电法勘探技术在金属矿产勘查中的应用探讨

张棋豪

摘要：随着矿产资源的开发和利用，金属矿产资源保障和资源需求之间的矛盾越来越突出，迫切需要快速、高效率和低成本的金属矿产勘查方法，而电法勘探技术的应用很好的解决了这一问题，满足了我国金属矿产勘查的需求。本文针对电法勘探技术进行深入分析，并就其在金属矿产勘查中的应用进行深入研究。

关键词：电法勘探技术；金属矿产勘查；激发极化

电法勘探技术是目前物理探测常用的技术手段，电法勘探技术的应用能够在一定程度上提高金属矿产勘查的效率和水平。随着我国科学技术的不断发展，我国所储存的金属矿产勘查的难度也越来越大，需要不断的与时俱进，提高电法勘探的技术，促进电法勘探技术在金属矿产勘查中的全面应用，这对于提高金属矿产勘查技术水平以及工作效率的提升都具有十分重要的意义。

1.电法勘探技术概述

电法勘探技术是指根据地壳中的岩石或矿体自身所具备的不同电磁学性质和电化学性质，地质工作者通过人工或天然电场、电磁场以及电化学场的分布规律进行记录和观测研究。电法勘探技术经过近年来的发展应用，在金属找矿、勘探地下水资源以及解决地质构造问题上都发挥出了重要的作用。同时为了提高地质工作勘探的效率，针对于野外测区的条件和所要解决的地质问题，探索出了不同的电法勘探技术，这些不同的勘探技术各具优势，都有一定的应用范围。总而言之，电法勘探技术在金属矿产勘查中应用具有绿色环保、施工灵活等诸多优势，所观测的数据资料分辨率高，应用价值非常大，具有十分广阔的发展前景。

2.地球物理特征

应用电法探勘金属矿产，首先需要弄清楚不同岩矿石的地球物理特征（如表1所示），在此基础上可以圈定低阻高极化异常，以实现电法间接找矿的目的，同时配合在勘探深度更具有优势的电磁法，能够显著的提高金属找矿的效果。

3.电法勘探技术的具体应用方法

3.1激发极化法

我国矿产勘查发展最火热的时期是20世纪50年代，期间发现了大量的矿产资源，但发现的皆为浅表层矿产或出露矿。在此之后，越来越多的矿床被发现，找矿的方法和设备也越来越先进，发现了一大批的铁矿床和硫化矿床，对于当下难以辨别的盲矿，通过地球化学方法利用微观的手段被逐一发现。在此之后的25年间，矿产的发现率出现下滑，投入了巨大的人力和物力没有勘查出具体的成果。对于金属矿，尤其是金矿类的贵金属矿而言，勘查的难度非常大，金矿一般存在于碎屑岩层或者碳酸盐层构成的地层当中，容易受周边环境的影响，开采的难度也十分大。自然界中的金属除极少数不活泼的金属（金、银）以单质形式存在外，都以化合物的形式存在，像镁、钠、钾等大多数元素在自然界都是以化合態形式存在的。

激发极化法的原理主要是基于岩石和矿石之间的激发极化效益差异，通过采用电法仪器测量对金属矿产进行勘查探测。操作的过程当电极向地面输入或切断电源的瞬间，可以检测到附加的电场，所检测到的数据会不断的变化（如图1所示）。在实际金属矿产勘查的过程中，由于地形起伏的差异以及岩石周围电性的复杂分布，会产生很多的限制因素，而激发极化法能够有效探明地下差异以及围岩差异所造成的探测差异。

3.2瞬变电磁法

瞬变电磁法基于电磁感应的原理，以脉冲电流的形式往地面铺设的回线供电，当产生稳定电流时，地质体产生稳定的一次磁场，而电流开关的瞬间，磁场会发生变化，并产生旋涡电流，这样的循环过程形成了向下传播的能量逐渐衰减的瞬间电磁场，能够探测到地下异常地质体的存在，以达到找矿的目的。

