物探技术在地质找矿与资源勘查中的应用

2021-11-30李洪军

中国金属通报 2021年19期

李洪军

（黑龙江能源职业学院，黑龙江双鸭山 155100）

矿产资源是国家发展的立足之本，并且也是国家维持经济增长的一项战略资源。为了使得勘探矿产过程更加高效，目前已充分应用物探技术。物探技术带来的显著效果不但为勘查人员解决工作中的困难，还对传统勘查技术存在的不足之处进行全面完善，体现出物探技术的独特优势。而应用物探技术在矿产资源勘查中能够保证相关人员高质量开展工作，同时在后期使得开采矿产过程中可以充分利用到勘查结果。

1 物探技术基本原理

1.1 体波

体波信号为地层表面产生的震动信号，由于地层条件时刻在改变，使得体波产生反射和折射现象。在地层传播时，地层震动信号拥有多层性特点。在波速方面如果下层震动信号大于上层，就会使得信号在传播传播时产生折射现象。关于折射波，还可以分为初至折射波和对比折射波两种形式。初至折射波只能跟踪初至区域的折射波从而很容易进行辨别，但是对比折射波能够跟踪处置区与续至区两个区域的折射波，因此不具有探测能力的基本条件，同时无法应用在探测逆转层。

1.2 面波

在地层表面震动时还能够产生面波，如果传播介质不均匀，就会使得面波出现频散现象，主要体现的方面为面波速度和拐点移动规律两方面。关于面波速度变化方面，如果信号频率产生变动，在勘探深度不断加大的过程中，面波速度也在随之改变，从而明显提高勘探信号的精准程度。关于拐点的移动，如果地层厚度发生改变，就会导致频散曲线和对应拐点位置向低频方向变化。因此可以充分总结出拐点位置和地层的厚度具有紧密关联[1]。

2 在地质找矿和资源勘查中遵循的原则

2.1 明确勘查区域

当开展地质找矿和资源勘查过程中，首先要选择满足以下基本条件的勘查区域和勘查环境范围。第一点为需要能够确保设计过程符合国家产业规划以及矿产资源需求。第二点是矿产开发项目需要遵守当地的经济发展政策，并且还应满足当下矿产资源开发条件。第三点是勘查人员在整个勘查过程中需要尽最大能力寻找矿藏数量较多的大概方位，并且在确定方位之后的准备阶段还要进一步探索此勘查范围，在确保矿藏产量丰富的基础上从而提高勘探开采工作成果。

2.2 勘查过程中采用各类方法

在勘测地质整体情况时可应用物探技术，即相关人员能够借助矿产中存在的例如密度、放射性等物理特征进而初步预估矿产整体质量。因为不同矿物质之间的物理特征存在一定差异性，所以会使得在勘查过程中接收到的信号各不相同。基于以上特点，需要从事勘探的工作人员应熟练掌握矿石的物理特性以及可以细致观察出各类矿产之间存在的区别。与此同时，在勘查过程中工作人员还需要充分参考并合理利用地形和物理仪器等外界因素，从而使得整体效率显著提高，如果存在一定难度，则可以将不同物探方式有效结合，不但能够大大增加精准度，还可以全面掌握矿产资源的储量[2]。

2.3 秉承科学严谨态度

开展地质找矿和资源勘查的主要原因为能够进一步了解并掌握存在于地层深处的矿物质详细信息，因此为了深化统计不同矿产的储存环境和详细矿产信息，最有效的方法为实地勘查并确认矿产具体存在环境，例如使用地球物理方法。但是整个勘查过程中需要注意的事项为一定要时刻谨记勘查时保持严谨和科学的态度，只有态度端正才能使得在地下矿产资源勘查中关键数据信息具有较高精准度。所以相关工作人员在勘查过程中还需要进一步核实地下矿产，在保证数据真实有效的基础上，实现开发高质量矿产资源的最终目的。

2.4 综合各种有效信息

目前在勘查找矿时，大部分勘查人员通常采用的方法为借助不同矿产具有不同物理特征的方式从磁性、密度、放射性等方面区分地下矿产的基本信息。因为矿石的物理特性可能会与少部分岩石相同，所以为了防止在勘查过程中受到过多干扰，就会在地质找矿和资源勘查过程中有效结合多种探测方式，从多角度探究并解析矿产概况，从而防止技术过于片面导致最终勘查结果产生较大误差。所以在应用物探技术时需要全面结合多方面信息，充分发挥物探技术长处并确保勘探工作结果真实有效，最终全方位强化我国地质找矿和资源勘查的应用水平。

