浅析综合物探在多金属矿产勘查中的应用及难点

2019-02-09任瑞柱王守兴

世界有色金属 2019年22期

任瑞柱，王守兴

（吉林省勘查地球物理研究院，吉林长春 130012）

基于遥感、计算机等现代科技发展而来的地球物理勘探技术简化了矿产勘查工作，利用具备数据采集、传输与处理功能的仪器和设备，能够快速完成大范围、更深层的地质勘探，为工程施工、矿产开采以及自然灾害防控等工作提供信息支撑。在多金属矿产的勘查领域，运用两种以上的物探技术结合传统的钻探检测，能够为矿产资源开采提供精准的定性、定量分析。

1 多金属矿产资源的勘查

目前在多金属矿产的勘查过程中，通常会综合运用多种物探技术，根据不同金属电阻率、导磁率差异形成的特殊的电磁感应，以天然地磁场做为探测对象的大地电磁法适用范围广、经济性良好且勘查效率高，在铁、铜以及金矿等矿体勘查中应用频率最高。而目前绝大部分隐伏矿体的勘查和开采深度都已经超过300m，对现有矿区和已知多金属矿体的延伸、拓展勘查深度更是超过了500m，因此为了保障开采活动的安全性与经济性，必须不断优化和改进综合物探物探技术，以确保勘查质量。

2 物探技术原理及其在矿产勘查中的应用价值

（1）物探技术原理及常见方法。物探技术是利用基于遥感技术的探测仪器和设备，根据勘探对象与其周边地质构造之间物理性质的差异，确定能够表征其差异的场源与信息采集目标。通常情况下不同化学成分的物质会天然存在密度、导电性与导磁率等差别，而这些差别会造成电磁波、超声波以及机械波在两种物质的边界处传导过程中，形成不一样的反射波，比对发射与接收的场源波形以及相关参数的变化，便可以通过分析计算，间接判断地层当中是否存在目标矿体。目前在不同领域有多种相对成熟的物探技术，包括基于不同地层构造密度差异的重力法、利用探测对象与周边围岩电性差异的电法等[1]。而以大地天然磁场为场源的磁法则是多金属矿产勘查中最重要的物探技术，因无需人工激发场源而拥有最好的抗干扰能力，而且勘查深度、定性定量分析的精确度都能够满足目前的多金属矿产勘查要求。

（2）综合物探技术在多金属矿产勘查中的应用价值。相比于传统的钻探技术，综合物探技术可以实现无损勘探，不仅有助于保护地表生态环境，而且工作效率得到显著提升。尤其是在矿产开采过程中针对已知矿体进行拓展勘查时，基于已经掌握的地质资料和开采活动中积累的数据，能够了解矿体与周边围岩的物理特性差异，根据不同的探测目标选择具体的勘查方法和相应的设备。综合物探仪器和设备可以在短时间内完成大范围的信号检测和数据采集，能够对地质构造做出十分全面的分析，得到多金属矿产的矿体分布、储量以及性质等方面的精确信息。

3 多金属矿产资源勘查中物探技术的应用难点

（1）因勘查深度不断增长带来的信号强度问题。由于目前多金属矿产的勘查深度日渐增加，而基于遥感技术接收来自地下勘探对象反馈信号的仪器和设备，会因为信号的衰减、受到干扰等原因，导致信息采集的精确度下降。而且由于深度不断增加，导致电磁波等信号需要经过更加复杂多样的地层构造和边界，对接收到的信息进行解释和研判的难度也相应变大。因此目前在多金属矿产勘查工作中，如何在深度持续增长的情况下保障勘查结果的精确度，是亟需解决的问题。

（2）物探信息的多解性。由于物探技术是通过对能够表征地层构造特异性的信息进行检测，间接判断特定矿体是否存在，分析、计算其在地下空间的位置、分布特征等，而由于地层构造当中化学成分的复杂性，同一组物探结果的地质学解释往往不唯一。因此在多金属矿产勘查向地下不断延伸的背景下，确保对勘查结果做出准确研判也是一大难点。目前基于初步解释设计多种物探技术方案加以排除，是得出相对合理、可靠的解释的主要手段。

4 综合物探技术在多金属矿产勘查中的应用

（1）勘查技术方案的设计原则。运用综合物探技术进行多金属矿产勘查时，首先应根据待勘查矿体的物理性质特征，结合已掌握的矿区地表、地下地质资料，分析待勘查区域的围岩岩性，根据二者的物理性质差异、勘查深度以及地面条件等分析可行的物探技术。首先由于多金属矿体与围岩之间的磁导率和导电性能存在明显差异，因此磁法或电法都可以取得理想的勘查结果。其次当勘查深度较深时，为减少外界干扰对勘查工作的影响，应尽量选择以地磁场为检测目标的大地电磁法。而且根据勘查目标的不同，综合利用不同的方法来达到对地层构造、矿体分布进行定性、定量分析的目的。

（2）围绕大地电磁法合理选择物探技术。目前在多金属矿产勘查领域有MT、AMT以及VLF等多种大地电磁勘探技术，不同的方法所使用的仪器和设备的性能特点、适用范围有所差别。首先MT法是最基础的磁法物探技术，勘查深度大且对横向电磁信号的分辨率更高。而AMT法的勘查深度不及前者，但由于相关设备和仪器的工作频带相对较高，因此信号的保真度更好。VLF是甚低频电磁法的简称，由于其频段特征使得信号的衰减得到有效控制，在进行深层多金属矿产的勘查时，仪器的灵敏度与精确度更高，是一种应用十分普遍的物探技术。

（3）勘查结果的研判策略。虽然在高度自动化与智能化的勘查仪器、设备的支持下，能够快速完成目标区域的多金属矿产勘查。但在获取相关数据和初步信息处理结果之后，要想得到确切的矿体空间位置、储量以及地层构造等信息，则需要运用科学的分析方法，辅以后续勘探、检测以及论证，才能得出客观并接近真实情况的结论。首先当运用某一物探技术进行勘查并发现信号异常时，应结合各方面资料、信息进行综合分析，得出所有可能的结论。其次应用可行的物探或钻探技术方案，对可能的情况进行验证和排除，从而保障多金属矿产勘查结果的唯一性与准确性，得到理想的定量和定性分析结果。