金屬礦深部找礦中地球物理方法的技術應用

王祖寬，劉陳龍，羅華國

（1.商洛西北有色七一三總隊有限公司，陜西 商洛 726000；2.中陜核工業集團二一一大隊有限公司，陜西 西安 710000）

近年來，在科學技術高速發展背景下，地球物理勘探技術也獲得了巨大發展，并在礦產資源勘查工作當中發揮了非常重要的作用。為了進一步提高金屬礦深部找礦效率和質量，下文主要對地球物理方法在金屬礦深部找礦工作當中的技術應用予以分析探討，以供參考。

1 金屬礦深部找礦中存在難題及障礙

金屬礦產資源的經濟價值很高，同時對我國國民經濟發展也有著至關重要的影響。當前經濟社會發展速度日漸加快，人們生活水平也得到了大幅提高，社會各個方面在建設與發展過程當中，對于金屬礦產資源的需求量也在日益增長。這也極大地帶動了金屬礦開采工作的不斷拓展，淺部金屬礦產資源瀕臨枯竭，深部礦產資源找礦工作成為重要的發展方向。然而對于深部金屬礦找礦工作而言，此項工作具有非常大的難度，在找礦工作開展過程當中時常受到很多因素影響，很難保證找礦效率和質量[1]。同時金屬礦的形成時間較長，是在復雜而又特定的地質條件下形成的，在地層深部某些區域埋藏，分布空間也較為分散，這些使得金屬礦礦產資源深部找礦工作難度不斷加大。特別是金屬礦產資源找礦工作當中，極易遭受地質構造帶來的影響，引發一些地質災害，不僅影響找礦效率和質量，同時給工作人員的生命財產安全也帶來很大威脅。由于深部金屬礦找礦難度之大、復雜程度之高，這就需要結合地質學相關理論采取一些現代化的勘查技術手段進行研究，進而保證找礦效率和質量，為社會經濟發展探尋更多豐富的金屬礦產資源，滿足經濟社會各個領域對金屬礦產資源的需要。

2 地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用

（1）激發極化法。在深部金屬礦尋找工作當中激發極化法是一種應用最為廣泛的技術手段，伴隨科學技術高速發展該項技術理論及其技術方法也得到了大幅提升與完善。該方法應用過程當中，激電效應最為重要，通過觀察研究激電效應能夠對當地的地質情況有一個更加全面的了解和掌握。在對地質情況充分掌握之后，在中間梯度裝置上合理的敷設一次電導線以及供電電極A、B，之后通過激發極化法開展掃面工作，可以實現大面積測量，有效解釋各種地質體的形狀以產狀，還能有效的解釋低電阻極化獲得詳實的數據，指導金屬礦深部找礦工作高效開展。

（2）重力勘探法。現如今，在對礦體表面重力異常進行研究方面，重力勘探法發揮了非常重要的作用，還能有效解釋礦床賦存構造特征，在深部金屬隱伏礦尋找方面發揮著十分重要的作用，通過重力勘探法的應用，可以有效探測地下700km～2km的深度，準確獲取深部金屬礦相關信息資料，提高金屬礦找礦效率和質量。在金屬礦密度檢驗方面，重力勘探法發揮著非常重要的作用，然而，運用這一方法進行勘探過程當中也存在一些局限性影響，特別是一些處于深山地帶的金屬礦，地形地貌非常的復雜，繼而會引發高差成像方面的誤差，面對這種情況，便可聯合應用重力勘探手段和其他勘探手段，這樣才能提高勘探效率和質量，不然會影響金屬礦找礦工作的高效開展。

（3）地震勘探法。地震勘探方法起步時間相對較晚，應用于深部金屬礦找礦工作相對較少，而且技術理論方面還不是非常的成熟，發展空間還十分巨大。然而在金屬礦深部找礦工作當中，運用地震勘探法，可以有效的探測其第二深度，指導金屬礦找礦工作，這方面的技術優勢也是其他勘探手段說無法達到的[2]。在一些大型超大型金屬礦床尋找工作當中，通過地震勘探法，便能通過地震波為找礦工作提供幫助，目前這一方法可以達到兩千米的勘探深度，同時能夠有效勘查成礦區域深部地質情況，準確的粵語側隱伏金屬礦具體位置，控制和減少，礦石開采時破壞地質構造，通過這些不難發現，該方法具有的發展潛力十分巨大，現如今在科學技術高速發展背景下，地震勘探法也獲得了巨大提升與發展，未來在深部金屬礦找礦工作當中必將發揮更大的作用。

3 地球物理方法在深部金屬礦找礦中的具體應用

（1）礦區概況及地質背景。某銅鎳礦礦區當中的同業礦體，在向斜構造巖體（北東向延伸）邊緣地帶產出。發育同一超單元的基性超基性雜鹽帶，屬于不同期次巖漿活動侵入作用影響下形成的復式侵入雜巖，可以有效劃分為三個不同的侵入期次，輝長巖、蘇長巖、橄欖輝長巖以及橄欖蘇長巖是第一侵入次主要巖石類型。單輝輝橄巖和橄欖巖是第二侵入次出露的主要巖性特征，單輝橄輝巖是第三侵入次主要的巖性出露。深大斷裂控制著雜巖體，在產出空間上類似于巖相分異程度，雜巖體形成過程當中和成礦有著非常緊密的關聯性，尤其西側部位上分布的雜巖體，在特征上主要表現為似層狀的特點，而且具有孔雀石化以及褐鐵礦化，這為銅鎳礦在該帶上的尋找提供了有利方向（圖1）。現如今該區已經達到557m的探測深度，在更深的區域上還有銅硫化物以及浸染狀鎳硫化物存在，礦產賦存具有第二深度空間的典型特點。

