地質找礦中物化探方法的應用探究

呂文博

1 緒論

1.1 選題背景及意義

1.1.1 選題背景

隨著社會經濟的快速發展和世界主要礦產出口國價格的上漲，我國礦產資源開發逐步加快。隨著礦產資源的快速利用，礦產資源的消耗量也隨之增加。然而，隨著地質找礦難度的不斷加大，礦產勘查與物化探方法的結合已成為地質學家開展地質勘查不可缺少的手段。隨著科學技術的飛速發展，人們的生活水平和生產水平不斷提高，但伴隨著巨大的能源危機和資源危機，在當前的能源形勢下，這一現象已經蔓延到世界各地。為了滿足人們對礦產資源的需求，人們逐漸加大了對礦產的勘探開發力度。然而，在現代地質勘探中，隨著礦產的不斷開采，地表、淺層和可識別的礦產逐漸減少。為了滿足礦產資源的需求，有必要開采深部隱伏、難以識別的礦山，以實現社會礦產資源的穩定供給。物化探方法具有勘探效率高、儀器操作相對簡單等特點，是地質找礦數據的重要組成部分。

1.1.2 選題意義

隨著現代化的發展，經濟建設需要大量的資源。礦產資源是最重要的資源之一。在礦產資源開發過程中，需要結合有效的勘探技術。物化探作為一種常用的勘探方法，近年來也得到了發展。在技術改造過程中，有效的技術創新不僅提高了企業的發展能力，而且有助于提高人們的積極性。在現代化建設的需要下，必須結合有效的物化探技術，積極開發礦產資源。從實際出發，認真對待各項勘查工作，明確勘查技術的應用，積極推進礦產資源開發。

1.2 中國地質找礦的實際情況

今天，資源和能源的穩定和匹配正逐漸成為一個國家繁榮和富強的必要條件。地質找礦在資源開發利用中發揮著越來越重要的作用。采取建立健全資源開發機制的辦法是堅持資源環境可持續發展方針，實現社會建設與環境資源的有機結合。基于經濟和環境的合理、科學的設計和規劃同時，地質找礦必須開發利用新技術，提高科技水平，避免單一的傳統勘查形式，注重技術與人才的結合，同時，要適應工作的具體需要，使勘查部門與投資機構實現雙贏，建立完善的地質勘查工作體系。物化探技術是勘探技術的一部分，主要包括電法、磁力、重力勘探技術。作為一個通稱，它在實踐探索中得到了廣泛的應用。

2 物化探勘查方法理論概述

2.1 地球物理勘探方法

2.1.1 磁法勘探

通過探測不同巖石之間的磁性差異來了解地下巖石狀態的一種方法稱為磁法勘探。它基于地殼中巖石之間的磁差以及正常磁場（即磁異常）變化引起的巖石和礦石之間的磁差，可以發現有用的礦物或確定地下地質結構。磁法勘探可以圈定磁性地質體的范圍，確定地質體的性質。如果某些地殼的磁偏角和傾角與背景值不一致，可以通過磁勘探直接發現磁鐵礦礦床。可勘探與磁鐵礦共存的弱磁鐵礦和砂礦，可勘探鋁土礦、錳礦、褐煤和菱鐵礦等弱磁鐵礦，可勘探油氣田構造。研究磁性基底控制的油田構造，圈定沉積覆蓋層的局部構造。

2.1.2 電法勘探

電法勘探是根據巖石和礦物之間的電性差異，研究自然電磁場和人工電磁場空間分布的地球物理方法。如果地下電導率均勻，則電流和電流分布均勻。當然，在大多數情況下，地下物質的分布是不均勻的。此時，電場將發生畸變，電流線分布將不均勻。通過對現狀線路的分析，可以判斷各種地下條件。根據異常電磁場產生的原因，采用了一些人工操作方法，如自然電場法、金屬和非金屬礦物電法、油氣電法、水文技術電法、直流電法和交流電法。電法勘探參數多，應用范圍廣。主要用于水資源勘查、油氣勘查、金屬和非金屬礦產勘查、深部地下地質構造勘查、地質構造勘查等地質勘查的基本問題和各種工程建設問題。

