深部金屬礦勘查中常用物探方法與展望

李 鍵，姚 強，賀 真

（1.江蘇省有色金屬華東地質勘查局八〇七隊，江蘇 南京 210041；2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局八一四隊，江蘇 鎮江 212005）

大量先進的物探技術應用于深部金屬礦勘查，對促進地質礦產勘查發展，提高勘查工作質量和效率起到了一定作用。目前的勘探工作采用的先進技術，與傳統技術相比具有明顯的優勢[1]。先進技術的應用對深部金屬礦勘查的要求具有良好的適應性。

1 中國金屬礦的找礦問題

1.1 找礦技術問題

我國地質礦產的開采工作，需要對礦產資源所在的地理環境進行勘查，勘察的內容要具體和全面，而且保證勘察技術具備較高的精準度，得到精準的數據，以此數據選擇開采技術以及設計方案。要保證地質礦產的勘查質量，提高勘察效率并獲得高精準度的結果，需要對地質勘查工作進一步強化。

在這個過程中，建立礦井生產的時候，不同程度地影響地質構造，造成地層缺乏穩定性，因此，需要具有針對性地制定保障措施。經過深入研究勘察技術并在實踐中驗證，其中三維地震勘測技術具有很高的分辨率，在地址礦產勘察中，其被作為核心技術，但是，在應用該技術的時候，其受到斷層落差高度的影響，采集的數據存在一定偏差。如果落差不足5米的時候，會降低精度；如果當落差不足3米，所獲得的勘測結果的精準度較低。相比較而言，在應用其他各種井下地質探測技術的時候，均會受到各種影響因素的影響，很難達到實際要求的精準度，因此，需要保證定位探測的精準性。經過實踐研究并予以總結，發現各種勘測儀器設備具備的性能以及結構均存在缺陷。

1.2 找礦工作問題

我國礦產資源的需求量逐年增加，但是，在地質領域中的投入受到諸多因素的影響，在市場資源配置上，依然采用傳統的模式，實際需求就很難滿足，并且礦業權缺乏調控力度，雖然將地質找礦機制建立起來，但是沒有根據實際需要進行調整和完善，導致該機制缺乏科學有效性，這樣就會出現地質工作市場主體缺位的問題，行業秩序受到影響，地質勘查及找礦領域無法得到社會資金的支持，在行業發展的進程中，缺乏資金保障，產量已經無法滿足社會需要，因此，需要加快改革地質找礦工作，從而彌補找礦工作的不足之處，并且及時降低風險。

地質找礦行業沒有堅實的基礎，缺乏專業的地質技術人才，且企業存在較高的人員流失率，導致在地質勘查工作過程中，無法獲得準確可靠的地質資料，并且之各方面投入不足，進而增加了找礦工作的難度。由于基礎地質資料不夠完整，不能很好地發揮其保證作用。同時，一些工作人員在工作中缺乏積極意識，未充分發揮其價值以及潛在能力，導致行業發展受到制約，地勘行業的各項工作受到影響，不能實現健康、持續發展。

2 深部金屬礦勘查中采用的物化探技術

2.1 物化探技術概述

在進行深部找礦的時候，需要解決的重點問題是明確礦區成礦的規律，通常而言，通過分析礦區的成礦演化情況，可以確定礦床深度信息。

在掌握整個區域范圍的成礦系統后，達到初步認識礦床的形成情況，可以確保后續工作順利開展。通常而言，采用的物化探技術主要分為兩種方式：一種方式是通過物探技術進行深部找礦。所謂的“物探技術”，是地球物理勘探，主要是勘探磁效應和重力，在金屬礦床的實際找礦工作中能夠獲得良好的效果。需要注意的是，在利用這項技術之前，需要掌握地層、礦石等基本情況，掌握相關參數；另一種方式，發揮化探技術的先進作用進行深部找礦，所謂的“化探技術”，是地球化學勘查，各種類型的礦床勘查工作均采用這種方法。由于當前已經基本開發完成地表下淺層礦床以及露頭礦，因此，需要深層找礦，特別是勘察隱伏礦體以及找礦的時候，要深入研究隱伏礦體的存在形式以及遷移機制，對深層找礦工作的順利展開起到一定的促進作用。

