生態保護環境下微重力資源勘查方法及未來發展趨勢

劉彥志，宋 雪，解小東

（1.山東省魯南地質工程勘察院（山東省地勘局第二地質大隊），山東 濟寧 272100；2.青島地質工程勘察院（青島地質勘查開發局），山東 青島 266000）

微重力資源勘查的發展，在生態保護環境下存在一定制約。由于微重力資源勘查中重力儀器精度的提高，使觀測研究的對象規模逐漸變小，重力信息上密度異常體的信息反應也逐漸微弱，使微重力勘查項目的發展趨近于獲得更精確的結果。微重力資源勘查項目最早在歐美興起，并逐漸傳至世界各國。西方國家在該項目上已經獲得了明顯成效，我國也逐漸引進高精度重力儀，并在實驗研究中取得了初步成果。順應地質勘察項目的發展，促使重力觀測方法不斷升級，逐步形成一套獨特的微重力資源勘查的理論、方法，以及處理系統。這種勘查以測量微重力資源為目的，并逐步發展起來[1]。其主要特點是觀測范圍小、探測對象少，以及測量精度高，伴隨科學技術的發展，微重力勘查技術也在發展和進步，為今后微重力勘查提供了更為廣闊的市場前景。

1 基于生態保護環境勘查微重力資源的方法

1.1 研究區域內微重力資源地球物理結構

勘查微重力資源需要以物理學研究為前提，在其基礎上勘察礦產資源。通過不同勘察器材與高密度的電阻率分析，對微重力資源磁性及放射性等進行物理上的勘查，提高對微重力資源的勘查和采集。物理學研究的勘察方法存在著重點，為同時進行推斷地球物理場的變化情況[2]。在實際應用地球物理學進行資源勘查時，主要利用巖石導電性差異，來分析高密度的電阻率。根據礦產導電的變化情況，來探測微重力資源所在的位置與深度，從而得出較為具體的礦石數量和所得收益?？辈槲⒅亓Y源的方法主要有三種，具體方法如下圖1所示。

具備理論知識的基礎上，對所需勘查的地理位置展開大量試驗與數據分析，將所得數據作為實際勘查的依據，運用到微重力資源勘查面積與分布的推測中。將視電阻率的大小作為甄別礦上填充物的主要依據，并以此甄別采空區的巖體穩定性，從而加快微重力資源采集的效率。在檢測微重力資源礦區地層巖石性質時，需要研究淺層地震規律，避免在勘查微重力資源時發生礦山地質災害[3]。地球物理勘查方法通過物理特點對微重力資源資源深入研究，為搜集微重力資源相關信息，將各類勘查工具合理搭配，詳細研究地球的物理特點，隨后確定資源分布狀況，并在保護生態環境的基礎上，合理開采微重力資源。

圖1 微重力資源勘查方法

1.2 重力吸附微重力資源內礦物元素

對微重力資源進行地球物理學分析之后，便可以對微重力資源內礦物元素，開展重力吸附工作，如圖2所示。在環境保護下的發展具有明顯優勢，在地球億萬年的發展與演變中，地質中各類同位素也在發生不斷變化，不過各類同位素初始值關系密切，在地殼變化中也息息相關。在各類微重力資源勘查的方法中，重力吸附勘查方法能夠較大范圍探測到微重力資源信息，并結合地球化學理論，將資源中各類同位素轉變為礦產資源中可溶性成礦元素，使礦物元素逐漸向上層土壤中轉移。通常情況下，在相同環境的地質中，同位素相似的礦產資源也含有相似礦床，而且主要含量較大。為了提取相關微重力資源信息，采用電吸附的采集形式，將可靠的微重力資源信息分析并整理出來。

圖2 資源內礦物元素

對于微重力資源中的成礦流體而言，一般同位素初始值與其周圍的圍巖存在較大區別，礦體資源與周圍圍巖相區別的主要原因，就是微重力資源勘查過程中的同位素初始值。明確二者原因后，進而根據重力吸附勘查方法確定微重力資源的形成條件，得出微重力資源區域與規模大小。為了保障其開發與使用的合理性，重力吸附勘查方法首先對微重力資源的開發價值進行了解，進而吸附微重力資源內礦物元素。

