物探技術(shù)在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用探討

牛得草，武雪梅，周彥慧，張志平，2＊

（1.甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059）

目前地質(zhì)行業(yè)已普遍將物探資料應(yīng)用在礦產(chǎn)勘查中。在礦產(chǎn)勘查中，物探資料可為區(qū)域成礦地質(zhì)環(huán)境研究提供補(bǔ)充性信息，例如識(shí)別有物性差異的隱伏半隱伏構(gòu)造、巖體、地層和圈定盆地并推斷其基底埋深，進(jìn)行蓋層分層等；還可以為圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)提供間接的和直接的找礦信息[1]。

1 物探勘查方法技術(shù)

物探是地球物理勘查的簡(jiǎn)稱，包括重力、磁法、電法、地震、放射性和地溫等六大類方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，物探方法在尋找和擴(kuò)大能源礦產(chǎn)、黑色金屬礦產(chǎn)、有色金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)和地下水等方面，起著重要的作用[2-4]。

2 物探工作部署的思路

物探工作的部署應(yīng)該遵循一定的原則，這對(duì)工作成效的取得具有較重要意義。根據(jù)地質(zhì)先輩們的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，物探工作部署主要遵循如下思路：

第一，區(qū)域展開、面中求點(diǎn)。“區(qū)域展開，面中求點(diǎn)”是物探工作取得找礦成果的主要模式。

第二，就礦找礦、攻深找盲。總結(jié)以往找礦工作，就礦找礦是一種最基本的找礦方式。其方式主要有：評(píng)價(jià)古采點(diǎn)、群眾報(bào)礦及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查或普查中發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)。在這樣的找礦思路過程中，物探工作必須先行，不能與地質(zhì)工作齊頭并進(jìn)，以免信息滯后。在已知礦區(qū)深部和外圍、已知礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)附近找礦時(shí)，普查的面積不能過小，因?yàn)橹鞯V體的產(chǎn)出部位往往遠(yuǎn)離已知礦露頭。

第三，物探工作應(yīng)該貫穿于找礦各階段。物探技術(shù)在礦產(chǎn)的預(yù)查階段對(duì)發(fā)現(xiàn)礦床作用極大：在普查階段對(duì)發(fā)現(xiàn)瞞礦、判斷礦體產(chǎn)狀、延深和連接情況可起重要作用；普查之后，在礦床勘探階段充分運(yùn)用物探化探技術(shù)，還會(huì)有新發(fā)現(xiàn)，即使不能擴(kuò)大儲(chǔ)量，也可節(jié)約勘探費(fèi)用、縮短勘探周期。

第四，方法選擇要遵循優(yōu)化組合的原則。由于物探異常的地質(zhì)起因往往是多解的，在復(fù)雜的情況下需多種物探方法相互配合。根據(jù)物性條件、地形和交通條件以及每種方法本身的特點(diǎn)，本著既不多余又不缺少的原則。優(yōu)選物探化探方法組合，也是找礦成敗或影響找礦周期的重要因素。

3 區(qū)域物探資料的解釋

對(duì)收集到的資料進(jìn)行分析研究。現(xiàn)在以地震采集的原始數(shù)據(jù)為例做說明。原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算處理，獲得的t0時(shí)間剖面是地震成果解釋的基礎(chǔ)資料[5]。

3.1 反射波特征及其地質(zhì)層位的確定

勘查區(qū)時(shí)間剖面特征，宏觀上表現(xiàn)為目的層埋藏中等，反射波比較發(fā)育，層次分明，可以追蹤到多組質(zhì)量較好的反射波，并結(jié)合已有的資料，認(rèn)為主要存在4組界面反射波，由淺到深依次標(biāo)注為TN、TJ3、TJ2及TJ1波組。TN反映了新近系底界面的形態(tài)及構(gòu)造特征，TJ3、TJ2波組應(yīng)反映了煤系地層分布范圍及其構(gòu)造形態(tài)，TJ1波反映了基底的起伏形態(tài)（圖1）。

圖1 D03線反射波發(fā)育的典型時(shí)間剖面

圖2 ZK0701孔合成記錄

TN波：多個(gè)強(qiáng)相位，連續(xù)性好，全區(qū)發(fā)育，視周期30ms～40ms，是勘探目的層的反射波。TJ3波：與其它各波組相比范圍最小，在各測(cè)線上強(qiáng)弱不同，甚至缺失，視周期30ms～50ms，與TN波呈角度不整合接觸關(guān)系。TJ2波：在各測(cè)線上強(qiáng)弱不同，連續(xù)性也有所差別，視周期20ms～50ms，初步認(rèn)為是含煤層段的反射波。TJ1波：一般有3個(gè)相位，視周期20ms～50ms，能量弱，波形不是很穩(wěn)定。

