地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用及展望

周 權，王莉蓉

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局地球物理化學探礦大隊，新疆 昌吉 831100）

當前經濟社會高速發展背景下，社會各個層面在礦產資源方面的需求量日漸增加，特別是金、銀、銅、鈾等各類金屬礦產資源需求量與日俱增，導致市場供需矛盾問題變得更加突出。與此同時，分布于地表淺層的很多金屬礦產資源經過不斷開展，儲量明顯下降，擴大深部找礦工作為重要的發展方向。而為了提高深部找礦工作水平，研究有效的深部找礦勘探手段越發凸顯出其重要性[1]?；诖耍挛闹饕獙饘俚V深部找礦當中地球物理方法應用與展望進行探討以供參考。

1 地球物理勘探方法概述

地球物理勘探是在物理方法原理基礎上，來對地址問題進行研究和解決的重要技術方法，借助一些儀器測量，對于研究區的物理信息進行收集，通過一些科學有效的技術方法，來對其中所需的信息進行提取，并充分考慮構造、圍巖和巖（礦）體具有的放射性、彈性、磁性、密度、電性等特征，綜合研究地質資料，對地下地質構造展開詳細的研究和分析，了解和掌握礦產分布情況[2]。近年來，伴隨科學技術高速發展，地球物理勘探技術也獲得了巨大提升，成為現代獲取地球內部信息資料重要的技術學科之一，不僅探測深度深，精度高，而且方法手段多元化，探測深度能夠達到1000m～2000m以上，同時對于一些隱伏礦床構造空間，結構特點也能準確的開展定位預測，正因如此，地球物理勘探方法成為礦產資源勘探工作當中最為重要的技術手段也引起了人們的廣泛重視。

2 地球物理方法在深部找礦中的應用及研究現狀

重力、磁法、 電法、地震、放射性等地球物理勘探方法。

（1）磁法勘探過程當中，是根據礦石礦物具有的不同磁性特征，來高效的開展測量工作，如磁黃鐵礦具有明顯的磁異常。

（2）重力勘探過程當中，是根據礦石當中含有很多黃鐵礦，相比圍巖存在一定的重力異常來實現重力勘探。

（3）電法勘探過程當中，是把礦體作為一個良性的導體，能夠引發不同的電法異常。

（4）地震勘探是在勘探過程當中對礦體和圍巖存在的波阻抗以及速度差異進行勘探。

地質結構構造以及物理屬性，可以充分利用重、磁、電法開展精確的勘探工作，大地電磁法以及人工震源地震法，能夠探測到地下數10km精細結構。

電法是目前地面方法當中應用最為普遍的一種方法，激發極化法這種方法過去應用最為普遍，而瞬變電磁法是當前最具代表性的電磁方法。伴隨科學技術高速發展。電磁探測技術，近年來也獲得了巨大提升，如連續電導率成像技術以及瞬變電磁法還有甚低頻法、激發極化法、可控音頻大地電磁法這些地球物理方法，在勘探磁性鐵礦方面都發揮著十分重要的作用[3]。

重力儀近年來其探測精度也在不斷提高，已經從之前的mgaI級提升至現在的umaI級，在尋找隱伏礦體過程當中，重力勘探技術發揮著越來越重要的作用。在勘探金屬礦勘探時，利用重力法進行勘探，主要包括的途徑有兩個，條件具備的利用重力測量儀器，對于重力異常反應于地表情況進行檢測，對礦體直接的進行尋找，二是對金屬礦體賦存的構造以及巖體進行研究，對礦體的位置做出準確的判斷。

在井旁和井底盲礦勘探過程當中，可以利用井中物探法進行勘探，這種勘探方法有多種，主要包括井中激化法，以及井中磁測法和井中瞬變電磁法等。在一些發達國家，井中瞬變電磁法有著十分普遍的應用，而且在找礦工作當中發揮了巨大的作用，能夠對深度2500m～3000m的進行精準探測，還可以對達到300m井周半徑當中的良導體進行探測。現如今井中物探方法在探測深部礦產資源方面發揮了巨大的作用。

地震勘探作為一種重要的勘查技術手段，其分辨率非常的高，現如今在金屬礦深部礦產資源找礦工作當中，這一找礦技術手段發揮了越來越重要的作用，礦體在小于500m埋藏深度時，運用電法、磁法、重力法勘探效果較好，然而由于方法原理當中有一些缺陷存在，伴隨勘探深度的不斷增加勘探能力也會出現很大的降低。而地震勘探方法在探測深度礦產資源過程當中，不僅有著很大的探測深度，而且也有的非常高的探測精度，分辨率非常的高，可以大幅提高探測結果的精準性，目前這一方法已經成為深部金屬礦找礦工作的重要勘探技術手段。

物探方法的不同自身方面也有一定的局限性存在，這也導致勘探工作開展過程當中，造成解釋勘探目標，有多解性的情況出現，而且由于勘探目標深度，以及復雜地下構造因素影響，在勘探過程當中只運用一種方法進行勘探，很難全面的解釋地下實際情況[4]。所以對勘探目標體的不同物性進行綜合的分析和研究，可以通過各種層面來描述目標體，使解釋結果和實際地質情況更加相符，控制和減少多解性，國內外在深部找礦工作當中也運用綜合性的物探方法來開展找礦工作，可以大幅提高找礦精度和效率。

