地球物理法在金屬礦勘查中的應(yīng)用

劉 犇，陳旭虎

（錫林郭勒盟山金阿爾哈達礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026300）

隨著各行各業(yè)對于金屬資源需求量的顯著增加，社會各界對金屬的需求一度出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，為了能夠解決供需關(guān)系的不平衡性，需要能夠進一步勘查金屬資源，并且對于金屬礦產(chǎn)挖掘深度等進行進一步的考量。隨著勘查難度的增加，人們發(fā)現(xiàn)如果積極應(yīng)用地球物理法，可以達成在應(yīng)用過程中的顯著進步，因此，為了能夠正確的使用該方法，為金屬礦產(chǎn)的勘查工作進行準備，有關(guān)研究人員開始了不斷開拓和研究的進程[1]。

1 地球物理法的常用技術(shù)概述及介紹

隨著中國科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，現(xiàn)代科技開始向縱深方向發(fā)展，為了能夠使用更多的技術(shù)手段達成金屬礦產(chǎn)勘查的進步，需要能夠參考金屬礦產(chǎn)的獨特性，并且依據(jù)其屬性進行電磁感應(yīng)的勘查和分析工作。一般而言，目前比較流行的勘查方式有以下三種：

1.1 大深度高分辨電磁測量技術(shù)

中國目前已經(jīng)掌握了多種多頻同步電源技術(shù)，利用更加密集的頻率電源，使用大功率勵磁穩(wěn)流電源，實現(xiàn)高精度的混合同步關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用成果。各研究單位著眼于利用混合技術(shù)開發(fā)更加具有個性化的、甚至具備自主知識產(chǎn)權(quán)的大功率多功能電磁探測系統(tǒng)。在正常使用的時候，利用供給電流，結(jié)合有效探查深度進行自然磁場的選擇。目前我國的供給電流已經(jīng)能夠達到國外同類型儀器平均電流強度的2～3 倍左右，并且其有效勘查深度已經(jīng)逐漸延伸到1000m 左右。由于系統(tǒng)能夠探測到電磁場更強的自然磁場，所以在獲得電阻率和充電性方面顯然更加具有優(yōu)勢。

1.2 可控源音頻大地電磁勘查法

這種利用可控制源頭的音頻電磁原理進行探查的方式，又被稱為CSAMT 方法，人工源電磁勘查法的提出，是借由地面人工產(chǎn)生的電磁波，實現(xiàn)對于大地的傳導(dǎo)作用，并且最終實現(xiàn)地下礦物勘查的過程，人們在利用該大地電磁勘查技術(shù)進行地下礦物勘查的時候，勘查人員使用該技術(shù)，利用20KW 功率的接地極發(fā)射電磁波，約定0.2～8000 赫茲的電磁波，在進行電磁勘查的過程中，利用電磁波的頻率進行三維分布的模擬模型構(gòu)建。要注意利用不同監(jiān)測點的電磁波傳播方向，使用模型計算、推導(dǎo)公式，并且進行三維分布的特征推斷。根據(jù)地下金屬特征，尋找受控源音頻大地電磁位置，實現(xiàn)精確電磁定位。利用這種方式定位的探測深度最小為十幾米，最大時則可達2500 米以上，這種電磁波的優(yōu)勢在于其具有極強的抗干擾能力，并且具有較強的穿透性。正是因為電磁波的穿透性特點，所以這種勘查方式具有較強的適應(yīng)性，尤其在偏遠山區(qū)的金屬礦產(chǎn)勘查時，能夠適應(yīng)當?shù)乇容^復(fù)雜的地形和地貌[2]。

1.3 大功率激發(fā)極化法

大功率激發(fā)極化法，又稱IP、SIP、CR 方法，采用這種大功率方式，能夠在進行金屬礦產(chǎn)勘查的時候，使用更大的電能，實現(xiàn)大功率發(fā)電對地下磁場的精準勘查。利用這種方法，達成更好的時效性和適應(yīng)能力，由于電能的功率可以達到極大化，因此，在對含硫金屬的勘查時，也能夠產(chǎn)生很好的效果。在實際勘查的過程中，利用廣泛的交流，實現(xiàn)更好的勘查需求，并且能夠適用更加復(fù)雜的地形和地理地貌，實現(xiàn)多種金屬礦產(chǎn)的開采和探查。

2 地球物理學(xué)方法進行金屬礦產(chǎn)勘查的關(guān)鍵點

在利用地球物理學(xué)方法進行勘查的時候，由于多年的研究和努力已經(jīng)實現(xiàn)地球物理學(xué)方法的主體勘查體系，所以時間短、效率高的勘查優(yōu)勢已經(jīng)逐漸凸顯。研究者通過金屬勘查取得了豐碩的研究成果，并且在現(xiàn)代金屬資源的充分利用和開發(fā)過程中，贏得了很多關(guān)于該問題的積極思考。由于現(xiàn)代地球物理學(xué)勘查方式中的金屬礦產(chǎn)勘查仍舊在發(fā)展進程中，因此，多個方面的勘查技術(shù)都存在著可進步的空間。

2.1 電磁感應(yīng)技術(shù)

地球物理法探查利用的是電子感應(yīng)技術(shù)，在使用過程中對周圍的環(huán)境進行逐一清理，防止電磁干擾，防止勘查錯誤。地球物理法探測礦產(chǎn)存在的位置和深度，確定電磁感應(yīng)的引導(dǎo)方向，并對于電磁干擾等予以更好的消除，確保電磁反應(yīng)能夠達到更深的深度以及更好的精確度。

