物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

任岐山

（河南省地球物理空間信息研究院，河南 鄭州 450009）

當(dāng)前在國家的產(chǎn)業(yè)布局和礦產(chǎn)需求的前提下，相關(guān)勘探人員會開發(fā)礦藏，儲量較大的礦藏，并在勘探前進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究。但由于不同礦產(chǎn)分布的地勢特征和環(huán)境不同，所以在物探技術(shù)運用過程中，需要結(jié)合地質(zhì)所處的環(huán)境，運用多種勘測原則，準(zhǔn)確了解礦產(chǎn)資源的可用性基礎(chǔ)上，確保勘探開發(fā)和地質(zhì)找礦工作能夠有效開展，為我國工業(yè)行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘探中的應(yīng)用原理

所謂的物探技術(shù)指通過對于地球物理分布規(guī)律和變化的判斷，探索地球本體的結(jié)構(gòu)，研究各類自然現(xiàn)象所展開的相應(yīng)的技術(shù)方式。物探技術(shù)的運用能夠有效判斷地質(zhì)災(zāi)害，針對不同的地質(zhì)對象，物探技術(shù)也有所不同，因為不同的礦產(chǎn)物質(zhì)所呈現(xiàn)出來的物理特征有所差異，所以部分探測者會運用物探技術(shù)判斷某些礦產(chǎn)資源的數(shù)量、深度和含量，從而判斷礦產(chǎn)資源的開采價值。但由于地質(zhì)找礦與資源勘探中，資金利用率、準(zhǔn)確率需要結(jié)合礦產(chǎn)分布的地域和礦產(chǎn)本身的性質(zhì)來進(jìn)行判斷，所以通常會采用不同的物探方式來進(jìn)行巖層性質(zhì)的探測。因此，在實際的地質(zhì)找礦和資源勘探過程中，勘探人員通常會選用多種物探技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，以此來提高礦產(chǎn)資源找尋的效率和探測的精準(zhǔn)度。當(dāng)前物探技術(shù)在地質(zhì)找礦和資源勘探中的應(yīng)用原理有以下三項。

1.1 逐漸產(chǎn)生

探測工作需要耗費大量的人力、物力，因此在探測中要始終遵循“無”的原則，組織有關(guān)地下物資的數(shù)據(jù)收集，通過數(shù)據(jù)資料來判斷存儲地下的礦產(chǎn)資源的位置、開發(fā)難度和開發(fā)的安全性能。避免正式調(diào)查中對大量的資源和成本的耗費，減少勘探工作進(jìn)行時必要的資金浪費。

1.2 數(shù)據(jù)量龐大

由于我國物產(chǎn)資源較為豐富，存在的礦產(chǎn)資源也豐富，但礦區(qū)的復(fù)雜，礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和巖層較為復(fù)雜。實際測量中還需要依據(jù)多種數(shù)據(jù)測量進(jìn)行選擇，通常情況下對于各區(qū)域的地下結(jié)構(gòu)和材料的測驗，往往會使用重力測量、磁測量、功率測量等方式，了解地下結(jié)構(gòu)和材料。另一方面在地質(zhì)勘探工作開展中，為提升勘探質(zhì)量，需要相關(guān)探測人員對勘探資料和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的對比，以此來分析探測的準(zhǔn)確性。

1.3 性質(zhì)的比較

地質(zhì)找礦和資源勘探工作開展時，往往會耗費大量的人力、物力和財力。實際的資源調(diào)查環(huán)節(jié)，工作者需要根據(jù)該地區(qū)的結(jié)構(gòu)，優(yōu)先分析礦物的類型，要根據(jù)不同的原理進(jìn)行物探技術(shù)的運用。在實際探測過程中需要結(jié)合電磁和放射性種類，根據(jù)該地區(qū)的結(jié)構(gòu)和礦物特性進(jìn)行物探技術(shù)的綜合選擇。

2 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘探中的應(yīng)用原則

2.1 綜合信息原則

當(dāng)前地質(zhì)中的礦物和圍巖在不同的物理參數(shù)影響下，形成的反應(yīng)有所不同。因此地質(zhì)找礦和資源勘探環(huán)節(jié)，需要勘探工作者在實際探測方法運用時要綜合信息原則，探索地質(zhì)勘探的過程中碎石體和圍巖的不同物理參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)奈锾郊夹g(shù)，從不同的角度衡量、選擇物探技術(shù)的可行性。避免因探測技術(shù)單一，造成探測異常問題的出現(xiàn)，進(jìn)而不斷提高地質(zhì)找礦和資源勘測的準(zhǔn)確性。

