礦產(chǎn)資源調(diào)查的物探方法研究

宋勝

摘要：中國正處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向的關(guān)鍵時(shí)期，礦產(chǎn)資源行業(yè)是現(xiàn)階段非常重要的支柱性產(chǎn)業(yè)，因此，加強(qiáng)礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用具有現(xiàn)實(shí)意義。在這樣的情況下，本文針對礦產(chǎn)資源調(diào)查的物探方法進(jìn)行詳細(xì)的分析，在簡單了解物探技術(shù)的基本內(nèi)容和具體原則后，深入分析物探方法的應(yīng)用要求以及具體的應(yīng)用情況，并且結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)一步分析物探方法在地質(zhì)找礦與資源勘查的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：礦產(chǎn)資源；地質(zhì)勘查；物探方法；地質(zhì)找礦

1.引言

能源是一個(gè)國家發(fā)展過程中的重要內(nèi)容，中國在開發(fā)礦產(chǎn)資源的過程中，經(jīng)常會遇到各類問題，導(dǎo)致開發(fā)出現(xiàn)異常。利用物探技術(shù)可以從根本上避免這類問題，同時(shí)還能夠有效降低地質(zhì)災(zāi)害對開采過程的影響。新時(shí)期，在礦山開發(fā)、地質(zhì)找礦、資源勘查的過程中，要積極采用物探技術(shù)這種現(xiàn)代科技的手段，以此保證開采效率，提高開采安全性，降低地質(zhì)災(zāi)害的影響。

2.物探技術(shù)的基本內(nèi)容與原則

物探技術(shù)也可以被稱為地球物理勘探技術(shù)，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種地質(zhì)勘探技術(shù)。現(xiàn)階段市面上較為常見的物探技術(shù)有四種，分別為：電法勘探技術(shù)、磁力勘探技術(shù)、重力勘探技術(shù)、地震勘探技術(shù)，不同的物探技術(shù)應(yīng)用的場合不同，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體分析。中國作為地質(zhì)礦物大國，積極開展礦產(chǎn)資源調(diào)查，可以有效解決國家當(dāng)前存在的能源稀缺問題，同時(shí)也能夠帶動和能源有關(guān)的其他行業(yè)得到真正的發(fā)展。礦產(chǎn)資源調(diào)查的過程中，必須要充分認(rèn)識到礦物質(zhì)本身的獨(dú)特物理特性，這些特性可以通過不同的工具進(jìn)行檢查，通過相應(yīng)的勘探儀器，就能夠顯示出具體情況，為后期的研究工作奠定良好的基礎(chǔ)。

在應(yīng)用物探技術(shù)時(shí)，需要嚴(yán)格遵守以下幾個(gè)原則：

第一，已知指導(dǎo)未知原則。使用物探技術(shù)的先決條件就是要擁有目標(biāo)地質(zhì)體，勘探人員必須要有效應(yīng)用地質(zhì)材料，按照具體的科學(xué)依據(jù)，嚴(yán)格選擇所以使用的技術(shù)參數(shù)，以此保證構(gòu)建形成的物理模型科學(xué)合理。也就是說，在應(yīng)用物探技術(shù)時(shí)，所有的推理和推斷，都要有一定的依照。

第二，綜合大信息量原則。不同的地質(zhì)體之間有著較大的物理差別，必須要綜合多方面信息進(jìn)行判斷，因此在進(jìn)行礦產(chǎn)資源調(diào)查時(shí)，使用不同的物探技術(shù)進(jìn)行參數(shù)獲取，以此保證結(jié)果科學(xué)有效。

第三，優(yōu)化組合原則。一個(gè)區(qū)域內(nèi)可能含有多種地質(zhì)體和圍巖介質(zhì)，所以要充分考慮到經(jīng)濟(jì)成本、實(shí)際情況等方面，對選擇的物探技術(shù)方法進(jìn)行優(yōu)化組合，以此可以進(jìn)一步提高物探結(jié)構(gòu)的科學(xué)性。