2.2 物化探技術

2.2.1 重力法物化探技術

重力法物化探技術除了用于密度大的礦產資源尋找之外，可以用于尋找的超基性巖伴生礦產資源以及高密度基巖。具體的應用中需要查明斷層，明確基巖的起伏情況以及隱伏的巖體等，并做好詳細記錄，進而根據該情況，配合其它的物探方法，實現勘察。進入到二十世紀90年代，中國的油氣勘探領域提出有關技術的新概念，即高精度重力勘探，而且該技術在勘探工作被大量應用。現在應用的重力儀觀測精度較高，讀數的分辨率可以達到每平方秒0.001×10-5m，如果進行重復觀測，精度不會超過每平方秒0.005×10-5m。

2.2.2 磁法物化探技術

在物探方法中，磁法的理論上是比較完備的，而且能夠獲得良好的找礦效果。有很多的金屬礦與基性超基性巖密切相關，當巖漿活動的時候，會伴隨有熱液活動，金屬礦與其具有密切相關性[2]。

包括控礦構造、地層、礦床和有關的蝕變巖石都是磁測的時候需要具備的條件，也是保證磁法技術合理應用的關鍵。在高精度磁測的時候，其不僅具有非常廣的應用范圍，而且工作精度達到5nT和分辨率達到0.1nT，該原因是可以通過絕對測量獲得地磁場的總量異常（△T）情況。中國的航遙中心將新一代的磁測設備研制出來，即航空氦光泵磁力儀（HC-2000型），其具有非常高的靈敏度，能夠達到0.0025nT，與二十世紀50年代所使用的進口儀器相比較，靈敏度是非常高的，已經達到了上萬倍。將這種儀器用于地質調查中，在深部找礦的過程中能夠很好地發揮作用，且效果良好。

井中三分量磁測技術的探測效果良好，但是并沒有大范圍推廣，如果強磁性礦床距離鉆井非常遠，應用該技術可以獲得良好的效果。

2.2.3 電法物化探技術

從二十世紀80年代以來，進行金屬礦勘查的過程中主要采用瞬變電磁法、激發極化法和可控源音頻大地電磁法等，這些方法在找礦工作中取得了一定的成果。隨著找礦工作的不斷增加深度，這些物探技術依然能夠發揮較大的作用。其中瞬變電磁法是在電磁感應法的基礎上轉變而來，其在尋找深部隱伏礦方面，具備較大的優勢。瞬變電磁法在大地電磁測深中是比較常用的，其分辨能力和生產效率高，而且抗干擾能力更強，在面積性區域普查以及詳查的過程中采用這種方法能夠獲得良好的效果。

3 物探技術的展望

從中國金屬礦的分布情況來看，有關物探技術的未來發展需要重點關注以下三個方面：

其一，重視瞬變電磁測量法，重點探究該技術在應用領域的發展情況。高溫超導技術在地球物理探測中地應用，獲得了一定的成效，使得單分量高溫超導磁強計更加實用，同時，研制成功高溫超導三分量磁強計，其不僅可以手動操作，而且可以實現全自動控制，操作簡單易懂，并且夠實了高精度測量。

其二，重視地下物探的發展情況，通過應用100瓦的大功率無線電波法地面發射極，使地-井方式無線電波很好地發揮作用[3]。

其三，在電磁探測技術的發展中，大深度高分辨率是也是未來的發展方向。技術在發展和應用中不斷地積累經驗，以此實現多頻等幅同步供電。還有一些關鍵的技術，可以實現密集頻點供電、實現高精度混合同步和實施大功率勵磁穩流供電，各項技術均得到改善，從而滿足深部找礦的發展要求。

4 結語

通過上面的研究可知，在新形勢下，我國的快速發展和社會能源需求呈現出快速增長的趨勢，因此，需要技術改革和必要的資金支持，以此滿足需求。雖然，我國地勘行業的資金投入嚴重短缺，但是這并不意味著我國不重視地勘行業，而是注重地質科技，實現了供給側改革。地質礦產勘查工作具有長期性和可持續性，為了保障行業的可持續發展，需要持續關注勘察技術的發展情況。在具體工作中，深部金屬礦勘查需要采用物探方法，結合礦井所在區域的實際情況，合理選用物探方法，比如重力法物化探技術、磁法物化探技術和電法物化探技術等。同時，加大技術裝備制造的資金投入，重視配套設施地建設，做好新技術的宣傳推廣工作，提高行業的整體技術水平。