论物理勘查技术在地质找矿中的应用

2016-04-14辽宁省物测勘查院辽宁沈阳110031

地球 2016年10期

（辽宁省物测勘查院辽宁沈阳110031）

我国的矿产资源经过数百年的探寻和开发，地表矿产资源已多被发现和利用。未来矿产资源的开发方向必定是地下深处以及海域地区，而这些地区的矿产资源，开发难度较大，因而，作为使用广泛、优点突出的物理勘查技术，其深入研究必将成为未来研究的重点，也将是未来地质找矿行业中的潮流。

物探地质找矿运用

上个世纪，我国仅有少数地球物理学家，如李善邦、顾功叙、翁文波等在已知矿区进行过零星的重力、磁法、电法的试验研究工作，而且规模较小。改革开放以来，随着我国经济建设的不断深入壮大，各种矿物的消耗日益加深，需求量也越来越大，尤其是对铜、金、银等一些金属矿物的需求。面对现如今金属矿物大量短缺的情况，各种勘察矿物的技术各不相同，例如物理技术、化学技术等都在实践中得到了广泛的运用。然而，不同的地区其地质情况差异相同，例如山区丘陵的崎岖陡峭，盆地山谷的高低不平等都给勘察带来了极大的麻烦，而物理技术勘察分辨率高，探查深度大，在实际中的应用必将愈加深入。随着世界上其他工业化国家应用地球物理学发展，我国的物探事业也逐渐形成并发展起来。

1 地质矿物的形成及分布分析

1.1 矿物形成理论分析

地质成矿可以分为两个阶段，第一阶段，当地质体成岩作用已经完成，实现了岩石和流体的初始分离。由于发生地质构造活动，成矿介质温度、压力发生变化。成矿介质尚处于高温、高压、强酸、强碱或强氧化条件下，成矿流体对原来的岩石矿物形成大规模交代作用，出现大量交代矿物。成矿物质尚处于络合物状态时发生大规模矿物交代作用，此时属于成矿前期蚀变。第二阶段，成矿介质在地质作用过程中转变为低温、低压、近中性或还原条件时，成矿物质沉淀结晶就位，同时又形成新的脉石交代矿物。此时属于成矿物质卸载阶段的蚀变。因此矿床周围出现了两套交代作用。一是显示成矿物质处于流体中络合物状态；二是成矿物质结晶沉淀就位。

1.2 我国成矿带分布特点

在横向上，我国境内有三条纬向构造成矿带，第一条是阴山天山构造成矿带，它位于北纬40°～43°，以盛产铁、铬、镍矿产为特征，其次钒、钛、铜、铅、锌矿也占重要地位；第二条是秦岭昆仑构造成矿带，它位于北纬32°31′～34°30′，主要矿产有铬、镍、铜、钼、铁以及铅锌矿；第三条是南岭构造带，它位于北纬23°30′～25°30′，有钨、锡、有色金属、稀有稀土等矿产。

我国的各类矿产资源中，大部分种类都能够基本保证，不过，像铁、锰、银、高岭土、汞等保证程度较低，而石油、天然气、铜、金、硼等则在保证程度上有缺口，至于铬、钾盐、金刚石等则比较短缺。因而，在地质找矿过程中应根据分布，需求等有所侧重。

2 勘查的技术运用

2.1 电磁法

电磁法是物探勘查技术中的一种最常用的方法，将电磁法细化分类可以分为航空及地面甚低频电磁法、大地电磁测深、瞬变电磁法等，能通过电磁法进行勘查，是因为自然界的岩石和矿石具有不同磁性，其附近的磁场也各不相同，局部地区的地球磁场会因为它而产生变化，出现地磁异常。通过仪器寻找出这些磁异常并对其进行研究，进而寻找出磁性矿体和并研究地质构造的方法称为磁法勘探。当然，电磁法的探测对象应略具磁性或显著的磁性差异。电磁测深法则在火成岩或碳酸盐岩覆盖区勘探下伏沉积岩方面表现出独特的优越性。它的应用极为广泛，实际显示，这种方法效率高、成本低、效果好。其中的航空磁测更是能在短期内能进行大面积测量。

2.2 中间梯度装置的激发极化法

激发极化法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。运用这种方法在寻找硫化矿时石墨和黄铁矿化是主要的干扰因素应尽量回避。对于良导金属矿的和浸染状金属矿床探寻作用突出，例如某地产在石英脉中的铅锌矿床及河北省廷庆某铜矿地质效果显著。对于这种方法，不论其电阻率与围岩差异如何均有明显反映，对其他电法难于找寻的对象应用它更能发挥其独特的优点。

2.3 重力测量

重力勘探的依据是矿石中含有大量黄铁矿等密度比围岩的大矿石所引起的重力异，实际中是在测地质体与围岩间存在密度差才可用此法，实际测量中可用此法直接找富铁矿、含铜黄铁矿；配合磁法找铬铁矿、磁铁矿；确定基岩顶面的构造起伏以及断层位置及其分布、规模，借此寻找到金属矿床；用于区域地质研究，普查石油、天然气有关的局部构造；此外，还可应用它找密度小的矿体。如找盐类矿床取得显著地质效果。不过他受地形影响大，干扰因素多，但在深部构造研究上，是电法、磁法不可比拟的，而且重磁方法适用于大面积区域。

3 地质找矿中勘查的发展方向

许多金属矿物存在一些山区，山谷之中，这样的地形地势起伏较大，这就要求许多物理勘测仪器向着系列化、轻便化、智能化和多用化方向发展。在地震法中，有一种利用可控震源的方法，它是一种激发地震勘探信号的设备，珍重方法环保安全，施工灵活，在地形复杂地区需高密度勘探的地区，可控震源作业将成为首选。目前，它还不能广泛应用，日后体积小、重量轻、便携式的电磁驱动的高频可控震源将是研究的一大方向。

在数据采集方面，自动化技术被广泛应用，现实情况中，搬运和布设大线花费了许多人力财力，因而，发展高灵敏度、大容量、大功率、多功能、多取样的采样技术应成为又一发展方向。

数据处理方面，计算机技术配合信息数字化以及成像模拟等技术仍有很大的潜力可挖掘，使数据处理、资料解释以及视图方式实现图形可视化及自动化也是它的一大目标。

还有一种非常规的物理勘查技术层析成像技术，这种技术目前还处于试验研究阶段，不过，它能大大提高金属矿的预测精度的功能还是令不少研究者趋之若鹜。不久的未来，随着它的技术完善，相信它能被广泛运用。