2.2 處理好勘查技術(shù)的多種影響因素

由于金屬礦產(chǎn)所處的地形非常復(fù)雜，而且一般處于山區(qū)里的坑道會對于勘查帶來諸多不便，這些坑道在勘查時不可避免地影響人的所處位置，影響勘查儀器的所處距離和位置，在利用相對位置的同時，使用地球物理法進行金屬礦產(chǎn)的勘查，同樣受到很多影響因素的影響。正是因為如此，才更要通過正確操作儀器，合理的維護和使用儀器，做好從源頭上抓住問題的根本方式，在工作中能更好的規(guī)避其所存在的影響，促使地球物理法的勘查深度更深，精度更為精準，達到勘查的高效性。

圖1 地球物理勘查法模型示意圖

3 地球物理法勘查的發(fā)展技術(shù)

地球物理勘查有很好的發(fā)展前景，近幾年來，已經(jīng)在多個金屬礦區(qū)和復(fù)雜的礦區(qū)探測中得到了廣泛的應(yīng)用地球物理勘查作為一種非常新穎的技術(shù)，適應(yīng)了現(xiàn)代社會的實際需求。因此人們對于地球物理勘查法越來越重視，并認為應(yīng)當加大勘查的深度和精度，抓住技術(shù)上的難題逐漸攻關(guān)，在對地層的認識更為深入的同時，利用地球物理勘查法解決一些復(fù)雜金屬礦區(qū)的勘查問題，并要求能夠區(qū)分金屬礦區(qū)和其他礦區(qū)之間的區(qū)別。因此，地球物理法的勘查將有以下幾個主要的發(fā)展走向。

3.1 區(qū)分金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)

目前大部分的地球物理法勘查方向均在于金屬礦產(chǎn)，本文所探討的也主要是與金屬礦產(chǎn)相關(guān)的探查方法，但事實上在利用金屬物理法勘查礦產(chǎn)的過程中，必須要充分的認識地形，要了解地形和地層，以及周圍地質(zhì)環(huán)境，對礦產(chǎn)形成的影響。有效地區(qū)分金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)，杜絕非金屬礦產(chǎn)的干擾，并且能夠找到非金屬礦產(chǎn)相對應(yīng)的勘查辦法。在對周圍的地層環(huán)境極為熟悉的情況之下，礦物的勘查會更加順利，能夠確保礦產(chǎn)的基本形態(tài)以立體化的形式呈現(xiàn)在開采人員面前。

3.2 與地質(zhì)工程相結(jié)合的勘查

大部分的勘查對象都要求能夠充分的認識地層結(jié)構(gòu)，在使用地球物理法時與地質(zhì)工程相結(jié)合，就能在專業(yè)地質(zhì)人員的幫助之下，有更加詳盡的勘查辦法。為了能夠精準地找到所需要的基礎(chǔ)資源，勘查人員有必要要求在精準的勘查工作之中，將所需要的金屬資源作為勘查的主要對象，并能夠解釋地層中不同的金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)分布的具體情況。既不耽誤尋找的主要金屬礦產(chǎn)開采，同時還可以為整個地形的礦產(chǎn)開采奠定堅實的基礎(chǔ)，為其他礦產(chǎn)的開采提供可能[3,4]。

3.3 間接找礦的地球物理勘查法

間接找礦技術(shù)可能是未來發(fā)展的一個重要方向，使用地球物理法，勘查礦產(chǎn)方向和礦產(chǎn)內(nèi)容時，可找出金屬資源與非基礎(chǔ)資源，并根據(jù)金屬礦產(chǎn)的特性，對地層進行進一步的勘查，得到立體化的數(shù)據(jù)和結(jié)果。當然這一勘查的方向可能會有一定的難度，具有一定的失敗率，但是隨著技術(shù)的不斷成熟，間接勘查的方向?qū)鼮槌墒?，對于金屬礦產(chǎn)在一定類型地質(zhì)構(gòu)造中的形成，以及物理探測方法，地層主要構(gòu)造等等都會有更深入的了解，以便于地球物理勘查法能夠贏得更加多樣化的使用可能。研究人員將致力于地球勘查法對立體化勘查環(huán)境和勘查結(jié)果的應(yīng)用，并找到未來發(fā)展的可行性保障。

4 結(jié)語

綜上所述，在使用地球物理法在金屬礦勘查過程中實現(xiàn)勘查目標的同時，研究人員和技術(shù)人員應(yīng)事先交底，利用該方法勘查最需要得到的金屬礦產(chǎn)結(jié)論，有效地區(qū)分金屬礦產(chǎn)和非金屬礦產(chǎn)，并達成在特定類型地質(zhì)構(gòu)造中形成物探結(jié)論的最終目的。要求野外勘查人員在勘查機器上進行優(yōu)化和改進，引進先進的科學(xué)技術(shù)，加快儀器的全面改進，實現(xiàn)技術(shù)和設(shè)備的同步進步，并且在精準的金屬礦產(chǎn)勘查方面提供強有力的保證，提升地球物理法勘查的成功率、降低失敗率，并為礦產(chǎn)開采奠定堅實的實踐基礎(chǔ)。在未來，實現(xiàn)精準的金屬礦產(chǎn)勘查，將是地球物理法勘查人員的主攻方向，并有望取得更好的發(fā)展成果。