圖1 礦區地質圖

（2）地球物理方法在深部找礦中的應用效果。通過不斷的研究實踐發現，基性超基性火山巖雜巖體和礦區銅鎳礦化分布特點有著非常緊密的關聯性。伴隨礦區開發礦產資源需求量的快速增長，加強深部找礦，對礦區資源儲量的擴大有重要現實意義，對礦區基性超基性火山巖雜巖體深部底板有效查明，了解和掌握礦區深部構造，是當前面臨的重要問題。針對淺地表通過地質或者地球化學等方法進行找礦工作存在很大難度。這就要發揮地球物理方法的作用優勢提高找礦效率和質量。針對礦區地質特點，運用反射地震剖面進行研究，根據20m設置到間距，并根據20Hz～60Hz設置可控震源掃頻，共開展60次覆蓋工作。運用高頻地震進行掃面，按照20m控制到間距，并根據30Hz～90Hz設置可控震源掃頻，共開展120次覆蓋工作。運用重力測量剖面進行研究，根據20m控制點距，并按照50微伽控制布格異常總精度，后期階段有效校正地震數據，并進行疊加偏移等數據處理。科學合理的處理重力數據的地形高度，改正布格等，處理相關數據，獲得相應的剖面成果圖。結合已知鉆孔以及地震發射界面，來對巖體層位具有的深度進行確定，并對地表各種巖體分界延展界面相應的約束條件進行確定，構建地下重磁聯合反演模型如（圖2）所示。

圖2 A-A′剖面地震和重力測量聯合反演剖面

通過此圖不難發現，礦區當中深度構造具有很不對稱的特點，同時根據北部不同地層巖性特征反映情況以及反射界面進行分析，呈現較為平緩的構造走勢，起伏上沒有較大變化，總體向南不傾斜，進一步證明，基性超基性雜巖體和片麻巖以及花崗巖共同組成傾斜向南的底板。認分析發現構造走勢有一定的變化存在。沉積巖層位在基性超基性雜巖體周圍賦存的，由于斷層因素影響，被割斷，底板層位巖層向南側方向逐漸延伸，達到5km左右延伸深度。

（3）結論。通過與反演結果有效聯合，使地下地質構造單元信息被充分的提供出來，對礦區地表以下不同層位的厚度進行劃分，并對底板界線深度進行劃分，對礦區深部構造實際分布情況基本查明，了解和掌握這些構造的埋深情況，而且還找到賦存礦體的最佳位置，以此為前提，選擇已知鉆孔，運用瞬變電磁法進行勘察研究，并充分考慮鉆孔資料，與聯合反演充分結合判斷其準確性。通過處理數據結果發現，低阻異常帶主要在深度1000m～1500m的范圍被圈定出，進一步證實良導體存在，通過研究發現賦礦部位就分布在異常地帶，設置鉆孔1-6開展驗證工作，有高品位的礦體在600m～280m深度被找到，大幅提高了深部找礦效率和質量。借助聯合反演結果，將地下構造單元信息充分的提供出來，對礦區地表以下不同成為厚度與其底板界面深度信息合理劃分，并有效劃分底板界面，對于礦區當中，深部構造的埋深以及分布情況基本查明，并將有力的賦礦部位給找出，以此為前提，選擇已知鉆孔實施井中瞬變電磁法勘察研究與鉆孔資料充分結合進行反演推斷，對礦體埋深深度與其埋藏部位直接的進行定位，在深部金屬礦找礦工作當中，實現了有效的技術組合，大幅提高了深部金屬礦找礦工作效率和質量。然而在勘查開發利用深度礦產資源過程當中，受控礦構造和生成過程等各方面因素影響，以及探礦精度和深度要求不斷提高，在金屬礦深部找礦工作當中，還應當進一步擴大研究現代化的新型找礦技術設備，聯合應用正反演理論，并有效提取深度找礦信息，科學合理的處理這些數據，運用先進的技術手段保證找礦效率和質量。另外，還應當重視深部金屬礦找礦工作的軟件系統開發利用，針對不同地質體進行更加深入的研究工作，探尋更加科學有效的地球物理勘探方法，結合地質，化學等各種手段，進行綜合性的研究，以達到最接近實際的解釋推斷結果，保證找礦工作的高效開展，提高找礦質量。

4 結語

現如今在金屬礦找礦工作當中，地球物理方法應用越來越普遍，同時發揮的作用也十分強大，所以在開展金屬礦深部找礦工作當中，工作人員必須要對深部找礦工作當中地球物理方法技術有一個深入了解，充分發揮這些技術優勢，科學合理的開展金屬礦找礦工作。并在工作實際不斷學習，提高應用地球物理方法勘探金屬礦的操作技術熟練程度，以便有效提高勘察效率和質量，屬礦找礦工作的持續穩步發展奠定堅實的基礎。