錳礦勘查中綜合物探方法的應用探討

王國田

(河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450053)

錳礦勘查中綜合物探方法的應用探討

王國田

(河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450053)

在錳礦的勘查過程中，由于錳礦的化學、物理性質與圍巖異區別較小，因此整體工作難度相對較大。為了準確探測到錳礦位置，以便后期開采工作的順利進行，勘查人員一直在對勘查技術進行著優化與完善，并將綜合物探方法應用到了該項工作之中。通過對國內錳礦地質特點的分析，探索出綜合物探方法在錳礦勘查工作中的正確應用方式，旨在提高錳礦勘查精準度，為經濟社會發展發展提供錳資源保障。

地質特征；綜合物探；錳礦；勘查

自然界中的錳礦石資源極為豐富，雖然這些錳礦石資源不可被完全使用，但錳與其化合物卻已經廣泛應用到工業領域的各個行業之中，尤其是在鋼鐵工業中的作用最為突出。其會被作為脫硫劑以及脫氧劑，應用在煉鋼、煉鐵以及合金制造等工程之中[1]。其在我國的國民經濟之中，占據著不可替代的地位。為了對錳礦石進行科學化開采，保證礦石開采水平的穩定提升，我們首先應弄清國內錳礦石地質特點。

1 國內錳礦地質特點

在我國錳礦成礦最早時間為中晚元古代時期。國內70%左右的錳礦資源，都分布在“海西—印支”構造階段之中，而在“加里東”構造階段內，分布的錳礦資源在30%左右[2]。地質科研人員一直在對錳礦開采技術以及勘查技術進行著優化與完善，希望能夠在地質科學理論的指導下，研究總結出一套完善的錳礦資源勘查技術體系，以確保能夠對國內錳礦資源前景、成礦條件以及分布規律等內容進行更加深入的研究。

因國內錳礦分布以南方地區為主，因此，南方錳礦地質特點能夠代表我國錳礦地質特點。由于錳礦石地質特點較多，本文將就以下4個主要特點進行重點論述。

1) 通過對揚子地臺附近錳礦的研究可以發現，該地區錳礦時空演化規律以及成礦規律與中國南方古大陸地質結構演化有著密切關聯，且受到了成錳盆地環境與陸地臨近海域性質的直接影響。優質錳礦主要發育在中晚元古代、中晚奧陶、中晚三疊等時期的含錳層位中。

2) 按照成礦地質條件、區域成礦環境以及礦床礦帶時空分布情況而言，揚子地臺附近可以劃分出多個級別的礦帶、礦域和礦區。按照該地區綜合地質數據信息，可將該地區錳礦資源潛力和資源總量以及價值估算出來，為錳礦資源勘查工作部署決策提供依據。

3) 根據錳礦成礦時空演化特征，可以對揚子地臺附近錳礦進行區域劃分，且這樣區域還可以按照地質情況、成礦環境以及條件，進行成因類型分類。且通過對該地區錳礦石中微量元素、化學特征以及同位素組成等內容的研究，證明了該地區錳礦有著內源外生的特征，進行進一步研究。

4) 通過熱力學實驗與計算發現，錳礦巖石受到熱液、熱水、海水、地表水等溶液浸取時，溶液的pH值會成為P與Mn分離的重要因素。而含有Mn溶液的沉積海盆，其中溶液pH值變化情況，會直接決定P與Mn的分離。因此想要兩者分離并保證順利沉淀，就需要對環境中的pH值進行合理控制。

2 綜合物探法在錳礦勘查中的應用

2.1 常用的綜合物探方式

2.1.1 高精度地面磁性測量物探技術

此種物探方式被稱之為“地面高精度磁力測量”，主要是通過對錳礦體與圍巖磁性差異進行測量，并根據磁場異常情況對錳礦進行探查的物探技術。這種檢測方式通常會運用質子磁力儀來進行。由于錳礦體與圍巖磁性差異不大，決定了由錳礦引起磁異常強度一般較小，不易圍巖區分，尤其是埋深較大、后期改造強烈的礦床更難區分[3]。所以應與其他物探技術配合勘查，以提高勘查準確程度[4]。

2.1.2 甚低頻物探技術

這種勘查技術最為顯著的特點，便是勘測速度較快。可以對工作區進行快速掃面，他是以電磁勘探法為基礎的高效勘查方式[5]。其實質是利用電磁波(一次場)在傳播過程中遇到導體或磁性感應體(如錳礦體)時，激發出渦旋電流和相應的二次場，二次場與一次場合成后，改變了一次場的振幅、方向和相位，研究和測定這種引起一次場的畸變參數特性，就能反映地下導體或磁性感應體的實際存在。再配合其他綜合物探方式，便能高質量完成勘查工作。