3 应用物探技术的基本要求

3.1 关于地质概况和资源

在勘查地质概况和资源分布状况时，需要通过不断努力和长时间积累经验，从而正确筛选出有价值的信息。当开展地质状况和资源勘查工作时，应用物探技术的基本原理为通过对地层表面施加一定频率的震动进而使得勘探仪器接收到相应信号和数据。由于地层中存在的矿物质各自含有不同属性，因此不同物质在接收到相同信号时会给予不同信息，即勘探仪器在反馈过程中会得到不同信号。如果工作人员在地质找矿和资源勘查过程中能够高效应用物探技术，就需要在勘探时全面发挥物探技术的特征，最终能够充分展现勘探价值[3]。

3.2 加强可行性研究

当开展勘查地质概况和资源项目时，需要时刻牢记遵守开采过程可行性的需求。一种方向为全面考虑资源使用情况和矿产周边生态环境，在此基础上进一步确定开采过程中是否会对环境造成破坏，进而明确将来经济发展方向，最终确保矿产开采时不会造成任何负面效果。还需要重点关注的是应用物探技术还需要满足市场的实际需求，以及充分符合国家经济布局。此外，在确保各方都不受影响的基础上，对于资源储存量丰富的矿床，相关人员可以优先开展到勘探工作中。

3.3 完善地质找矿和资源勘查技术

为了有效加强矿产资源勘探和开采的效率，最佳方式为完善并优化与资源勘查相关的技术，从而在矿产开发过程中能够全面掌握所有关于地质和矿产分布的详细信息。根据结合勘查结果，将现有矿产资源中具有高价值特点的矿产进行适当开采，从而显著减少开发矿产资源时可能出现的风险和威胁。此外，通过采用科学合理的勘探技术，还可以充分总结矿产分布的特征，在显著强化使用物探技术准确程度的基础上，进一步确保地质找矿以及资源勘查技术具有科学合理的明显优点。

4 物探技术的实际应用

4.1 磁法勘探技术

应用磁法勘探技术的基本原理为，在地球磁场的影响下，使得矿物质自身含有的磁性产生一定程度波动。勘探人员借助磁法勘探技术可以细致捕捉到不同磁场在相互作用过程中出现异常现象，从而可以大体判断出具体地质构造以及矿产分布特征等重要信息。当勘探含铁矿区时，磁法勘探的实际效果可以得到充分体现，通过磁性间差别进一步推断铁矿具体储存量，以及获得铁矿实际分布情况的有效信息，不但可以显著提高勘探工作效率，还能够有效节省勘探过程的成本。除此之外，在日常勘查时还应该标记生产区域内能够开采矿产的地点，重点关注可能出现较大产量的区域，进而提高钻探过程的重视程度[4]。

4.2 电法勘探技术

应用电法勘探技术的基本原理为根据地层中存在的矿物质具有的电化学方面特征采用对应设备，进而加强探测工作效率。电法勘探具体效果可全面检测金属自身的物理性质和特性，进而有效甄别对应矿产所属种类，最终达到勘探金属的目的。电法勘探技术适用于具有粗糙特征以及能够产生电化学反映的物质，在此基础上全面开展关于自然磁场和电磁场方面的探索和解析，从而有效检测金属种类。此外，电法勘探技术在应用时还有一种方法，即可以借助声音探测方法进而确定所测物质大致方位，然后工作人员通过采用例如三维可视化等方法进一步缩小勘探目标范围，同时确认所测区域矿产存在情况。

4.3 地震法勘探技术

地震法勘探技术采用的基本原理充分运用了岩石、矿体与土壤在弹性方面存在不同的特点，工作人员在勘探过程中根据不同信息之间存在的差别，进一步分析在不同振幅下地震波产生的物理现象，从而充分了解地质构造。勘探人员通过辐射将地震波传送至地下，在传送过程中地面探测器将详细记录所有数据，借助计算机技术开展分析，最终确定地下分布的具体情况。

在勘查过程中，面波勘探技术具有高效率、高准确度以及投入成本低等优点。由于表面波在散射状态下使得表面速度受到一定程度减缓，因此勘探人员就可借助此优势进一步得出矿产资源实际深度[5]。

4.4 重力法勘探技术

重力法勘探技术核心思想为根据岩石、矿物、土壤等物质之间的密度存在较大不同，进而充分研究某些矿物产生的重力振动，进而解决与矿物重力场变化相关的地质问题。需要注意的是，在探测密度较大的物质时，会使得引力增加，而密度小的物质会产生较小的引力，通过不断比对物质产生的引力，从而确定矿产资源对应种类。由于此种勘探方法以完善的理论依据为基础，因此工作人员能够在充分对照各种矿物质重力不同的基础上，大概估算矿体的埋藏深度以及形态，最终充分落实矿体和地质构造的实际情况。