礦產勘查中的物化探技術應用及其地質效果研究

吳 赟

（中國建筑材料工業地質勘查中心遼寧總隊，遼寧 沈陽 110004）

我國地大物博，礦產資源種類多、儲量豐富，勘查技術的優劣，直接關系到開采效益。在科學技術的支持下，目前物化探技術在礦產勘查中廣泛應用，能發現更多的礦產資源，以滿足經濟社會的發展需求。以下結合工作實踐，探討了物化探技術的具體應用。

1 物探技術在礦產勘查中的應用

物探技術，是利用地球物理場的變化，分析地層巖性和地質構造。不同巖層介質，其密度、磁性、彈性、導電性、放射性也不同，繼而引起物理場的變化，利用物探技術，兼具勘探、試驗兩種功能。常用物探技術介紹如下。

（1）電磁法。電磁法以發射的電磁波為場源，測量電磁場在天空、地面、地下的分布情況，利用結果制作淺層地質體的局部異常圖。實際應用中，該技術的探測深度約為50m，適用于斷裂破碎帶[1]。技術優勢在于：設備便于攜帶，獲得數據較快，而且具備數據處理功能。

（2）大地電磁勘探法。大地電磁勘探法，分為電法勘探、磁法勘探兩類。其中，電法勘探是利用巖石、礦石的電性差異，來了解礦產資源、水文的分布情況，包括IP法、TEM法、EH4法、CSAMT法等。其中，EH4法利用可控源變頻大地電磁，在金屬礦、煤田、地下水勘測中均可應用，探測深度達到1000m，技術優勢是儀器體積小，方便攜帶。

（3）地震層析成像法。地震層析成像法，是利用醫學X線、CT等理論基礎，調查地下物性參數的分布情況，并逐層剖析繪制出圖像，方便技術人員進行分析[2]。不同地層結構，其彈性波阻抗也不同，通過地震層析成像，可以了解地下空間的情況。

2 化探技術在礦產勘查中的應用

化探技術，是測量研究各類天然物質中，與自然資源相關的地球化學指標，用于資源勘查或預測。根據勘查對象、勘查方法的不同，主要分為金屬礦化探、非金屬礦化探、油氣化探、地熱化探、海洋化探等。常用化探技術介紹如下：

（1）巖石測量法。巖石測量法，是采集巖石樣品，分析元素含量、地球化學特征，從中發現巖石地球化學異常，實現礦產勘查目的。

（2）土壤測量法。土壤測量法，是系統采集地表疏松覆蓋物樣品，分析后發現異常，實現礦產勘查的目的。按照采樣密度的不同，可以分為以下兩類：一是土壤化探普查，比例尺選擇1:50000，采樣密度控制在8-20件/km2，分析元素種類有十幾種；二是土壤化探詳查，比例尺選擇1:10000，采樣密度控制在100-500點/km2，分析元素種類有幾種。

（3）水系沉積物測量法。水系沉積物測量法，是采集水系沉積物，例如細砂、淤泥，分析后發現異常，實現礦產勘查的目的。值得注意的是，水系沉積物中，金屬有多種存在狀態，例如原生礦物、次生礦物、鐵錳化合物共沉淀物、粘土等。

（4）多目標化學調查法。多目標化學調查法，是使用1：250000的比例尺，采集土壤樣品、生物樣本、水系沉積物樣本等，分析微量元素的含量，用于生態、環境、找礦等領域。

3 礦產勘查中應用物化探技術的地質效果

3.1 勘查原則

物化探技術的應用，要求遵循以下原則。

（1）為勘查目標服務。采用物化探技術，要明確勘查工作目標，合理選擇探測儀器和技術方法。

（2）合理有效。采用的物化探方法不同，其技術要求、勘查目標也不同。如果是大面積勘查作業，可以將航空物探、遙感探測、水系沉積物測量相結合，能提高勘查效率；如果勘查深度淺，可選擇低頻電磁法。

（3）經濟性。選擇勘查技術方案時，還要考慮到經濟成本，在實現勘查目標的同時，應該盡量提高效率、加快進度，選擇便于攜帶和拆裝的工具和設備。

3.2 分析地質條件

在礦物勘查工作中，物化探技術的應用，應該加入成礦地質條件的研究內容。以往研究證實，礦物形成的原因和過程比較復雜，使用物探技術或化探技術時，為了保證數據分析的準確性，應該對成礦地質條件進行深入研究，并且減少外部因素的干擾，從而科學解釋成礦區域的地質效果。

3.3 改進勘查工作

針對礦產資源進行勘查，初期目標是大致確定礦物的分布情況；然后深入地下探測，確定礦物的含量和類型。具體勘查作業中，將直接法、間接法相結合，才能提高勘查結果的準確性，促使勘查工作不斷改進和完善。

4 工程實例分析

（1）工程概況。我國西藏地區的銅礦資源豐富，預測總含量超過3000萬噸，因此開發潛力大。以西藏某銅礦為例，南北長度約5km，東西長度約4.5km。

（2）物化探技術的應用。本次勘查作業中，物探技術采用電磁法、重力勘探法、地震層析成像法，對深度在200m以內的地下空間進行勘查，遵循經濟性、有效性、合理性原則，保證礦產資源信息真實準確。化探技術采用巖石測量法、土壤測量法、水系沉積物測量法，其一分析巖石中的元素含量，建立地球化學模型，為深部找礦提供參考；其二開展土壤普查和詳查，利用1:10000比例尺，勘查并分析銅礦資源；其三針對水系中的細砂、淤泥進行分析，進一步了解銅礦的情況。

（3）地質效果分析。第一，物化探技術的應用，實現了銅礦普查目標，能對礦區內的隱伏礦進行篩選分析，為區域地質條件的分析打下基礎。第二，可以預測銅礦儲量，針對盲礦帶、盲礦段進行分析，從而增加銅礦資源儲量。第三，能明確銅礦的水文條件，在開采作業中，有利于制定科學的防水排水措施，減少地下水對銅礦開采的影響。

5 結語

綜上所述，物化探技術在礦產資源勘查工作中應用廣泛，勘查作業期間，應該為勘查目標服務，遵循合理有效、經濟性原則。文中選擇典型代表，介紹了常用的物探技術和化探技術，并結合工程實例進行分析。