生态保护环境下微重力资源勘查方法及未来发展趋势

刘彦志，宋 雪，解小东

（1.山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队），山东 济宁 272100；2.青岛地质工程勘察院（青岛地质勘查开发局），山东 青岛 266000）

微重力资源勘查的发展，在生态保护环境下存在一定制约。由于微重力资源勘查中重力仪器精度的提高，使观测研究的对象规模逐渐变小，重力信息上密度异常体的信息反应也逐渐微弱，使微重力勘查项目的发展趋近于获得更精确的结果。微重力资源勘查项目最早在欧美兴起，并逐渐传至世界各国。西方国家在该项目上已经获得了明显成效，我国也逐渐引进高精度重力仪，并在实验研究中取得了初步成果。顺应地质勘察项目的发展，促使重力观测方法不断升级，逐步形成一套独特的微重力资源勘查的理论、方法，以及处理系统。这种勘查以测量微重力资源为目的，并逐步发展起来[1]。其主要特点是观测范围小、探测对象少，以及测量精度高，伴随科学技术的发展，微重力勘查技术也在发展和进步，为今后微重力勘查提供了更为广阔的市场前景。

1 基于生态保护环境勘查微重力资源的方法

1.1 研究区域内微重力资源地球物理结构

勘查微重力资源需要以物理学研究为前提，在其基础上勘察矿产资源。通过不同勘察器材与高密度的电阻率分析，对微重力资源磁性及放射性等进行物理上的勘查，提高对微重力资源的勘查和采集。物理学研究的勘察方法存在着重点，为同时进行推断地球物理场的变化情况[2]。在实际应用地球物理学进行资源勘查时，主要利用岩石导电性差异，来分析高密度的电阻率。根据矿产导电的变化情况，来探测微重力资源所在的位置与深度，从而得出较为具体的矿石数量和所得收益。勘查微重力资源的方法主要有三种，具体方法如下图1所示。

具备理论知识的基础上，对所需勘查的地理位置展开大量试验与数据分析，将所得数据作为实际勘查的依据，运用到微重力资源勘查面积与分布的推测中。将视电阻率的大小作为甄别矿上填充物的主要依据，并以此甄别采空区的岩体稳定性，从而加快微重力资源采集的效率。在检测微重力资源矿区地层岩石性质时，需要研究浅层地震规律，避免在勘查微重力资源时发生矿山地质灾害[3]。地球物理勘查方法通过物理特点对微重力资源资源深入研究，为搜集微重力资源相关信息，将各类勘查工具合理搭配，详细研究地球的物理特点，随后确定资源分布状况，并在保护生态环境的基础上，合理开采微重力资源。

图1 微重力资源勘查方法

1.2 重力吸附微重力资源内矿物元素

对微重力资源进行地球物理学分析之后，便可以对微重力资源内矿物元素，开展重力吸附工作，如图2所示。在环境保护下的发展具有明显优势，在地球亿万年的发展与演变中，地质中各类同位素也在发生不断变化，不过各类同位素初始值关系密切，在地壳变化中也息息相关。在各类微重力资源勘查的方法中，重力吸附勘查方法能够较大范围探测到微重力资源信息，并结合地球化学理论，将资源中各类同位素转变为矿产资源中可溶性成矿元素，使矿物元素逐渐向上层土壤中转移。通常情况下，在相同环境的地质中，同位素相似的矿产资源也含有相似矿床，而且主要含量较大。为了提取相关微重力资源信息，采用电吸附的采集形式，将可靠的微重力资源信息分析并整理出来。

图2 资源内矿物元素

对于微重力资源中的成矿流体而言，一般同位素初始值与其周围的围岩存在较大区别，矿体资源与周围围岩相区别的主要原因，就是微重力资源勘查过程中的同位素初始值。明确二者原因后，进而根据重力吸附勘查方法确定微重力资源的形成条件，得出微重力资源区域与规模大小。为了保障其开发与使用的合理性，重力吸附勘查方法首先对微重力资源的开发价值进行了解，进而吸附微重力资源内矿物元素。