（1）中間梯度法（簡稱中梯法）。這是電阻率剖面的一種重要方法。中間梯度裝置沿Mn 測量電極，并沿縱向距離a 和B（1/3 ～2/3）鋪設饋電電極距離a 和B。中梯法是恢復高強度、強傾斜脈沖體的有效方法。因為許多熱液礦床與高阻脈沖體的成因或空間關系密切，中梯法對找礦具有直接意義。

（2）激發極化法。激發極化法是一種較新的地球物理方法，主要用于有色金屬的勘探和地下水的研究。根據巖石和礦石的不同激發極化效應，安裝方法為地下人工直達距離布置。為了確定地下礦產資源和相關地質方法，研究地下激發極化效應的變化特征和空間分布。

2.1.3 重力勘探

重力勘探是一種測量密度差引起的重力異常，確定異常地質體空間分布特征的地球物理勘探方法，據此判斷勘查區地質構造及礦產分布。地質體與圍巖密度不同，體積大，埋藏條件好。重力勘探廣泛應用于油氣勘探、區域構造識別、基底起伏、鹽丘、鉻、銅、各種金屬等金屬礦產。還可以發現大型、地表或近地表致密礦物，并通過識別相關構造和地層以及間接勘探計算其儲量。

2.2 地球化學方法簡介

地球化學方法（化探）是以地球化學和礦物學為基礎，以地球化學彌散暈為主要對象，研究相關元素在地殼中的分布、彌散和富集。礦化元素的原生暈和次生暈遠大于礦體，可提供較大的找礦靶區。通過對地球化學暈的研究，發現了新的難以識別的深部礦床和礦體。因此，化探方法在尋找隱伏礦床方面是非常有效的。該方法適用于大多數金屬礦床，特別是尋找有色金屬和稀有金屬，如銅、鉛、鋅、鎳、鉆、錫、鎢、汞、砷、銻、銀、金等，是一種有效的方法。

2.2.1 土壤地球化學法

土壤地球化學勘查方法主要用于進一步縮小勘查靶區，一般為1/10000 ～1/25000，以總結元素的分散富集規律。該方法在鉛、鋅、銻、金、銅等礦產勘查中具有良好的找礦效果，能有效縮小找礦靶區，突出找礦靶區，具有較高的工作價值。土壤地球化學勘查是一種成熟有效的常規地球化學勘查方法，可應用于礦山地質勘查，區域勘探階段，即普查階段、詳查階段，特別是大覆蓋面積的勘探階段，是一種有效的勘探方法。

2.2.2 同位素地球化學

幾十年來，隨著現代技術的發展和銅、鐵、鋅、鎂和硒的地質應用，穩定同位素（如s、O、h 和C）和放射性同位素（如U-Pb、Rb-Sr 和Sm-Nd）不斷增加，但非傳統同位素也發展迅速，雖然這些元素很少用于地下礦床勘探。與傳統同位素相比，非常規同位素在礦床應用中的優勢在于其利用成礦元素自身對抗物質本身的超強能力。

2.2.3 電吸附地球化學勘查方法

電吸附法是一種新的勘探方法。室內專用設備，添加專用溶劑配方，通電釋放地球化學異常中的活性組分，豐富吸附介質，用其數據指導找礦。

3 物化探方法在地質找礦中的應用

3.1 物化探方法找礦原則

3.1.1 與地質調查相關經驗的結合

在采用物化探方法進行勘探之前，應結合地質勘探經驗進行礦產勘查。在區域地質調查和老礦區評價之前，必須進行物化探。在開采過程中，要認真勘探各個領域，不要因勘探不足或勘探失誤而錯失許多潛在礦產資源。

3.1.2 按最佳方式組合

在地質勘查中，物探與化探應合理結合，更好地開展勘查工作。根據物理條件、交通條件和地形特點，合理選擇物化探方法。

3.1.3 區域展開 面中求點

在具體實施過程中，區域對勘探工作有影響，勘探過程中應明確區域環境地質因素，重點抓好區域地質礦產資源的綜合開發和統計工作。結合勘探戰略成果，根據勘探儀器數據及相關統計內容，不斷縮小勘探范圍，認真研究金、鐵礦等可能有礦產資源的地區，結合其固有的特殊物性，在具體實施過程中，可利用放射性、航磁異常等技術手段，積極校準檢測儀器，準確定位儀器位置或采取技術改進措施，從改進物化勘探方法入手，積極尋找準確有效的勘探距離點，確定礦產資源分布位置。