3.基于科學(xué)合理性的物探技術(shù)應(yīng)用要求

礦產(chǎn)資源調(diào)查的過程中，不僅要遵守有關(guān)原則，還要滿足相應(yīng)的要求，才能夠應(yīng)用物探技術(shù)，從而切實(shí)保證物探技術(shù)的科學(xué)合理性，以及結(jié)果的可參考性。

首先，在勘探工作開展前，要確定勘探區(qū)域。第一，勘探地區(qū)的資源要符合工業(yè)布局和要求；第二，勘探地區(qū)的資源要符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，符合市場發(fā)展。最后，勘探地區(qū)的資源開采工作都要做到效益最大化，以此保證物探技術(shù)應(yīng)用在礦產(chǎn)資源調(diào)查時(shí)，可以充分發(fā)揮出自身作用。

其次，在應(yīng)用物探技術(shù)時(shí)，要綜合優(yōu)化組合。由上可知，優(yōu)化組合是物探技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中的主要應(yīng)用原則，因此，礦產(chǎn)資源調(diào)查時(shí)應(yīng)用物探技術(shù)需要結(jié)合礦產(chǎn)資源的物理特性，包括：磁性、密度、放射性等。此外，還有一些特別的物理特性，會對勘探工作造成影響，因此工作人員要熟悉掌握物理特性和圍巖之間存在的差別，并且對結(jié)合外界因素，如：地形、儀器等。在一定情況下，還可以使用多種物探技術(shù)，提高工作準(zhǔn)確性，讓工作人員更好的判斷礦產(chǎn)資源情況。

最后，在應(yīng)用物探技術(shù)時(shí)，要明確勘探目標(biāo)。礦產(chǎn)資源調(diào)查時(shí)應(yīng)用物探技術(shù)的主要目的在于探尋地質(zhì)中存在的礦產(chǎn)資源，主要工作內(nèi)容在于礦產(chǎn)資源儲量、賦存情況。在實(shí)際應(yīng)用過程中，利用物探技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)信息主要反應(yīng)的是地下礦產(chǎn)情況，因此在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還要對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行后續(xù)分析。這也就需要工作人員在勘探過程中，必須要嚴(yán)謹(jǐn)精神、仔細(xì)小心，保證勘探技術(shù)得到的結(jié)果科學(xué)合理。

4.物探技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查中的具體應(yīng)用

4.1電法勘探技術(shù)

巖石、礦體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電性質(zhì)都存在一定的差異，而在進(jìn)行礦產(chǎn)資源調(diào)查的過程中，主要調(diào)查對象為地殼，巖石礦體正是其重要組成部分。利用電法勘探技術(shù)可以收集電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電性質(zhì)等參數(shù)，結(jié)合參數(shù)的特征、規(guī)律，進(jìn)一步判斷巖石礦體的大小、形狀、位置、埋深等情況。比如：利用電法勘探技術(shù)可以得到不同地下地層的電阻率，根據(jù)電阻率就可以確定地質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可以分析判斷礦石的類型和大小。除了礦產(chǎn)資源調(diào)查，電法勘探技術(shù)還可以應(yīng)用在油氣田、金屬、非金屬礦物等方面的調(diào)查活動中。但需要注意的是，這種物探方非常容易受到地形和外部電磁場的感染，同時(shí)也會受到一定的應(yīng)用限制，必須要結(jié)合實(shí)際情況具體選擇。電法勘探技術(shù)一共有18條長度，總長度為21.88m，擁有946個(gè)工作點(diǎn)，在實(shí)際勘探過程中，一旦出現(xiàn)磁異常，就可以立即顯示在儀器上，從而快速找到礦體，在進(jìn)行深部找礦時(shí)，效果較優(yōu)。

4.2磁力勘探技術(shù)

巖石、礦產(chǎn)資源中擁有不同的磁性，在地質(zhì)環(huán)境中都會產(chǎn)生不同的磁場，磁力勘探就是利用這一特點(diǎn)展開的磁測量技術(shù)。在勘探過程中，磁平衡、質(zhì)子進(jìn)動磁力計(jì)、磁通門磁力計(jì)等數(shù)據(jù)都可以用來判斷、分析相關(guān)位置的磁性，并且可以準(zhǔn)確得到局部磁礦體。現(xiàn)如今，磁力勘探技術(shù)是物探技術(shù)中較為成熟的一種，得到了廣泛應(yīng)用，尤其是金屬類礦產(chǎn)資源的調(diào)查分析[1]。