1.3 結合地球化學理論展開微重力資源勘查工作

根據地球巖石圈與生物圈的特征，采用地球化學勘查手段進行微重力資源的勘查。在得出化學元素分布狀況基礎上，利用這些化學元素的含量分配進行地球化學勘查。這種方法在微重力資源的勘查工作中非常重要，通過探測土壤、周圍植被，以及巖石等資源中的自然元素，采用提取有效信息的手段尋找微重力資源。在生態環境中，礦產資源分布情況存在集中分布的特征，依據這一特性對地球化學勘查方法進行理解與分析，這一特征可以令尋找微重力資源的準確性大幅度提高，從而使微重力礦產資源所在區域被合理確定。為了快速且便捷的勘查距離地表較深的微重力資源，可以將地球化學與實地勘查進行有效結合，使微重力資源的分布情況被有效確定，根據地球化學勘查方法確定區域內礦產資源蘊藏量，為勘查微重力資源進一步提供了大量依據。地球化學勘查方法存在一定優勢，其能夠綜合分析多種多樣的自然元素，并且勘查的范圍較廣，從而有效提升勘查效率，使微重力資源勘查工作能夠順利完成。

2 微重力資源勘查未來發展趨勢

2.1 完善目前微重力勘查方法的弊端

在平原地區的微重力資源勘查中，可以充分使用重力吸附勘查的方式，在不破壞周圍環境的基礎上，最大化合理開采微重力資源。至于在丘陵或山區如何較小破壞環境的開采資源，可以運用地球物理勘查方法來實現。比如說航測遙感或者地面地形測量等方式，使微重力的地形效應與計算機科學相結合，達到項目最終的自動化、精確化水平。眾所周知，資源勘查結果的非唯一性給微重力解釋帶來巨大麻煩，主要因為微重資源勘查的任務有兩個：一個是確定圍巖與異常源的澎度差，另一個是確定異常源區域的位置、大小，及區域深度。在實際勘查情況中無法同時解決這兩個問題，所以需要展開綜合的地球物理勘查與重力吸附勘查，使用區域內鉆孔的方式來驗證對于異常源的推斷。在一些地熱地區，熱田區域內存在正負異常情況，這種異?，F象的發生不僅取決于所在區域的地質條件，還與巖石中的熱變質現象有關。熱變質能夠使熱田溫度持續升高，從而使區域內地質密度增大，造成區域負異常的情況。通過地球物理勘查方法與重力吸附勘查方法的運用，使地質區域內正負異?，F象得到有效克服，并在生態保護環境的約束下，合理對微重力資源進行勘查，令異常區域內的微重力資源勘察工作得到了有效發展。

2.2 提升微重力資源開發率及使用率

微重力資源的勘查方法是提高資源開發率和使用效率的重要措施，在微重力資源勘查工作中具有重要現實意義。因此，在微重力資源的開發及使用中，只有不斷升級勘查技術與方法，才能滿足我國市場中對微重力資源的需求。微重力資源勘查作為科技含量高、精度高的技術研發工作，其中地球化學勘查方法將是研發的重點項目。該方法通過勘察地球巖石圈與生物圈的特征，以及生態環境資源中的各種自然元素，對微重力資源進行有效探測。地球化學勘查方法可對與礦物特點相對應的巖石區域進行有效區別，準確將所需微重力資源礦物質識別出來?？辈槲⒅亓Y源在國家地質工作的發展中使用較多，地球物理勘查方法、地球化學勘查方法，以及重力吸附勘查方法是主要應用方法，這些方法在微重力資源未來的勘查方法中得到更為廣泛的應用，并且隨著技術的發展將獲得較好的應用效果，進一步提高微重力資源的勘查效率和準確性，為未來微重力資源的勘查工作打下堅實基礎。

3 結束語

我國是一個具有多樣化資源的國家，為了更好的開采并發展微重力資源，需要進行大量探測工作，這就致使生態環境遭受了諸多破壞。伴隨著微重力資源的開采，一些地區地殼運動劇烈，且地面沉降可觀，對周邊居民的生活造成了巨大影響。在大力開采及使用微重力資源的情況下，導致相關資源正逐步減少，如何在不損害生態環境的基礎上開采微重力資源，成為了當今的首要任務。綜上所述，對微重力資源勘查方法及未來發展趨勢做出了深入研究，一個有效的微重力資源勘查方法不僅能使我國社會經濟迅速增長，還能增加我國國際貿易以力，所以對微重力資源勘查方法的完善已勢在必行。微重力勘察具有周期短、效率高的特點，在相對廣泛的資源勘察工作中，還需要對其未來發展趨勢作進一步探討和研究，從而在發展微重力資源勘查工作的基礎上，給予生態環境最強硬的保護。