2.1.3 大地電磁物探技術

這種物探方法屬于電磁類勘查方法，不僅能夠對工作區域進行深度探測，同時其還具有設備攜帶方便以及橫向分辨率較高等方面的優勢[6]。這一技術的運用，有效改善了以往直流電法無法定量的弊端，能夠對礦區礦石進行定性以及定量測量。但其目前并不完備，也需要圍巖與礦體間有較為明顯的物性差異作為技術使用前提， 因為第四系厚度較大，加之長時期的風吹雨淋等環境影響，巖石表面會出現表面風化以及其他方面的變化，會增加探測難度，所以僅僅使用大地電磁物探技術并不能達到理想的效果，在這時還是需要其他物探技術的配合，對其他物理性質進行探測。

在對錳礦特征體進行探測時，勘查人員可以采用該種方式與地面磁測相結合的方式。首先要運用地面磁測量的方式，對該地區的磁場異常進行圈定。再運用大地電磁物探技術便能對異常情況進行半定量以及定量解釋，并能夠對該地錳礦石資源價值進行估算。

陜南漢中某處錳礦，在進行勘查時便運用了激電測探、高精度地面磁性測量以及傳統探測相結合的方式，對該地區礦體形態以及礦體產狀等內容進行了準確的勘查，為該礦區的開發與利用提供了可靠保障。

2.2 勘查技術運用注意事項

2.2.1 擴充勘查領域

錳礦資源目前需求量大，面臨著資源嚴重不足的問題，所以各個國家都加大了對該項資源的勘查力度，在這種情況下，勘查工作模式以及相應的技術、設備等，都需要不斷完善才能滿足現代勘查工作的需要，所以有必要對勘查領域進行擴充。勘查人員在接到任務之后，應先對任務所在區域綜合情況進行詳細探究，做好各項勘查設計。同時，勘查人員在對綜合物探技術進行使用時，不僅要加大對該項技術的應用推廣力度，還應對該項技術的設備運用以及技術技巧進行完善，以確保綜合物探技術的不斷發展。

2.2.2 規劃與統籌

由于各區域地理結構以及地質條件都有所不同，所以勘查人員在對錳礦進行探測時會遇到諸多困難，必須要對整體勘查工作進行合理統籌與規劃，才能確保探測工作的順利實施。由于綜合物探技術往往需要多項技術共同使用，所以勘查人員必須要按照事先調查結果，來對勘查方案進行確定，確保運用技術能夠與該區域實際情況相符合，以便后續工作的順利開展。

2.2.3 注重技術創新

綜合物探技術是建立在多種勘探技術以及探測設備基礎之上的，而這些內容都在隨著科學技術水平的不斷提高在進行完善，在這種環境之中，綜合物探技術也必須要隨之做出改變，才能獲得長久性發展。所以相關人員應對該項技術的創新予以足夠關注，要將先進技術有效融合在物探技術之中，進而保證該項技術水平的切實提升，使其能夠找到正確的發展方向。

2.2.4 優化勘查制度

想要確保綜合物探技術的優勢能夠在錳礦勘查工作中完全呈現出來，需要對相應的勘查制度進行完善。要對現有勘查制度存在的問題進行分析，并要在實際勘查過程中，不斷對該項制度進行補充與完善。并要對該項技術的運用提供相應的政策以及技術支持，要積極吸引更多的社會資源投入到其中，為該項技術的運用提供出更加理想的環境。

在對綜合物探法以及其使用原則確定之后，勘查人員就應按照勘查礦區實情，對該種技術的使用方式以及使用流程進行細化。

2.3 實際應用方式

2.3.1 地質特征勘探

在進行錳礦勘查之前，勘查人員首先應對勘查區的地理環境、氣候條件以及大地構造等資料進行搜集。同時要對該地區地層情況進行詳細探究，還要對區域內部的褶皺展開分析，明確當地斷裂情況以及碎裂構造，而斷層展布方向以及發育碎裂特征等內容，也都是需要勘查人員掌握的信息數據。

2.3.2 巖、礦石物性測量

勘查人員要對需要勘查的錳礦區域內部礦石進行多地區采樣，并要運用綜合物探技術對每份樣本進行測量，并要對測量結果進行詳細分析。

按照測量結果顯示，與該區域內其他巖石相比，錳礦在檢測時所發出的幅頻率波動相對較大，基本都超過了背景值的2倍。但電阻率方面的差異并不明顯，這就表明，可以運用幅頻率來對錳礦進行甄別，而電阻率并不能做到這一點。