通过瞬变电磁法探测获取到数据后，通过在计算机上将实际观测到的电阻率进行分类和处理，模拟出反演出与其对应深度的过程。通过这样的过程可以完成一条剖面的数据分析工作，并加入坐标数据进行优化解释，最终获取到剖面的“多测道曲线图”及“视电阻率拟断面图”。瞬变电磁法极大简化了对异常场的研究，具有较好的应用价值。

3.3可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）

可控源音频大地电磁测深法应用在较强干扰的金属矿区找矿能够起到良好的效果，抗干扰能量较强，利用频率的变化来对不同深度的地质情况进行探测，能够显著提高工作效率，进而减轻劳动强度，其操作的方法也十分简便，对地形的要求也不高，适应性较好，而且能够开展大范围的勘探。

可控源音频大地电磁测深法所采用的勘查技术为可控的人工场源，设置两个发射电磁场装置，距离分布为1km～ 2km，同时测量装置通过电源传达穿过地下电磁场的矿层分布区域而产生的电势差来进行辨别。在距离场源5km～ 10km的位置外，可以将场源理解为一个平面波。可控源音频大地电磁测深法探测的深度较大，探测的过程中不仅仅可以实现纵向的探测，同时还能实现横向的探测，形成一个立体空间的探测效果。由于采用的是人工场源，与电场和磁场的探测效果相比，可控源音频大地电磁测深法的抗干扰能力较强，能够提高探测的准确度，同时利用可控源音频大地电磁测深法，只需要改变供电频率进行探测，工作效率较高，在实际探测的过程中，探测的深度可以在2km之内的范围进行探测，探测的过程中如果地壳中出现断层，能够准确的识别出来，在横向的探测过程中分辨率较高。可控源音频大地电磁测深法探测的过程中可以穿透地壳中的高阻层，可控源音频大地电磁测深法会受到静态效应和近场效应的影响，但是可以通过静态校正的方式来减少这种影响。可控源音频大地电磁测深法有着很更阔的应用前景，能够很好的解决深层地质勘查中所出现的勘查难的问题，金属矿产勘查探测的效果较好。

4.电法勘探在金属矿勘查中应用注意的问题

4.1电法勘探模式的选择

对于不同的金属矿区和勘查环境的差异，要择优选择合适的电法勘探模式。首先要对金属矿的物理特征要有深入的了解，尤其是电、化学特点（如表1所示），需要对现场地质环境和资料进行深入调研和考证，分析整理制定初步的勘查方案。要结合不同电法勘探技术的优势，要充分考虑到技术的时效性，针对不同的勘查需求，可以综合多种勘探技术，形成合适的电法勘探技术方案体系。除此之外，还要兼顾到勘探成本支出，在满足勘探客观需求的前提下，优先选择经济性较好的方案，进而提高整个项目的经济效益。

4.2仪器的选择以及信号处理方法

不同的电法勘探技术，对于设备选择的差异较大，但总体而言应该合理选择滤波器和信号增强器。因为在勘探的过程中，矿体周围存在电磁的干扰，首先需要对这些信号进行消除，要应用到滤波器。其次，在应用电法勘探技术进行金属矿产勘查的过程中，应该应用仪器前置的紧密隔离放大器，对信号进行增强。地质工作者在实际勘查的过程中，经常会遇到金属矿体周围的信号频率变动较为频繁，因此要分析干扰的规律，以便排除其干扰。一般而言，对于信号的处理主要是对A/D转化后产生的数字信号进行处理，通过对比数字信号进行综合分析，能够有效提高勘查的效率和成果。

4.3勘查数据处理

在进行数据处理的过程中，主要包含了两个方面的内容。首先是针对原始数据的准确性和可靠性分析，其次是对其多解性进行科学合理的判断。应用不同的电法勘查方法，结果会存在差异，同时也会存在不一样的异常情况。因此，要结合不同勘查方法的勘查原理，以及勘查地区的地质环境，进行综合分析和判断，并得出科学的结论。