3.1.4 由礦找礦 攻深找盲

礦產資源的分布具有地質特征。例如，在我國礦產資源分布中，北方油產區相對集中，南方有色金屬資源分布廣泛，銅、金資源豐富。受地質變化和地質活動的影響，一些礦產資源伴隨著它們的分布，應注意在礦產資源周圍勘探和尋找其他相關礦產資源，物化探技術的使用應以足夠的地質知識為指導，對土壤地質成分進行科學分析，從巖層分布和金屬含量入手，在綜合判斷分析的基礎上，對一些關鍵領域進行深入探索。

3.1.5 綜合調查原則

任何方法都有其自身的局限性。在地質調查中，必須充分利用各種方法的優點，靈活運用，實現復雜地質的準確勘查。

3.1.6 求異原則

在前人研究的基礎上，類比是獲取未知礦物信息的常用方法，但在應用中存在著典型的缺陷。由于對未發現礦床缺乏判斷和預測，物探和地質應用不足，隱蔽信息缺乏直接反饋，信息相對封閉，綜合性不足，因此必須堅持求異原則。

3.2 物化探方法在地質找礦中的具體應用

3.2.1 區域規劃下探測范圍點的確定

物化探方法在地質勘查中的應用需要結合環境地質因素、地質類型和礦產資源規劃勘查范圍，結合勘探資料確定礦產資源勘探范圍，勘探概率高。采用合理的勘探方法，及時調整勘探儀器，提高礦產資源發現概率。

3.2.2 基于地質特征的深入勘探

中國幅員遼闊，復雜多樣。在這一背景下，我們必須首先了解地質礦產資源的分布特征。中國北方的油田相對集中，南方的有色金屬礦產資源分布相對廣泛。熟悉不同礦床的特征，結合地質成巖規律進行礦產資源找尋。要了解各種礦產資源的形成過程，重視周邊地質、巖層、土壤金屬、稀土元素的調查分析。在科學判斷的基礎上，對勘探范圍內的多個區域進行綜合勘探，避免遺漏。

3.2.3 多種物化探技術組合

在大多數礦產資源勘查過程中，要結合實際情況，合理化勘查技術，使地質找礦更加方便、準確。在實踐中，礦產資源的分布往往受到復雜地質條件的制約，具體的勘探工作不能一蹴而就，必須結合物化探技術進行。這將提高找礦效率，大大提高區域礦產資源的勘探能力。物化探組合的目標是充分利用環境，提高勘探效率，還應特別注意技術參考過程的再現性，以減少不必要的資金浪費和人力投資，保證礦產勘查的準確性。

3.3 物化探方法在地質找礦中的應用實例

3.3.1 物化探在吉林省六批葉金礦找礦中的應用

吉林省六批葉金礦區位于華北地臺北緣東段龍崗陸核北端，屬板廟子—夾皮溝金礦帶的南東延長部，該區構造比較發育，主體有淺層次線性斷裂，不同時期的構造疊加復合，為該區成礦物質活化—遷移—富集起到了主導作用。在對已控制礦體地球物理、地球化學場特征總結的基礎上，對礦區實施激電掃面工作，本區施工的34 個鉆孔、14 個見礦鉆孔均位于綜合異常上，其余無綜合異常地段的鉆孔未見礦。總之，本區采用物化探綜合方法找礦很有效果；地球物理找礦模式的建立在本區起到了指導找礦作用；鑒于綜合方法找礦應用的有效性，依據從已知到未知，為礦區外圍找礦提供了有效的地球物理場、化學場信息。

