对地质勘查物化探技术的探讨

谢剑雄

[摘要]矿产资源是国家发展的重要基础资源，随着社会发展，浅层资源已勘查殆尽，深层矿物质由于受到地质环境及经济技术条件的限制，勘查及开采难度非常大的，因此我们需要采用有效的措施来提高中深层矿产资源的勘查效率，促进矿产勘查开发技术发展。综合运用物化探方法是当前最为常见的一种勘查手段，在矿产勘查工作中具有非常重要的作用。

[关键词]地质勘查 物化探

[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-272-1

1物探内涵以及勘查方法技术

物探勘查方法技术物探是地球物理勘查的简称，包括重力、磁法、电法、地震、放射性和地温等六大类方法。据统计，物探方法在寻找和扩大能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、非金属矿产和地下水等方面，起着主要的作用，效果明显优于化探。

（1）航空及地面甚低频电磁法。其基本原理是：利用频率为l5～30kHz的甚低频军事或广播电台发射的电磁波作为场源，在地表、空中或地下测量其电磁场的空间分布，从而获得浅层地质体的电性局部异常，其探测深度较小，作为一种物探勘查方法，在我国应用是20世纪80年代从国外引入以后。该方法在圈定良导断裂破碎带、蚀变带，追踪含矿构造，寻找低电阻率的岩（矿）脉，圈定矿化范围等方面具有鲜明的特点。其仪器设备轻便，野外观测方法简单，资料处理速度快。但应注意地形、电缆等人文干扰异常的识别和改正。当第四系覆盖较厚时，对于埋藏较深的地质异常体所反映的有效信息较弱。因此，VLF一般用于浅覆盖区及外围的剖面或扫面工作。目前，我国已经可以生产较为先进的甚低频电磁仪，如重庆地质仪器厂生产的DDS系列，在我国的金属矿产勘查中取得了一定效果。

（2）地震层析成像，简称CT就是用医学x射线CT的理论，借助地震波数据来反演地下结构的物性属性，并逐层剖析绘制其图像的技术。其主要目的是确定地球内部的精细结构和局部不均匀性。这一技术技术理论成熟、分辨率高、探测深度大，尤其在深部探测方面具有明显的优势，因此主要应用于能源矿产的勘探以及地球内部物理结构及地球动力学研究。

（3）大地电磁测深。大地电磁测深是以天然交变电磁场做场源的被动场源电磁测深法。它是通过被动场源引起在地表观测到的电、磁场强度的变化来研究地下岩（矿）石电性及分布特征的一种方法。由于其具有探测深度大，不受高阻层屏蔽，分辨能力强，工作成本低和野外装备轻便等特点，在地球岩石圈深部结构研究、地震预报、油气勘探、地热田调查中显示了重要作用。大地电磁测深对于地下低阻层相当敏感，这是大地电磁测深方法能够在金属矿勘探中发挥作用的主要地球物理依据。就金属矿床而言，矿体与围岩之间，蚀变围岩与未蚀变岩石间，一般均存在较大的电性差异。矿体中金属硫化物的富集会使其电阻率明显降低。而控矿脆性断裂、韧性剪切带、蚀变破碎带的出现，均可导致矿体与周围岩层（体）间明显的电性差异。这使大地电磁测深方法成为解决此类问题的有效手段。

（4）瞬变电磁法。其是电磁测深法的一种，但它是有别于大地电磁测深（MT法）的以脉冲电流讯号为场源的主动场源时间域电磁勘探技术。TEM以电磁感应理论为基础，通过研究探测目标物感生出的涡流场在其周围空间形成的二次电磁场随时间变化的响应特征，推测目标物的空间形态，从而达到探测目的。基于此，TEM对于寻找高导电性的较大矿体的效能突出。另外，TEM还具有探测深度较大，受地形影响较小，施工环境宽松，作业方便等优点。这使得该方法在一些地理景观复杂的矿区得到了广泛的应用，找矿效果明显。

（5）可控源音频大地电磁法。它用一个发射偶极AB供电，电极距离为1～2km，测量工作布置在供电偶极中垂线±300的扇形面积内，测线与供电AB极连线平行。这时的场源可以认为是平面波，通过不断变换供电频率便可达到电阻率测深的目的。在山区可根据地形灵活选择发射机位置。测量时只移动接收机便可进行面积性测深工作，从而提高了效率，降低了成本。CSAMT法勘探深度大，同时由于其可以通过“变频”改变探测深度的不同，而兼有测深和剖面研究的双重特点，是研究深部地质构造和探寻隐伏矿的有效勘查手段。对于地面甚低频电磁法（VLF）难以发挥作用的厚层覆盖区，可以选用CSAMT法。

2化探内涵以及勘查方法技术

化探勘查方法技术化探是地球化学勘查的简称，在寻找和扩大贵金属矿产方面，由于其多解性少，具有直接性，其勘查效果明显优于物探。

2.1地表介质地球化学测量

水系沉积物测量方法，生物地球化学测量方法主要用于矿产普查阶段，为选定靶区的最佳手段；土壤测量为异常地质体初步定位及选定物探测量范围提供依据，也是矿产详查阶段的重要化探方法；岩石测量、水地球化学测量应用于探矿工程中，为推断确定矿体提供直接依据。

2.2汞气测量

汞及其化合物的地球化学性质有两个方面的重要特征，一方面汞是典型的亲硫元素，这使它在内生成矿作用中，以各种形式分散进入各种硫化物中，使汞呈高度分散状态；另一方面，与其他金属元素相比，汞为最易挥发的金属元素。汞易于从各种化合物还原成自然汞，而自然汞在相当宽的氧化还原电位和酸碱介质内是稳定的。汞具有较强的穿透力，一般地说，由地下深部上升的汞蒸汽，沿着构造断裂、破碎带上升，从地面一下几百米甚至几千米，可以一直到达地表，即使疏松覆盖物较厚，地表土壤中仍有汞的异常显示土壤汞异常往往指示断裂构造顶部的投影位置。然而当直接采样介质为气体时，受气候、环境，尤其是降雨等自然因素和操作上繁琐、操作过程中主观因索的影响，测量结果重现性不理想。

2.3地电测量

该方法是利用人工电场作用使矿化相关的金属离子平衡发生改变，金属阳离子向阴极移动形成电解质，收集分析这些电解物发现金属异常。该方法主要用于异常查证及矿产详查阶段。

3物化探方法的综合应用

矿产勘查工作中，一般在有利成矿地质环境下，适当的化探方法先行，缩小找矿靶区，再辅以相应的地球物理方法，综合地质解释，便可初步确定异常地质体的规模、形态，投入槽探、钻探工程验证，可达到矿产勘查目的。目前生产技术水平，物探、化探测量从测深及元素含量方面，均不能达到定量目的，随着理论发展及新技术提高，物化探新设备的应用，其矿产勘查优势日益突出。

参考文献

[1]陈进等；物化探技术有消息定量评价方法研究[J]；大地构造与成矿学；2010.

[2]贾长顺等；综合物探技术在黄土覆盖区隐伏金矿体预测中的应用[J]；黄金；2008.

[3]荆永渠等；磁测方法在支山铁矿勘查中的应用[J]；科技传播；2010.