5.提高电法勘探技术地质矿产勘查的管理方法

5.1提高技术应用协调性

为了提高金属矿产勘查的工作成果，在实际金属矿产勘查的过程中，需要不断的加强探矿技术的更新，要积极应用多项技术协同开展金属矿产勘查工作。根据不同的项目实施情况，基于探测区域的地质环境参数，选择合理的勘查方法，通过不同探矿勘查方法的综合运用，对当前探测矿区的实际矿石特征进行深入分析，以提高矿产勘查的效率。同时，要加强对矿山综合性评估的准确度调查，前期的评估报告对后来的金属矿产勘查影响非常大，这也是在实际金属矿产勘查方法应用的过程中，需要着重参考的基础资料，地质工作人员需要积极完备成矿理论优势，对当前的矿质种类进行有效的分析，以提高勘查的效率。最后，在目前已掌握的技术基础上，要不断加强对地质勘查技术的研究，不仅仅是理论上的学术研究，更重要的是实践上的创新，在两个不同层面的研究来提高先进技术的应用率。

5.2加强技术人员管理

在进行矿产勘查的过程中，需要结合项目的运行情况和环境特征，构建完善的监督管理体制，需要明确管理和技术人员的职责，做到责任到人。勘查单位的技术负责人要经常深入现场，对现场金属矿产勘查进行技术指导。要大力开展继续培训教育，提高工作人员的专业素养，强化技術人员对金属矿产勘查知识的整体开发和掌握能力，能够对整个勘查的流程了然于胸，通过开展一系列的教育和培训工作，提高技术人员的专业水平能力，提高地质勘查的效率。

5.3加强现场管理

对于一个金属矿产勘查项目而言，现场良好的施工管理秩序是促进勘查工作稳步进行的重要保证。在进行实际勘查的过程中，需要根据勘查所在区域的地质特征，构建完备的工程施工管理审查制度。在勘查的过程中不断加强矿产管理工作，构建良好的勘查环境，为现场金属矿产勘查提供制度和管理保障。对于身处于一线的勘查人员，需要明确自身的职责，明确任务目标，严格按照作业流程作业。对于外部人员，需要进行严格的控制和管理，以提高工作人员的素质。除此之外，还要定期对勘查工作的进度进行审核，可以及时了解现场工作的不足，并进行科学指导和开展研讨，积极解决问题。

6.结语

电法勘探技术属于物理勘探方法，上文所介绍的激发极化法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁测深法虽然操作不一样，但是主要的原理都是对通过电场环境的监控来分析地质环境中的矿藏情况。在实际应用中，应结合勘查的需求、地质环境、作业条件，并考虑经济性因素来合理选择具体的电法勘探方法，勘探过程中需要注意信号和数据的处理，综合分析得出有效的勘探结论。

参考文献：

[1]李荣亮，田建荣，刘洋，等.综合物探方法在甘肃梧桐井铁铜多金属矿勘查中的应用[J].地质与勘探， 2017， 53（04）： 755-764.

[2]皮玉莲.综合电法在金多金属矿产勘查中的应用——以安徽某地金多金属矿普查为例[J].工程地球物理学报， 2016， 13（03）： 312-317.

[3]殷超.新时期背景下地质矿产勘查工作手段及方法[J].世界有色金属， 2018（07）： 145+147.

[4]刘明亮，韩磊，程能伟，宋佳美.深部金属矿产资源地球物理勘查与应用研究[J].地球， 2015（04）： 168-169.

[5]陈旺，董生海，赵春江，马昊德，陈威君.内蒙古巴彦哈尔敖包—昌特敖包地区金矿勘查新进展及找矿潜力分析[J].矿产勘查， 2018， 009（002）： 279-285.