2.2 科學(xué)推測原則

通常情況下部分單位會借助相關(guān)設(shè)備對某一區(qū)域的地質(zhì)資源進(jìn)行勘測，借助相應(yīng)的勘測設(shè)備，了解到勘測的結(jié)果，并借助信息圖表和圖像的方式加以呈現(xiàn)。這樣工作者可以結(jié)合信息資源進(jìn)行匯總，了解地質(zhì)情況，分析地質(zhì)特征形成因素，核對礦場產(chǎn)生的客觀規(guī)律進(jìn)行所以需要在地質(zhì)找礦和資源勘探的過程中，相關(guān)工作人員要始終保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，借助變量法、排除法等方式排除無效的信息，基于科學(xué)勘測的基礎(chǔ)上，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃阉鞯叵碌牡V產(chǎn)資源，保證原始勘測數(shù)據(jù)的真實性有效性。并結(jié)合相關(guān)技術(shù)專家分析地質(zhì)鐵礦石與獲得的地質(zhì)物理資料之間的關(guān)系，提出目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)條件和礦床成礦的系統(tǒng)，為資源勘探提供數(shù)據(jù)支持。

2.3 效率原則

不同地質(zhì)環(huán)境下需要選擇適合的探測方式，才能保證勘察過程中數(shù)據(jù)的真實性和有效性。為了提高地質(zhì)找礦和資源勘探的效率，需要對于地質(zhì)體的差異性進(jìn)行分析。依據(jù)最優(yōu)組合理論采取不同物理方式，對地質(zhì)范圍內(nèi)進(jìn)行研究。結(jié)合已有的資料，在改進(jìn)地球物理方法的最優(yōu)組合基礎(chǔ)上，借助探勘探技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用。并且在實際的地質(zhì)找礦和資源勘探過程中，選擇先進(jìn)的合理有效的勘探方式，認(rèn)識資源勘探的有效性，綜合考慮地質(zhì)環(huán)境所處的地形、勘探成本以及適用條件，選擇適當(dāng)?shù)目碧椒绞健?/p>

2.4 經(jīng)濟(jì)適用原則

物探技術(shù)應(yīng)用過程中勘探成本和地質(zhì)體之間存在差異性，如果不對勘探技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，會增加勘探的成本。所以需要相關(guān)工作人員在地質(zhì)找礦和資源勘探時，首先對于勘測技術(shù)進(jìn)行比對，從勘探成本的角度入手，建立地質(zhì)地球物理模型。綜合已有的地質(zhì)資料區(qū)域的地質(zhì)情況和模擬實驗，以資金節(jié)約為原則，對物探技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，有效提高勘探效果的同時能夠提升勘探的經(jīng)濟(jì)效益。

3 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

3.1 電法物探技術(shù)應(yīng)用

地殼中涵蓋著各類地勢結(jié)構(gòu)、礦體和巖石。礦體間的導(dǎo)磁性、導(dǎo)電性和介電性都存在差異，所以為了解礦體的差異性，在地質(zhì)勘探過程中會借助電法物探技術(shù)，通過多種試驗方式來了解礦體的大小、形狀和類型。

通常情況下電法勘探的種類較多，采用的方式也較多，多用于金屬礦的勘探中。例如探測者借助電流法，可以對不同巖石結(jié)構(gòu)下巖層的電阻率數(shù)值進(jìn)行判斷，尋找礦石的種類，該方法的運用在一定程度上會受到局限性。主要原因在于電法物探技術(shù)實際運用時容易受到外部電磁廠的干擾，所以探測者在地質(zhì)找礦和資源勘測中要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況進(jìn)行物探技術(shù)的使用。

3.2 重力物探技術(shù)應(yīng)用

地殼下的巖石、礦石之間密度是存在一定的差異性的，為了判斷礦體的大小、形狀和埋藏的深度。通常情況下探測者會應(yīng)用重力物探技術(shù)，依據(jù)萬有引力的理論，探測巖石的密度。通過對重力場變化下的巖層密度大小的判斷，確定礦體的位置。但此方法在實際運用過程中需要綜合考慮密度差異較大的礦產(chǎn)，而密度較小的探測精準(zhǔn)度較差。

