深部金屬礦產資源地球物理勘查方法的應用分析

王金亮，晉曉明

（天津華北地質勘查局核工業二四七大隊，天津 301800）

深部金屬礦產探測一直以來都是探礦的難點，而目前探礦正向更深層次發展，這是解決資源短缺問題的關鍵所在。為此，需要對地球物理方法給予高度重視，以解決深部找礦中的技術問題。

1 利用地球物理勘查能實現深部地學填圖

在實現深部地學填圖以后，能根據區域成礦背景及規律進行找礦靶區的確定。地學填土過程中對地球物理方法進行合理應用能有效解決下列問題：

（1）掌握沉積蓋層具體構造，并確定風化層實際厚度，對基底及其起伏變化情況進行研究。以某銅鎳礦床為例，它和基底侵入巖之間具有十分緊密的關系，同時在基底上還含有中生代到新生代的沉積建造，其厚度可以達到300m。為了掌握基底及其起伏變化情況，根據比例為1：50000的重磁資料開展深部填圖，同時充分考慮鉆孔資料確定基底起伏情況，由此確定很多具有代表性的靶區，為后續深部找礦提供了可靠參考依據[1]。

（2）能構建反演模型，為深部構造的確定提供技術支持。對于金屬礦床而言，它的形成和基于巖漿作用的深大斷裂存在緊密關聯，很多銅礦與金礦都是沿著區域深大斷層進行分布的。基于此，根據區域的重力及航磁資料及其線性異常和斷裂之間的相互關系，能掌握深大斷裂實際延伸情況，進而為靶區確定奠定良好基礎。

（3）實現深部巖性填圖進而準確找出礦層賦存位置。因金屬礦的形成及分布和巖性具有緊密關系，所以可借助地球物理方法開展深層次巖性填圖，以此確定在多種物理性質的巖體中存在的不同形態。比如某金礦就和深層次的花崗巖體密切相關，基于此通過對區域內磁測數據等的分析和應用，制成了這一巖性在整個區域中的分布圖，從而推導出金礦所在位置。

2 利用地球物理勘查能解決超深鉆探無法解決的問題

這一方面主要體現在：在地下淺表可以發現的金屬礦，包括大型與超大型金屬礦及多金屬礦，都是地球內部會在發展過程中發生物質或能量的交替產生的，并非在地表產生和不斷堆積的。由于礦物元素會發生運移與聚集，所以大型與超大型金屬礦及多金屬礦都會收到深層物質或能量持續交換作用的影響，其中的熱物質在不斷運移或上涌時和介質圍巖發生蝕變交代?；诖?，必然涉及到深層介質和構造基本格局、物質形態與運移、物質基本屬性與它的空間展布等內容。采用傳統地質方法基本上無法解決以上問題，盡管采用超深鉆探的方法也能獲取深層信息，但現階段深度最大的鉆孔也無法解決現存的問題，而且超深鉆井需要很大成本，使用起來非常不便。由此可見，可能只有借助地球物理方法才能有效解決上述問題，比如大地電磁與天然地震。其中，以某地區進行的電磁探測為例，除了能探明地殼基本結構，探測深度在0km～50km范圍內，還探明了礦區中主要成礦物質的具體來源和運移方向，同時對礦區形成原因給出相應的解釋[2]。

3 利用地球物理勘查可以尋找到賦存于深層次的隱伏盲礦體

針對和圍巖之間有較大物性差異的賦存深度較大的隱伏式礦體，無論是采用航空的方法還是在地面采用地球物理的方法，都能實現直接找礦，尤其是低空飛行與借助直升機開展高精度探測。比如某鐵礦區就運用了以直升機為載體的航空磁法進行探測，同時以精細解釋結果為依據進行布孔，現在已經有三個鉆孔見礦，其中一個鉆孔在721.97m～770.36m的深度范圍內共發現6層礦體，總厚度為14.8m，在礦石中，礦物以磁鐵礦為主，此外還含有黃銅礦及雌黃鐵礦。利用相同的方法在其它區域也能獲得良好的效果[3]。

充分利用現有的鉆孔，在井中開展地球物理勘查工作，能直接查出在鉆井周圍具有較高密度的其它礦體。現在西方國家對井中的地球物理給予了很高的重視，比如井中TEM與激電。

比如，加拿大借助井中TEM的方法在某個鋅銅礦中發現新礦體，其所處深度為500m，這個結果為此礦床新增了近300萬噸的資源量。此外，澳大利亞通過對鉆孔密集區實施井中TEM，在深層次找到很多新礦床[4]。

近幾年，隨著礦山不斷開采，很多淺部的礦產資源都面臨枯竭，在這種情況下，應開始向深部延伸，也就是對更深層次的礦體進行探測。以塔爾納赫礦床為例，它的形成和分布都受到塔爾納赫侵入體影響，在六十年代中期，重點探索位于西南部相對較淺的區域，此后為了保證資源儲量，實際的探測工作轉變為東北向，該區域的侵入體主要埋藏于700m～2000m的深度范圍內。在實際的深部找礦勘探工作中，可采用電測深、高精度重力探測及瞬變電磁。

圖1 侵入體在東北向上的分析模型

在地面觀測到的部分區域重力異?，F象，其幅值在1.3mGal左右，它的異常峰值處在侵入體加厚處，在整個異常中，有30%～40%是由于蝕變巖石產生的。該侵入體在東北向上的分析模型如圖1所示。根據這一模型對斷裂帶向東的動力效應進行計算，其結果等于0.7mGal，向西的動力效應結果等于0.4mGal，對于蝕變巖石，其重力效應等于0.25mGal，可見，采用這一模型通過計算得到的重力效應結果和相關曲線完全一致。

利用TEM方法、電測深方法與鉆孔探測等多種方法掌握侵入體實際深度，先借助視電導率曲線對10Ω·m到40Ω·m的層位實施追索，這一層和通古斯群相對應，于測點間這一層位實際埋深將產生突變，這說明在兩點之間存在斷距可以達到250m甚至更大的斷層。處于通古斯群以下的層位，其電阻率等于300Ω·m，層厚在200m～300m范圍內，在它的下方，電阻率有所升高的部分可能是含礦層。此后通過鉆孔確認了這一模型是準確無誤的，由此找出很多硫化物礦體，使深部找礦得到技術層面上的突破。

4 結語

綜上所述，在今后的工作中，面對探測深度日益增大，對精度提出的要求不斷提高的新要求，應持續完善并開發具有更高分辨率和更深有效勘探深度的新裝置，對正演和反演基本理論及深部找礦信息綜合處理予以加強，研制出對深部找礦有重要意義的相關軟件系統。