刍议地球物理法在金属矿勘查中应用

2018-01-29李星江

世界有色金属 2018年16期

李星江，张强

（1.吉林大学地球科学学院，吉林长春 130061；2.青海省第五地质矿产勘查院，青海西宁 810099）

随着近些年我国金属矿的快速发展和应用，地表矿以及浅层矿的数量和规模都在快速下降，找矿的难度越来越大，尤其是对于地层出露较差的区域来说更是需要通过物探法来进行金属矿勘查，其中地球物理法是最为重要的方式之一。从现阶段来看，在对金属矿进行勘查时大都会采用物探法来进行，利用物探法进行金属矿勘查可以更加有效的对矿产资源进行勘查，从而提升矿产行业的效率。

1 金属矿勘查技术发展介绍

随着我国工业改革的不断深入，金属矿勘查工作得到了快速发展。已经从最早的模糊勘查经历了精准勘查，直到现在我国很多区域都建立起了大型的矿产开采基地，并且建立起了矿产勘查专业队伍。随着我国技术水平的进一步提升以及金属矿勘查技术的日渐成熟，综合物探法在金属矿勘查中得到了有效应用，能够通过更加科学的方式进行金属矿的勘查。

2 物探勘查技术常用方法分析

①大地电磁测探法（MT）：此种方法主要是以天然交变电磁场作为场源的被动场源电磁测探法。此种方法发展相对较早，在上世纪80年代就已经应用到了矿产的勘查工作当中。此种方法主要利用被动场源所造成的地表观测电磁场强度变化来分析地下矿石电性和所分布的特性。此方法的特点在于：探测深度大、工作成本相对较低、分辨率较强、所需设备便捷等。②甚低频电磁法（VLF）：此种方法是从上世纪80年代开始传入到我国的，其主要原理在于：主要通过频率在15-30kHz的甚低频军事或者广播电台发射的电磁波当作场源，通过地表、空中或地下电磁场空间分布情况来得出浅层地质体电性异常问题。此种方法的特点在于：探测深度相对较小（50m以内）、所用仪器设备较为轻便、所用方法较简单、资料处理较快等等。此种方法在圈定蚀变带和良导断裂破碎带、找寻低电阻率岩脉、追寻含矿构造等方面非常具有优势，常常被用在浅覆盖区和外围剖面方面。③地震层析成像法（CT）：此种方法起源非常早，从上世纪80年代开始应用到金属矿地球物理勘查工作当中。此种方法的基本原理为：通过医学用X射线的CT理论，结合地震波数据对地下结构物理属性进行反应，可以逐层的进行图像剖析。此种方法的优势在于：技术理论较为成熟、具有非常高的分辨率、探测深度相对较大，特别是在深部探测方面具有更加明显的优势。④瞬间电磁法（TEM）：此种方法属于电磁测深法的其中一种，主要是将电磁感应理论最为基础，在实际操作过程中主要研究所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相关特性，从而预估出目标物所在的空间形态情况，进而达到探测的目的。TEM方法的特点在于：具有较大的探测深度、受地形影响较小、施工环境较为宽松、作业较为便利。⑤可控源音频大地电磁法（CSAMT）：此种方法主要兴起在上世纪80年代，主要是以大地电磁法以及音频大地电磁法作为基础建立起的主动场源频率域电磁勘探技术。此种方法可以利用供电频率的变换来实现电阻率的测深。在山区当中应用此方法进行勘查时可以按照实际地形情况来设定发射机的位置。在测量过程中通过移动接收机就能够实施面积性测深工作，明显提升了效率并降低了成本。⑥浅层地震技术：浅层地震技术更多应用在地震勘探当中，主要通过人工激发的弹性波在岩石中的传播来分析探究地下地质结构以及岩性信息。此种方法具有非常大的探测深度（能够达到地表之下3km），通过相应的图像处理可以对地下构造形态以及分布情况实施详尽的评价。此种方法在我国金属矿地震勘查技术中还处在试验阶段。

3 地球物理法在金属矿勘查方面的应用

①地球物理法中浅层地震技术的应用：对于金属矿产来说，其浅层岩层面到路面的距离相对较短，因此对于此种情况来说可通过具有人工智能的地球物理探测法实施勘查，其中最为重要的一种就是浅层地震技术。虽然此种技术能够在油气以及金属矿方面进行有效应用，但是因为油气和金属矿在分子结构方面具有一定区别，所以在应用此技术进行金属矿岩石结构勘查过程中所得到的信息会存在一定偏差，与事先设定的金属矿勘查目标不一致[1]。②地球物理法在铁矿勘查方面的应用：从目前情况来看，铁矿资源更多分布在我国东北地区，尤其是在黑龙江地区铁矿资源最为丰富[2]。在该区域实施多金属资源勘查过程中常常会首先采取地面磁测法来进行，之后利用相应的钻探技术找到一条铁矿体，并且采用同样的方式找到其他的低阻带，这样就能够说明所找寻的其他铁矿体是存在的。由于铁矿体和周围矿岩间具有非常显著的电性差异，所以通过MT探测法实施剖面探测就可以得到低阻特性。在实际勘查过程中铁矿的倾角相对较小，但是经过测量所得到的电磁异常相对实际情况要略宽，因此通过MT法可以对磁异常区域实施较为精密的测定，以此可以对铁矿资源实际情况进行较为精确的勘查。③地球物理法在金铜矿中的勘查应用：通过地球物理法进行金铜矿勘查过程中一定要充分分析金铜矿所具有的结构造带，在分析此方面问题时可以充分结合MT法以及VLF法来共同进行，通过这两种方法的充分结合应用能够有效提升矿产勘查过程中的准确性以及科学性，从而使得金铜矿勘查可以更加有效的进行。在采用这两种方法进行金铜矿勘查过程中，首先通过MT法对于低电阻带实施定性分析，之后再通过VLF方法对于存在的极化情况实施测量分析，最后可以通过电磁法对于蚀变带进行科学合理的分析。通过这些方法的综合应用能够有效提升物探工作的效果。