘探人員對地下區域的地質結構、地層厚度等進行確定，為地質起伏變化的研究提供有力支持，實現礦產結構的分析，完成對深部礦區的優化選定。為了實現高質量的地下地質起伏變化情況的確定的，需要結合現有資料與地球物理勘查技術展開勘測，明確區域內不同物理巖層的分布狀態、形態，以此選定具備明顯深部礦產資源特征的產區。

（2）深部隱藏巖石的探尋。在深部金屬礦產資源勘查實踐中，要求相關人員完成與確定巖層存在不同物理屬性巖石探測，且要保證探測結果的高度精準，以此實現對深部隱藏巖石的探尋。而使用地球物理勘查技術就能夠達到上述效果，更加之間完成礦區尋找。實踐中，依托電、磁方法可以明確深部金屬礦產資源的分布與構造，以此構建起地下分布模型[2]；結合重力方法測量數據，為三維模型的構建提供支持，最終達到明確相應區域地質構造、巖石（礦石）分布范圍等參數的效果。

（3）深部地球物理模型的模擬。受到巖漿的作用，在地殼斷裂區域普遍富含大量且種類多樣的金屬礦產資源。在相應區域的礦產資源勘查中，需要相關人員完成深部大斷裂延伸的位置與方向確定，以此確保勘查與后續開采工作的順利落實。而使用地球物理勘查技術就能夠達到上述效果，如其中包含的磁力方法與重力方法，均可以為相應區域金屬礦產資源的勘查開采提供準確的數據支持。

（4）金屬礦產資源形成原因的探查。在傳統的地下淺層金屬礦產資源開采中，提取的礦產資源普遍來源于地殼運動、地球內部物質能量交換，并非為地表的物質形成與堆積。因此，在相應區域深部金屬礦產資源的勘查時，就必須依靠地球物理勘查技術，并以此實現對資源形成原因的查明。

3 地球物理勘查技術在深部金屬礦產資源勘查中的應用實例

3.1 項目概述

某勘查區域的地勢結構為丘陵與平原，開發位置的海拔范圍為95~310m，包含的礦產資源主要為鐵質。結合實際情況，將開發區域的地形分為四層，發現第二層的鐵質含量最大，在80%以上，選定其作為本次研究的主體。第二層的長度為350m、寬度為496m、厚度為31m，存在極強的地磁異常現象。檢測發現，第二層包含的閃長巖、泥灰巖以及鐵礦石，證實此區域內存在鐵礦體。

3.2 勘查方法

3.2.1 選定儀器

本次勘查中主要使用的國外引進的接收機，其擁有多通道的探測功能，在電磁法與可控源的支持下，能夠更好的保證勘查結果的準確性。

3.2.2 勘查技術選擇

在本次勘查中，主要使用可控源音頻大地電磁法完成勘查。該方法主要利用了人工控制的場源做頻率測深，在人工場源的支持下，天然場源信號微弱的缺點得到有效克服，相對應的，數據處理的復雜程度也所有上升。為了盡可能獲取更為精準勘察結果，使用功人工場源的效果更好。

可控源音頻大地電磁法的應用原理為：依托不同種類巖石存在的差異性電導率，完成一次場電位與磁場強度變化觀測的電磁勘探方法。相比于其他勘查技術來說，可控源音頻大地電磁法的技術優勢如下：由于使用了可控性強的人工場源，因此抗干擾能力更強，能夠有效緩解地形對勘查的影響；探測的深度范圍更大，通常可以達到1~2km；橫向的分辨率更高，可以更為靈敏的確定出斷層；工作效率更高，可同時實現7個測點的勘測等。

3.2.3 布置測線

測線布置為后續勘查工作的展開提供了指導，關系著勘查工作的質量與效率。在實踐中，應當使用綜合測量方法，結合現實地質條件完成測線位置確定。其中，第一層橫向貫穿了正負異常結果最大的區域；第二層延長到異常區域結束。對兩層中布設的測點數量具體有：第一層設置41個測點；第二層設置40個測點。兩個相鄰測點之間的距離控制在40cm。

3.2.4 勘查與質量評價

本次研究中在選取第一層內的2個測點以及第二層的5個測點進行分析。為了確保結果質量，落實了相同位置、相同場源、相同時間間隔的勘查；為了達到標準要求，主要將兩次勘查之間的電阻率相對誤差穩定在5%以內。

3.2.5 數據處理

經過分析發現，在地下298m區域存在的異常高阻是造成第一層發生強烈正負異常的主要因素。同時，在第一層中，還存在較厚的低電阻區域，厚度為250m左右，結合對大電阻率性質以及巖石特性進行分析，得出該低電阻區域內主要成分為閃長巖。

結合第二層勘查中獲取的反演電阻率斷面進行分析，存在11-78號測點的下599m以內視電阻率的形態保持一致；在1-11號測點的下99m區域，也存在較高的視電阻率。在600~1100m的區域內檢測出層狀高阻體，且能夠勘測到的電阻率增長明顯的情況，由此得出，在11-21號測點區域內具備含水結構。

3.3 數據解釋

勘查中發現，在地下350m厚度區域內，存在磁強度為800×0.01A/m的圓形強磁體，直徑為400m。依托正演模擬的方法進行分析可得出，該強磁體的埋深不高，但是磁強度較大，致使相應區域的出現異常。

在地下350m厚度區域內，存在磁強度為700×0.01A/m的狹長體，長度為500m，向著偏北方向發生傾斜。依托正演模擬的方法進行分析可得出，該狹長體的埋深不高，致使相應區域的出現異常。

3.4 地球物理信息綜合處理

本次勘查中主要使用了可控源音頻大地電磁法，測線方向均為由南向北，且未發現明顯礦體。對采集的數據信息進行整理與分析，能夠得到以下勘查結果：對于第一層來說，其300m以內區域主要包含第四系的砂土、黃土以及粘土；在300~1000m區域，主要包含閃長巖、具一定量片麻巖的混合片麻巖；推測鐵礦石存在于閃長巖的右下方區域。對于第二層來說，其300m以內區域主要包含第四系的砂土、黃土以及粘土；在300~900m區域，主要包含皇崗巖、片麻巖；在900m以下的區域，主要包含閃長巖；推測鐵礦石存在于靠近閃長巖的區域。在800m處勘查到了鐵礦體，證實了在深部金屬礦產資源中應用地球物理勘察技術的高度可行。

4 總結

綜上所述，地球物理勘查技術在深部金屬礦產資源勘察中有著極高的應用價值，特別是可控源音頻大地電磁法，其應用優勢更強。在實踐中發現，依托地球物理勘查技術展開深部金屬礦產資源勘查所得到的結果準確性更高，該技術的分辨率也更好，且具有極高的可行性，值得重點應用與推廣。