3.2 地質(zhì)層位的確定

為了更好的確定各波組與地質(zhì)層位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常采用地震模型技術(shù)的正演模型方法，本論文采用驗(yàn)證現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料，美國斯侖貝謝公司研發(fā)的GEOFRAME解釋系統(tǒng)的Synthetics模塊制做了人工合成地震記錄（圖2），并與過井剖面地震道進(jìn)行波組關(guān)系的匹配，確定各個(gè)波組的地質(zhì)屬性，結(jié)果顯示t0值為280ms左右的波（TN波）與鉆孔深度250m處地質(zhì)界面相對(duì)應(yīng)（250m以上為新近系，以下為侏羅系），t0值為500ms～600ms的幾個(gè)波組（TJ2波）對(duì)應(yīng)鉆孔含煤層段，720ms左右的波與基底相對(duì)應(yīng)，依此可以基本確定各波組與地質(zhì)層位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合收集到的勘查區(qū)內(nèi)其它鉆孔資料，鑒于反射波組層位相對(duì)簡(jiǎn)單，有關(guān)層位對(duì)比結(jié)論在預(yù)查階段可以作為解釋依據(jù)[6,7]。

TN波：相當(dāng)于新近系底界面反射波；TJ3波：相當(dāng)于上侏羅統(tǒng)底界面的反射波；TJ2波：相當(dāng)于中侏羅統(tǒng)含煤地層段的反射波；TJ1波：相當(dāng)于基底界面反射波。

3.3 測(cè)區(qū)構(gòu)造形態(tài)

勘查區(qū)受區(qū)域構(gòu)造的影響，勘查區(qū)基底整體上呈北部隆起南部凹陷的形態(tài)，侏羅紀(jì)地層形成于基底凹陷地段，整體表現(xiàn)為走向北西—南東，傾向南西的單斜構(gòu)造，被后期構(gòu)造復(fù)雜化，推測(cè)構(gòu)造復(fù)雜程度中度[8]。

TJ2波t0等時(shí)線平面圖顯示，勘查區(qū)含煤地層整體上呈走向近北西—南東，傾向南西的單斜構(gòu)造，西寬東窄，局部有起伏，其形態(tài)主要受構(gòu)造控制。D00到D12測(cè)線為單斜形態(tài)，D07到D11測(cè)線中部、斷層DF3以北也為單斜條帶，由于測(cè)網(wǎng)稀疏控制程度不足；同時(shí)還有2個(gè)同沉積褶皺，均為短軸的背斜，一個(gè)位于D03線斷層DF3以北，另一個(gè)位于D07線斷層DF2以南；斷裂也比較發(fā)育，主要有逆斷層DF2和DF3，推測(cè)為同沉積斷裂，斷距在300m以上，在它們之間，D07線、D11線和L01線西段形成凹陷，使煤系地層埋深加大，還有幾個(gè)小斷點(diǎn)對(duì)煤系地層有不同程度的影響。

4 異常查證過程中的經(jīng)驗(yàn)

想盡快在眾多異常中篩選出礦致異常，目前最有效的方法是大量現(xiàn)場(chǎng)查證異常。最好是100%查證，因?yàn)榻?jīng)常發(fā)生室內(nèi)排序靠前的異常找不到礦，而排序靠后的異常卻找到了礦，甚至是大礦。

首先，異常查證分為3個(gè)階段：踏勘檢查（Ⅲ級(jí)）、詳查（Ⅱ級(jí)）和工程驗(yàn)證（Ⅰ級(jí)）。情況簡(jiǎn)單的話，一次Ⅲ級(jí)查證就發(fā)現(xiàn)了礦，甚至找到主體礦。多數(shù)情況下，一次Ⅲ級(jí)查證沒有查明異常起因，難以做出肯定或否定的結(jié)論。其次，驗(yàn)證異常時(shí)，要對(duì)首批孔不見礦的原因要做具體分析，再對(duì)異常經(jīng)行反復(fù)推斷，找出原因。

5 結(jié)語

由于地球地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性，加之物探異常的多解性，只有在后期工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常進(jìn)行反復(fù)的驗(yàn)證，不斷發(fā)現(xiàn)新的、更有效的解釋推斷方法，才能更好地為地質(zhì)找礦工作服務(wù)，另外隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，儀器的測(cè)量精度和靈敏度在不斷提高，這對(duì)地質(zhì)找礦起到很大的作用。