3 地震層析成像方法的優勢

3.1 與電磁波層析成像比較

近年來，層析成像技術受到了人們的普遍重視，特別是電磁波層析成像技術，不僅發展速度較早，而且發展也非?？?，特別是歐洲運用電磁波ct探測技術，來對核廢料進行尋找并對基地口進行處理，相比較電磁波層析成像技術，地震層析成像技術具有的優勢體現在以下幾個方面。

（1）和巖性相比，地震波在巖石當中的傳播速度有著比較穩定的相關性，所以地球內部成像，可以利用地震層析成像技術來完成。巖石的介電系數以及電阻率等電學性質存在非常大的變化特點，和流體在巖石空隙當中的關系有著非常緊密的聯系，所以不應當利用構造以及巖性進行成像。相反，如果在對空隙流體飽和度以及找水過程當中遇到問題的解決，相比地震層析成像技術，電磁反演法效果更好。

（2）對于勘探深度來說，由于電磁波在探測頻段出現大幅衰減，相比較地震波更快，探測目標約為幾米到幾百米的尺度，而地震波的波長在幾十米，如果頻率在數十赫茲，地震波在這種頻帶不松散巖石經過幾公里傳播之后，出現的衰減一般在120dB以下，極易被接收到，如果電磁波頻段在相應波長巖石當中進行傳播，會出現100dB的衰減，很難把厚度達到幾百米的巖層給穿破。

（3）在傳播速度上，地震波每秒達到幾公里，而且很容易觀測到振幅與到時，而且可以在地震記錄當中對于各種震相有效區分，信息非常的豐富。但是電磁波由于在傳播速度上相對較快，很難測量到波速以及到時相關參數。

3.2 與傳統反射地震勘探方法相比

通過原理層面進行分析，地震層析成像技術在探測過程當中，不對曾撞地球模型進行依賴，對于地下不均勻體的檢測發揮著非常重要的作用，可以嘗試應用于探測金屬礦產資源，而且金屬礦體相比于圍巖縱波速度要低10%～30%，這一條件有利于進行地震波層析成像研究。所以相比較高分辨率地震方法，地震層析成像法可以獲取更加精準的地下速度結構，而且復雜的地表條件不會影響反演結果。在分辨率方面，反射地震方法具有非常高的分辨率，但橫向分辨率相對不高。地層傾角較大的或者地質結構比較復雜的都可以運用地震層析成像技術來進行勘探，在隱伏礦體尋找過程當中發揮著重要的作用。

4 金屬礦深部找礦中地球物理方法技術及儀器的發展趨勢

大量的金屬礦區主要在山區地帶分布，這里的地形非常復雜，應用地球物理勘測儀器必須要有輕便化、智能化、系列化、多用化的特點才能發揮重要的作用。實施地震勘探，地震信號的產生主要是以震源為源頭，這是組成地震勘探技術的重要內容，震源產生的信號質量，對于地震勘察成果有著至關重要的影響。在地震勘探過程當中，可控震源作為一種重要的激發設備，應用于地震勘探。不僅環保安全，而且成本投入較低，能夠靈活地開展施工工作，所以高密度地震勘探過程當中，可控震源作業可以當做首選。同時由于山地地帶地形復雜，車輛很難進入，這就需要一些便攜式，重量輕，體積小的可控高頻振源應用來提高金屬礦勘查效率和質量。

在采集數據方面，應當向容量大，功能多，靈敏度高，功力大，采樣多樣，具有較高智能化方向發展。特別是進行野外施工過程當中。大線的開展搬運和布設，人力物力方面的消耗是非常大的，這也給金屬礦勘查工作帶來很大的難度。因此可以利用天然地震采集站機制，針對山地復雜地質條件，對于山地無攬三分量檢波器加強研究，在檢波器儲存設備當中保存相應的信號，將大線傳輸信號給取消。

處理數據方面，發揮信息技術與計算機技術優勢，并結合模擬技術優勢，科學合理的處理數據解釋資料，確保圖形自動化與可視化。

針對固體礦產資源勘查過程當中地震層析以及高頻地震等非常規的方法進行研究，在金屬礦預測精度方面，正是由于層析成像技術的高速發展，取得了很大的成績，現如今在預測隱伏礦體過程當中，該項技術依然處在實驗研究階段，未來該項技術的配套設施將逐步完善，為進一步提高隱伏礦的勘查水平。

總之，地球物理勘探技術的高速發展成為金屬礦勘查過程當中的重要技術手段，而且今后將會更加邁向定量化，輕便化，系統化，精準化，智能化的方向發展，通過綜合的運用地球物理，地球化學以及綜合地質方面的研究，并結合微觀層面的分析，來科學高效的預測隱伏大型礦床，更好地推動找礦勘查工作高效發展。