1.3 结合地球化学理论展开微重力资源勘查工作

根据地球岩石圈与生物圈的特征，采用地球化学勘查手段进行微重力资源的勘查。在得出化学元素分布状况基础上，利用这些化学元素的含量分配进行地球化学勘查。这种方法在微重力资源的勘查工作中非常重要，通过探测土壤、周围植被，以及岩石等资源中的自然元素，采用提取有效信息的手段寻找微重力资源。在生态环境中，矿产资源分布情况存在集中分布的特征，依据这一特性对地球化学勘查方法进行理解与分析，这一特征可以令寻找微重力资源的准确性大幅度提高，从而使微重力矿产资源所在区域被合理确定。为了快速且便捷的勘查距离地表较深的微重力资源，可以将地球化学与实地勘查进行有效结合，使微重力资源的分布情况被有效确定，根据地球化学勘查方法确定区域内矿产资源蕴藏量，为勘查微重力资源进一步提供了大量依据。地球化学勘查方法存在一定优势，其能够综合分析多种多样的自然元素，并且勘查的范围较广，从而有效提升勘查效率，使微重力资源勘查工作能够顺利完成。

2 微重力资源勘查未来发展趋势

2.1 完善目前微重力勘查方法的弊端

在平原地区的微重力资源勘查中，可以充分使用重力吸附勘查的方式，在不破坏周围环境的基础上，最大化合理开采微重力资源。至于在丘陵或山区如何较小破坏环境的开采资源，可以运用地球物理勘查方法来实现。比如说航测遥感或者地面地形测量等方式，使微重力的地形效应与计算机科学相结合，达到项目最终的自动化、精确化水平。众所周知，资源勘查结果的非唯一性给微重力解释带来巨大麻烦，主要因为微重资源勘查的任务有两个：一个是确定围岩与异常源的澎度差，另一个是确定异常源区域的位置、大小，及区域深度。在实际勘查情况中无法同时解决这两个问题，所以需要展开综合的地球物理勘查与重力吸附勘查，使用区域内钻孔的方式来验证对于异常源的推断。在一些地热地区，热田区域内存在正负异常情况，这种异常现象的发生不仅取决于所在区域的地质条件，还与岩石中的热变质现象有关。热变质能够使热田温度持续升高，从而使区域内地质密度增大，造成区域负异常的情况。通过地球物理勘查方法与重力吸附勘查方法的运用，使地质区域内正负异常现象得到有效克服，并在生态保护环境的约束下，合理对微重力资源进行勘查，令异常区域内的微重力资源勘察工作得到了有效发展。

2.2 提升微重力资源开发率及使用率

微重力资源的勘查方法是提高资源开发率和使用效率的重要措施，在微重力资源勘查工作中具有重要现实意义。因此，在微重力资源的开发及使用中，只有不断升级勘查技术与方法，才能满足我国市场中对微重力资源的需求。微重力资源勘查作为科技含量高、精度高的技术研发工作，其中地球化学勘查方法将是研发的重点项目。该方法通过勘察地球岩石圈与生物圈的特征，以及生态环境资源中的各种自然元素，对微重力资源进行有效探测。地球化学勘查方法可对与矿物特点相对应的岩石区域进行有效区别，准确将所需微重力资源矿物质识别出来。勘查微重力资源在国家地质工作的发展中使用较多，地球物理勘查方法、地球化学勘查方法，以及重力吸附勘查方法是主要应用方法，这些方法在微重力资源未来的勘查方法中得到更为广泛的应用，并且随着技术的发展将获得较好的应用效果，进一步提高微重力资源的勘查效率和准确性，为未来微重力资源的勘查工作打下坚实基础。

3 结束语

我国是一个具有多样化资源的国家，为了更好的开采并发展微重力资源，需要进行大量探测工作，这就致使生态环境遭受了诸多破坏。伴随着微重力资源的开采，一些地区地壳运动剧烈，且地面沉降可观，对周边居民的生活造成了巨大影响。在大力开采及使用微重力资源的情况下，导致相关资源正逐步减少，如何在不损害生态环境的基础上开采微重力资源，成为了当今的首要任务。综上所述，对微重力资源勘查方法及未来发展趋势做出了深入研究，一个有效的微重力资源勘查方法不仅能使我国社会经济迅速增长，还能增加我国国际贸易以力，所以对微重力资源勘查方法的完善已势在必行。微重力勘察具有周期短、效率高的特点，在相对广泛的资源勘察工作中，还需要对其未来发展趋势作进一步探讨和研究，从而在发展微重力资源勘查工作的基础上，给予生态环境最强硬的保护。