3.3.2 物化探在西藏芒納礦區找礦中的應用

西藏芒納礦區地層屬岡底斯一騰沖地層區，出露地層主要為中生界、新生界。部署物化探測網，實施的是差分信號GPS定位系統。野外GPS 測點數據采集采用北京坐標系統，經緯度坐標、公里網格坐標和高程GPS 坐標構成了每個測點的數據。除用于物化探測量布網外，還輸入surfer 軟件繪制實測地形及工作部署圖。利用物化探方法，在本礦區開展銅礦和磁鐵礦效果明顯，經土壤剖面測量，異常具明顯的濃集中心，其它伴生元素亦有異常顯示，礦區內磁鐵礦點品位較高，規模較大，平面上呈橢圓形。在后期，可展開進一步工作，進行磁法和直接投入鉆探工程的驗證。

3.3.3 物化探在遼寧撫順棋盤山礦區找礦中的應用

遼寧撫順棋盤山礦區位于華北板塊，是我國重要的多金屬礦產資源礦區之一，運用土壤地球化學測量和激電中梯測量法，結合區域地質背景，對礦區的地質特征、物化探特征以及礦化體特征進行了大量論述，結果表明，花崗斑巖體具有良好的分帶性，為低阻高極化體，且與土壤地球化學異常吻合。運用物化探方法，還對Au、Mo 礦化體的空間分布規律、原生暈的分帶規律以及礦化體與蝕變之間的關系進行分析，總結出礦區的地質、物化探異常以及蝕變等找礦標志，物化探異常地段以及巖體接觸帶將成為下一步找礦的重點方向。

3.3.4 物化探在黑龍江佳木斯礦區找礦中的應用

礦區位于黑龍江省佳木斯興東期一燕山期貴金屬、有色多金屬成礦帶的南部，本區所處大地構造位置屬張廣才嶺邊緣隆起帶的中北部，寧安盆地西邊緣，南鄰敦一密深大斷裂帶，成礦地質條件十分優越。運用物化探方法中的高精度磁測以及激電中梯測量等對該礦區進行分析，從磁場所反映的特征上看，本區構造及巖漿活動比較發育，基本與區域地質背景相吻合，具有較好的成礦背景。從電場電阻率特征上看，利用電阻率尋找斷裂構造和硅化脈體效果是很明顯的。綜合研究地球物理、地球化學特征結合區內地質，確定找礦標志進行驗證是本區取得找礦成功的有效方法。

4 地質找礦中應用物化探的改善措施

4.1 設備和設施的持續更新

設備和儀器是物化探的關鍵。先進的設備和儀器可以促進物化探事業的發展，落后的設備和設施將阻礙物化探事業的發展。找礦地質的關鍵是找到隱伏的礦井，沒有先進的設備很難找到它們。因此，最重要的是更新物化探技術人員的設備。

4.2 物化探信息的二次開發

在收集了大量物化探信息數據后，合理科學地利用，充分發揮數據信息的功能和價值，將先進的科學技術與新的信息數據相結合，完成物化探信息數據的二次開發。利用新方法調查分析前人資料，進而研究成礦規律，掌握新的物化探方法，對找礦具有重要意義。

4.3 完善地質找礦管理制度

物化探方法在地質找礦中的應用，需要相關人員對物化探過程中的異常進行分析，并結合相關資料對礦產資源進行分析。礦產資源的開發必須符合生態環境保護標準。政府根據礦產資源勘查的實際情況，制定相應的礦產資源開發保護標準和相關行為管理制度，實現礦產資源的合理開發。

5 結論

隨著科學技術的飛速發展，現代地質找礦中出現了各種先進的勘探方法和設備。通過物化探方法在地質找礦中的具體應用，對物化探也有了更深的了解。同時，找礦過程中，應充分考慮地質條件和物質特征，根據礦區地質背景準確掌握物化探技術，創新勘查思維模式，構建綜合找礦分析方法，可以有效地掌握礦產分布信息，使找礦工作更有價值。物化探方法在地質找礦中的應用對我國礦產資源開發和勘查的準確性有著重要影響，有效地減少了油氣田勘探的資金投入和時間投入。總之，物化探措施在地質找礦中起著關鍵作用。在地質找礦工作中，要加強物化探技術的引進，提高技術水平，促進地質找礦事業的發展，為促進我國經濟建設的發展提供資源保障。