浅谈地质勘查中物化探技术

张民召 王瑞

摘 要：在当前的经济技术条件下，勘查找矿工作难度越来越大，为了达到最佳的勘查效果，一般会将多种物化探技术综合运用，以此提高找矿工作效率。本文就物化探技术在地质勘查中的应用进行详细分析，以供参考。

关键词：矿产勘查；物化探技术；成矿预测

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。

1 地球物理勘查方法技术

地球物理勘查（简称物探）方法也就是利用各种地质体的物理性质差异来勘查矿产资源的一种方法，主要包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震法勘探、放射性勘探方法等。物探方法在寻找有色金属、煤炭、石油、地下水以及构造方面均能够取得良好的效果。

1）重力勘探。通过对重力场的变化测量，查明地质构造及矿产分布的方法，除地面重力测量外，还包括海洋重力、航空重力、井中重力、卫星重力测量。重力勘探始于上世纪二十年代，具有勘探深度大、经济的特点，随着科学技术发展，轻便、高灵敏度的重力仪不断问世，重力勘探在矿产勘查中发挥着重要作用。目前较为先进的重力仪为美国劳雷工业公司生产的CG-5野外重力仪。

2）磁法勘探。磁法勘探是利用地质体间磁性差异所引起的磁异常来查明矿产及地质构造的方法。按工作环境分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测及井中磁测四类。磁法勘探对勘查具有磁性的地质体或矿产具经济、直接的特点。较新型的磁力仪为加拿大产的GSM-19T标准质子旋进磁力仪梯度仪系列、GSM-19高精度Overhauser磁力仪梯度仪系列。

3）电法勘探。通过地质体间的电性差异查明地质构造或矿产的勘探方法。单就场而言可分为传导类电法勘探和感应类电法勘探，就工作空间而言分为航空电法、地面电法、井中电法。具体勘探方法主要有：电阻率法、充电法与自然电场法、激发极化法、电磁法、频率电磁剖面法、瞬变电磁法、大地电磁测深法、可控源音频大地电磁法、甚低频法、探地雷达法、地面核磁共振法等。随着科学技术发展，电法勘探的仪器设备更加先进多样，探测深度不断加大，在勘查工作中得以廣泛应用。

4）地震勘探。地震勘探是通过研究人工地震产生的地震波在地下传播规律辨别地质体的方法。地震勘查具有穿透深度大，精确度高，解释结果单一的特点，在石油天然气、煤田、工程地质勘查及区域地质、地壳研究方面广泛应用。

2 地球化学勘查方法技术

地球化学勘查是系统地在不同尺度和规模上研究岩石圈、水圈、生物圈、土壤圈、气圈中化学元素、同位素及其化学特征的空间分布变化规律，探讨它们在宏观、微观尺度内的分配迁移机制的方法，简称化探。主要研究对象为元素分散模式及异常，按异常规模分为区域地球化学异常、地球化学省、地球化学域；按形成异常介质分为水系沉积物、土壤、岩石、生物、水、气体地球化学异常。主要工作方法为对不同介质的地球化学测量。化探方法在寻找和扩大贵金属矿产方面具有直接、快速、定量经济的特点。

伴随着地质找矿的深入，露头矿和近地表矿已基本被查清殆尽，隐伏矿的寻找成为今后矿产勘查的发展趋势。近年来，一些高灵敏度、高精度的化学分析仪器，提高了人们对地球物质特殊存在形式和迁移运动机制的认识，同时促进人们对地球化学勘查方法的开发研究，提出了不少隐伏矿床地球化学勘查的新理论和新的方法技术。目前比较先进的化探方法是深穿透地球化学方法，当前以金属活动态测量法、地球气纳微金属测量法、活动金属离子法、地电测量法一系列偏提取技术为主要手段。

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）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。

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

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。

1）检测地质的异常强度。地质中的矿物质形成时间不同，并且形成的成分有所不同，这样就决定了矿种会产生不同的性质，比如说有的矿种是以放射异常为主，而有的矿种则是以电磁性异常为主，还有的矿种以重力性异常为主，这样就决定不同的矿种产生的异常不同，实际上对于同一个矿种，因为形成年代以及其他一些影响，产生的异常也会不同，因此，对于矿物质的检测，一定需要重视异常强度情况，对异常的成分进行分析，初步确定矿种。

2）技术多解性的处理。由于物化探技术产生的多解性，在实际应用中要考虑好地质情况，提高施工人员的分析以及解释矿种专业技能水平；增加采集数据量，减少计算误差，这种方法可以有效的避免定测结果反推产生不准确的现象发生，从而减少多解性的发生次数；对定测结果增加算法方案，增加观察参数，对不同参数做处理，通过不同的参数进行综合评定，继而减少误差的产生，减少定测结果反推不准确现象发生。

3）考虑物质性因素。在利用物化探技术检测时，单纯的利用异常强度检测继而做出判断是不准确的，需要考虑检测的地质情况以及其他物质情况。矿种本身具有很多不同的特点，矿种在地质深层中与其他地质体会出现差异，因此在利用物化探技术检测异常强度时，需要对不同的地质情况与物化探技术进行有序的结合，通过不同的结合循序渐进的做出判断，这样就可以减少多解性的产生。

4）善于分析成矿地质条件。在异常资料解释时应该注意以下地质现象的干扰。如：异常区存在石墨化、黄铁矿化干扰、地表只见矿化、地下可能有盲主矿体、地表露头矿体小，深部有隐伏大矿体、地表成矿条件不利，地下有利、地表所见矿种无工业价值，地下却有另外有价值的矿种、已知矿种矿床规模小，地下有另一矿种规模大。当矿体形态复杂、多个矿体靠近或矿体附近有干扰地质体形成的叠加异常、地形复杂和磁法遇到斜磁化等情况时，定量、半定量反演的难度大增，其结果的准确性也大为降低，甚至会出现错误。

4 结语

物化探方法的运用必须以工作区的成矿地质背景为基础，物化探信息必须结合工作区的成矿地质条件来解释。在进行物化探勘查过程中始终坚持地质一物化探 （结合地质理论进行合理分析、解释）地质的思路，而不能脱离成矿地质条件，孤立使用某种方法，只有这样才能解决地质与找矿的实际问题。

参考文献

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[2]段学斌，徐密，郑小龙.对地质勘查物化探技术的相关探讨[J].世界有色金属，2017，（5）.