3.3 磁力勘探技術(shù)

由于各地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境不同，巖石和材料的性質(zhì)不同，存在的磁性也自然不同。因此為了了解巖石的屬性部分，探測者會借助磁力勘探測量技術(shù)，借助分析巖石的磁性。該項技術(shù)最早被運用在了地質(zhì)勘探中，現(xiàn)如今技術(shù)已相對來說較為成熟，而且該方法的運用過程中成本較低，也是地質(zhì)勘測工作者常用的一種技術(shù)，它極大地促進(jìn)了地質(zhì)找礦和資源勘探的效率。為深入了解礦體產(chǎn)生的磁異常，可以通過地面磁測、井中磁測和航磁測量等方式，對于部分礦區(qū)礦體進(jìn)行檢測。如在某鐵礦礦區(qū)進(jìn)行測量時，可以選用曲面位場處理方式、與無約束三為概率層析成像反演方式等進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3.4 地震勘探技術(shù)

地震物探技術(shù)的應(yīng)用是針對礦石土巖使區(qū)域的彈性差異所做出來的檢測，會測量地震波對礦石、土巖石物理現(xiàn)象的不同，來了解地層的構(gòu)造。實際運用過程中，地震勘探技術(shù)可以將地震波傳到地下，如果遇到不同彈性的巖石和礦物會形成相應(yīng)的反射，并且由地面的相關(guān)設(shè)備檢測儀，會根據(jù)地震波的數(shù)據(jù)或是不同彈性巖石層面的碰撞，所形成的反射數(shù)據(jù)，詳細(xì)記錄地震波的頻率、波形、傳輸時間，探測掩埋礦體的深度。

3.5 面波勘探技術(shù)

面波勘探是借助聲波信號進(jìn)行探測方式，基于物理學(xué)原理基礎(chǔ)上，聲波信號經(jīng)過介質(zhì)會存在不均勻的現(xiàn)象，使得面波信號出現(xiàn)頻散。通過這種方式能夠?qū)τ诘V產(chǎn)資源的存在情況進(jìn)行探測，一般情況下面波速度會因聲波信號而呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。而影響面波速度的因素也有很多，需要加強對于勘探深度的確認(rèn)，而頻散曲線和曲線之間的拐點也會存在地層的厚度而變化，一般曲線的拐點會朝著低頻方向偏移，借助拐點位置。來探測地層的厚度。

3.6 綜合運用不同勘測方式

現(xiàn)階段部分地區(qū)的物理場不同，需要相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行地質(zhì)勘探時，對地形物探儀器的使用進(jìn)行綜合考慮。可以采用綜合勘探法，針對不同的地形運用。多種物探技術(shù)和勘探方式進(jìn)行礦產(chǎn)、深度、厚度和礦產(chǎn)類型的勘測。例如地面核磁共振技術(shù)

借助圖像信息深入的了解地表的實際狀況，并利用核磁共振儀觀測到每一個地質(zhì)土層的物質(zhì)質(zhì)子的核磁共振信號變化。又比如綜合X射線熒光找礦技術(shù)、地震勘探技術(shù)、探地雷達(dá)技術(shù)結(jié)合礦山物地質(zhì)勘探的實際情況，對各個地質(zhì)問題進(jìn)行參考，來保證實際探測的合理性，X射線熒光找礦技術(shù)的運用可以對金、銀、銅等不同資源進(jìn)行勘測，地震勘探技術(shù)分析礦體深度，探地雷達(dá)技術(shù)了解內(nèi)部的相關(guān)元素含量和具體的分布情況，并不斷提升勘測的準(zhǔn)確性，在一定程度上提升了勘測的效率。

4 結(jié)束語

綜上所述，多元產(chǎn)業(yè)發(fā)展今天，各國對于資源的需求量不斷增大，加快地質(zhì)勘探和礦產(chǎn)資源的開發(fā)速度日益重要。為了有效提高地質(zhì)勘探和資源勘探進(jìn)度，需要充分重視物探技術(shù)，最大限度的開發(fā)此技術(shù)，有效促進(jìn)我國工業(yè)行業(yè)的快速發(fā)展，并針對不同地質(zhì)和復(fù)雜地質(zhì)情況下做好勘探工作，保障礦產(chǎn)開發(fā)的安全性和可靠性。