勘查人員還應運用“高斯第二位置”方式，來對樣本巖石磁性參數進行檢測，且要對巖石樣本剩余磁化強度以及磁化率數值進行統計與分析。通過研究可以發現，錳礦石的磁性相對較弱，其磁化率數值與其他巖石數值相比差別較大。如果運用有關空間公式對其進行運算，并將14.9 nT作為異常識別標準，將50 000 nT作為地磁場基本數值，則錳礦石和其他巖石相比的異常數值已經超過了400 nT。這也說明，如果對勘查區域內部磁場進行全面性檢測，將錳礦石全部勘查出的機率極大。

2.3.3 技術應用結果

在完成上述工作之后，相關人員還應對地面磁檢測數值進行“化極”。由于不同區域地質結構以及其他綜合情況并不相同，所以在完成化極之后，各區域內部的化極磁異常也會有所差異，相關人員必須要按照勘查區域的設計化極磁異常分布情況，來對勘查工作進行合理安排，找到勘查區域中異常情況最為明顯的地點，及其周圍河流情況。要對河流對易碎巖石的侵蝕情況進行分析，分析異常情況是否與河流流向相吻合，如果情況不符，且與錳礦情況相符，則表明這段地區屬于錳礦主體地區。

按照上述論述，磁性特征會直接指示出錳礦所在位置以及礦區走向情況。同時，相關人員還要對完成激電面積的工作區域進行勘查，并要對區域內部幅頻率數值進行檢測。若幅頻率在5%以下，則會將其視為是“平緩異常”區域；若該數值超過5.4%，且其異常情況具有一定的規律性，與錳礦情況極為相似，且表明激電異常情況是由錳礦所引起的[7]。

通過對激電檢測結果的運用，勘查人員能夠判斷出該區域礦體整體結構，從而準確判斷出之前無法對錳礦進行查找的原因，并會將勘查結果客觀呈現出來，提出相應的錳礦開采優化建議，為開采決策者提供可靠的數據支持，以提高錳礦開采的成功機率。同時這樣的勘查結果，也為錳礦地區勘查工作提供了新的方向與空間，有效提高了礦區錳礦石的開采效率，真正帶動了各地區錳礦勘查工作的不斷開展。

3 結 語

通過本文對綜合物探法相關內容的闡述，使我們對該項技術有了更加深入的了解。由于此種方式能夠幫助勘查人員準確分析出測量區域中錳礦的資源價值與總體數量，因此相關人員應加大對該項技術的研究力度，要按照勘查區域實情對物探技術進行選擇與運用，并要對該項技術的各項使用原則進行分析，以保證勘查人員能夠對錳礦所在區域的地質、地球物理性質以及其他內容進行準確勘測，準確找到錳礦石所在位置與數量，從而有效提高錳礦資源勘查質量，為我國工業的穩定發展提供可靠保障。

[1] 趙雪娟, 孫中任, 李明陽. 綜合物探方法在錳礦勘查中的應用[J]. 地質與資源, 2013(3): 233-237.

[2] 薛友智. 中國錳礦地質特征與勘查評價[J]. 四川地質學報, 2012(S2): 14-19.

[3] 李祖義, 竇信. 綜合物探方法在云南騰沖某鉛鋅多金屬礦勘查中的應用[J]. 礦物學報, 2013(4): 555-560.

[4] 邵奎, 黃寧. 綜合物探方法在廣東某區鉛鋅多金屬礦勘查中的應用[J]. 工程地球物理學報, 2015(4): 484-488.

[5] 單志偉. 地熱勘查中綜合物探方法的應用探討[J]. 科技展望, 2016(27): 114.

[6] 馮春輝, 張麗云, 潘美浪, 等. 大新錳礦露天轉地下開采邊坡穩定性分析[J]. 中國錳業, 2016，34(3): 49-51.

[7] 鄧國成. 綜合物探方法在煤炭勘查中的應用[J]. 內江科技, 2011(4): 121.

An Application of Comprehensive Geophysical Prospecting Method in Mn-ore Exploration

WANG Guotian

(HenanAeroGeophysicalRemoteSensingCenter,Zhengzhou,Henan450053,China)

Because of difference of chemical and physical properties in manganese ore and other rocks, the whole work is relatively difficult in the process of exploration. To accurately detect the location of manganese ore, the exploration has been optimized for exploration technology to begin in the integrated geophysical method to the work. Through an analysis of the characteristics of domestic manganese ore geology, we have explored the correct application of comprehensive geophysical method in geological exploration work to improve the accuracy of geological exploration in providing protection for the smooth development of the industrial areas.

Geological characteristics; Integrated geophysical prospecting; Manganese ore; Exploration

2017-03-18

王國田(1965-)，男，河南葉縣人，高級工程師，研究方向：地球物理勘探、巖土工程等技術研究，手機：13582163732，E-mail：1175919386@qq.com.

F426.1

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.052