地球物理勘查技术与应用研究

杨万勇

摘 要：随着中国科技的快速发展以及世界经济一体化的发展趋势，国内矿产资源勘查的深度和广度也随之不断增加，对勘查技术要求自然也更加的严格，一些新型勘查技术方法应运而生。

关键词：地球物理勘查技术；应用；研究

当前，我国经济快速发展，对各种矿产资源需求不断加大，为提高国内矿产资源的开发和利用质量与效率，我国对地球物理勘查技术的研究正不断的深入并开设了相关的物探专业。对于我国找矿工作而言，东部地区找矿重点是找寻深部矿和深部盲矿；西部地区地质景观复杂，需要克服恶劣自然条件。基于这种因素，文章着重分析了几种成熟的地球物理勘查技术，着重分析了其技术特点、指标及应用。

一、高温超导磁强计

自上世纪八十年代末，我国开始研究高温超导磁强计在地球物理中的应用，时至今日以自主研发出三代高温超导磁强计，并已成功应用于瞬变电磁法、大地电磁测探法以及远偏移瞬变电磁法中。

对于高温超导磁强计技术，由于其噪声指标达到了100ft/√Hz，摆率达到0.8mT/S，这使得其具有可直接测量磁场、低噪声、宽频带、低频响应好的特点。较传统的感应线圈，高温超导磁强计作为电磁法仪器的接收传感器时，可有效的促进电磁法勘探深度和测量精度的提高。因此，作为一项寻找油气资源、深部金属矿资源等新勘察技术，高温超导磁强计具有广泛的应用功能。

以陕西某铜矿区野外试验为例，将高温超导磁强计应用于PEM瞬变电磁系统中，并利用瞬变电磁法中心回线装置，其发射电流15A，发射线框200m×200m，测量点距为50m。通过运用高温超导磁强计测量的感应磁场数据对电阻率断面进行二维电性成像，研究发现较传统感应线圈，高温超导磁强计的应用有效的促进了该PEM瞬变电磁系统的勘探深度。

二、复杂条件下的金属矿地震勘探技术

对于金属矿地质勘查来说，由于其形成与岩浆岩、火成岩、变质岩等相关的区域密切关联，这使得波阻抗界面的物性差异较小，导致金属矿地质勘查复杂性较石油地震勘探大，一些常规的勘查技术如散射波、VSP、地震层析成像以及反射波等技术无法应用。因此，针对金属矿这种复杂的地理地质环境，开发了一系列金属矿地震勘探技术，其中最为典型和应用效果最理想的技术方法就是地震方法，其优势在于具有探测深度大、分辨率高和探测结果準确可靠等特点，可广泛应用与深部隐伏矿的勘探。

对于地震方法的相关技术，其对地质构造信息的勘查是由浅到深的，探测地下结构较为精细而全面，有效的实现了多目标深度勘探的目的。由此可以看出，在解决寻找隐伏岩体和侵入岩体及喷发岩筒、#探测沉积金属矿床或层控金属矿床、研究基岩起伏和探测深部构造以及探测控矿构造等地质问题时，地震方法技术存在着明显的优势，保证了探测地质情况的准确性。

三、航空磁测技术

对于部分矿产资源其所处区域位于高度相差大于500米和海拔在1000米左右起伏的山区中，类似这种地理环境，使得矿产勘探技术在实施过程中遇到了更多的问题。基于此，开发了一种适用于中高山区的矿产勘探技术—高精度航空磁测方法，其是利用高山区获得高精度磁场的数据进行数据处理和解释方法的技术总称。

对于航空磁测方法来说，其长配套在Y12和呼唤型飞机上使用，并与DS-II型收录系统、XXH型电子补偿器、HC-2000K型氦光泵磁力仪等设备连用，形成了一套高精度航空磁测系统，并且其具有飞行高度低、灵活轻便、勘探成本低等优点。

由于航空磁测方法具有上述特点，其主要在中高山区地段应用，在样本采样频率方面约10次/s，平面定位精度在5m以内，且磁测总精度在3nt以下。根据金属矿勘探需求，航空磁测方法通过对样本数据进行采集和处理，为其勘探工作的顺利开展提供宝贵参数。

四、多频相位激电测量系统

对于多频相位激电测量系统来说，其是在阵列天然场电磁法系统和混场源电磁探测技术系统基础上发展起来，集先进高效的分布式阵列观测技术和高精度同步检测技术于一体，实现了一机供电、多机多通道同步测量的阵列式绝对相位测量。

多频相位激电测量系统主要由发射机和接收机两部分组成，其中发射机最大功率为900W，最大电压和最大电流分别为600V和1500mA，频率范围在128Hz-1/128Hz间，并且其由于采用蓄电池供电，具有多种供电波形，因此可达到TDIP/FDIP各项供电技术要求；接收机其频率与发射机相同，具有2个通道，且采样率在256kSPS，因此其具有宽频带大动态范围和自动测量特点，实现了全频段24位连续采样。

五、地下电磁波层析成像技术

作为地球物理勘探技术的一个重要组成，地下电磁波层析成像技术实现了深孔大透距（>500m）勘探技术，并且对深部矿产资源勘查提高探矿分辨率，实现对矿体的精确定位具有重要的现实意义。

由于地下电磁波层析成像技术具有有抗干扰能力强、探测准确、描述精细等特点，其可以有效的利用坑道和钻孔等勘探条件，实现对各种金属矿的勘查，并且对于未见矿钻孔间的盲矿体具有找矿效果，同时有利于矿体的延伸、连接、倾角等矿体空间形态的确定以及矿体勘查的效率与预判准确性的显著提高。

六、结语

总而言之，作为当前深部找矿工作的一个重要技术手段，地球物理勘查技术的研发与应用有效的促进了深部矿产资源勘探质量与效率的提高。特别是以高温超导磁强计、高精度航空磁测技术、多频相位激电测量系统以及地下电磁波层析成像等技术的开发与应用，对于国内地球物理勘查技术研究具有积极的推动作用，是未来地质勘探发展的重要助力。

参考文献

[1] 马林.地球物理勘查技术及其应用[J].科技展望，2015（17）.

[2] 陈晓东，赵毅，王赤军等.高温超导磁强计的研制及在TEM上的野外试验[J].地球学报，2002，04（23）：179-182.