4.3重力勘探技術(shù)

重力勘探技術(shù)顧名思義就是利用萬有引力定律而開展的礦產(chǎn)資源調(diào)查的方法，不同密度值會引起重力加速度差異，利用這一差異值就可以判斷地下沉積巖、斷層、地層等內(nèi)容。在實(shí)際應(yīng)用過程中，重力參數(shù)可以確定地面、定位礦體。比如：某地區(qū)的工作人員在調(diào)查礦體資源，就利用了重力勘探技術(shù)，來判斷礦石之間的間距，進(jìn)而應(yīng)用力學(xué)原理進(jìn)行預(yù)測，得到了礦產(chǎn)資源所在的具體位置。

4.4地震勘探技術(shù)

地震勘探技術(shù)是近幾年來發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù)，通過人工地震波、剪切波、壓縮波來獲取地下地層中的數(shù)據(jù)，并且確定地下礦產(chǎn)資源的具體存儲量和位置數(shù)據(jù)。地震波在不同地下地層之間傳播，會形成大量的反射和折射波，利用特殊工具進(jìn)行收集，然后對波形進(jìn)行綜合分析。現(xiàn)階段，已經(jīng)根據(jù)過往地下材料建立形成相應(yīng)的分析模型，利用這一模型可以具體判斷波浪和折射波的反射時(shí)間以及振動形態(tài)，從而推斷出地下礦物的存儲位置、存儲量、礦山位置。

5.案例分析

5.1物探方法技術(shù)的選擇

為了進(jìn)一步驗(yàn)證物探技術(shù)在礦產(chǎn)資源調(diào)查過程中具體的應(yīng)用情況，本文以西藏自治區(qū)林芝市察隅縣礦區(qū)展開的礦產(chǎn)資源調(diào)查工作為例，詳細(xì)分析當(dāng)?shù)貞?yīng)用的物探技術(shù)。根據(jù)過往數(shù)據(jù)資料顯示，當(dāng)?shù)卦谔綔y礦產(chǎn)資源的過程中，主要應(yīng)用高密度電法、高精度重力法、反射波地震勘探法以及可控源音頻大地電磁法，不同物探技術(shù)負(fù)責(zé)的內(nèi)容不同，其中高密度電法負(fù)責(zé)的是尋找隱伏構(gòu)造斷裂帶，高精度重力法負(fù)責(zé)的是成礦區(qū)域，反射波地震勘探法以及可控源音頻大地電磁法分別負(fù)責(zé)的是礦山地質(zhì)災(zāi)害和水災(zāi)害。當(dāng)?shù)剡^往地質(zhì)勘探過程中，不僅采用了物探技術(shù)，還采用了鉆探、探井等技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中大部分情況下，只選擇一種探測方法，因此本文創(chuàng)新采用了高密度電法測量和反射波地震勘探法兩種方式，通過優(yōu)化組合，進(jìn)一步明確當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源的具體位置，并且有效避免地質(zhì)災(zāi)害[2]。

5.2確定隱伏構(gòu)造斷裂帶

在確定了物探技術(shù)方法后，就可以開始礦產(chǎn)資源的調(diào)查工作。考慮到該地區(qū)的實(shí)際情況，要通過隱伏構(gòu)造斷裂帶情況來確定礦產(chǎn)資源。在確定隱伏構(gòu)造斷裂帶時(shí)，采用的是電法勘探技術(shù)，這種技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，可以對不同地層進(jìn)行確認(rèn)，通過電阻參數(shù)差異可以更加清晰明確的確認(rèn)斷裂帶位置。但在實(shí)際勘察過程中，遇到了以下三個(gè)難點(diǎn)，分別為：水文地質(zhì)勘察的評價(jià)不完善、地下水水位變化數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、勘察數(shù)據(jù)和實(shí)際情況存在較大偏差。為了全面解決這三個(gè)問題，當(dāng)?shù)夭捎昧烁呙芏入姺y量系統(tǒng)進(jìn)行操作，結(jié)合相應(yīng)的應(yīng)用原則，將當(dāng)?shù)氐暮V破碎帶以及主要地層的巖石電阻率相對檢測結(jié)果作為地質(zhì)和地球物理解釋的依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)物探技術(shù)獲得的高密度反演斷面圖（圖1），結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)區(qū)域特征，就可以得到具體的礦體賦存部位。需要注意的是，在分析具體特征數(shù)據(jù)時(shí)，要充分考慮到鉆探和硐探情況，對物探技術(shù)結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，以此保證結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。這種將水文地質(zhì)探測法和高密度電阻率法（圖2）結(jié)合的方式，可以準(zhǔn)確得到礦山工程中富含的水分分布情況，為地質(zhì)災(zāi)害的防治提供必要數(shù)據(jù)支持。除此之外，在實(shí)際應(yīng)用相關(guān)物探技術(shù)和設(shè)備過程中，還要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探測，從而最大程度保證勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。以西藏自治區(qū)林芝市察隅縣礦區(qū)展開的礦產(chǎn)資源調(diào)查工作為例，采用了高密度電阻率法進(jìn)行勘察，考慮到該地區(qū)氣候獨(dú)特而且復(fù)雜多樣，先后開展了兩次勘察工作，從而對礦山下部深層次中蘊(yùn)含的水分和潛水進(jìn)行分析，為后續(xù)的開采工作奠定基礎(chǔ)，確保地下繪制結(jié)果的精確性。

5.3確定具體的成礦區(qū)域

在確定了隱伏構(gòu)造斷裂帶后，還要確定具體的成礦區(qū)域。現(xiàn)階段，該地區(qū)的地下礦產(chǎn)資源開采還具有一定的不確定性，確定成礦區(qū)域可以讓該地區(qū)的礦產(chǎn)資源開采工作更加合理，降低地質(zhì)災(zāi)害、水災(zāi)害對開采工作的影響，提高地下開采過程中的經(jīng)濟(jì)效益[4]。比如：利用物探技術(shù)結(jié)合地球化學(xué)理論就能對成礦區(qū)域進(jìn)行確定，該地區(qū)主要采用的是地震物探技術(shù)，利用反射波、折射波法進(jìn)行探測，確定地下反射面和具體構(gòu)造（圖3）。地震勘探的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)高于普通的檢測方法，而且利用這一技術(shù)能夠準(zhǔn)確得到巖層中的圖像，在隱伏構(gòu)造、空洞、礦物資源等方面的調(diào)查中具有極大的優(yōu)勢。該地區(qū)不僅應(yīng)用物探技術(shù)進(jìn)行了礦產(chǎn)資源考察，同時(shí)也應(yīng)用這種技術(shù)對當(dāng)?shù)馗黝惖V井水文地質(zhì)情況進(jìn)行了全面調(diào)查，得到水層的富水性和隱含的導(dǎo)水渠道，從根本上降低水災(zāi)害發(fā)生的概率，避免地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。最終確定了當(dāng)?shù)氐碾[伏構(gòu)造斷裂帶較為發(fā)育，并且對礦床、礦體、礦石的特征進(jìn)行了進(jìn)一步分析，找礦工作可以以銅、金多金屬礦體的圍巖蝕變?yōu)橹鳎€有微量的黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、自然銀等金屬礦物。

6.總結(jié)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地質(zhì)找礦與資源勘查的水平也正在進(jìn)步，物探技術(shù)作為礦產(chǎn)資源調(diào)查工作中的新興技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。但從現(xiàn)階段的應(yīng)用情況來看，物探技術(shù)應(yīng)用的高效性和合理性還有待提高，因此，工作人員要礦產(chǎn)資源調(diào)查中的物探方法進(jìn)行全面的優(yōu)化改良，以此讓物探技術(shù)可以得到更好的應(yīng)用，根據(jù)地區(qū)的實(shí)際情況，選擇合適的物探方法，為礦山開發(fā)奠定良好的基礎(chǔ)。

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