多種物探方法在礦區(qū)深部地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果對比分析

于 爽

（黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七O七隊，黑龍江 綏化 152000）

基于當(dāng)下現(xiàn)代化地質(zhì)勘探技術(shù)的不斷更新與完善，市場對于礦區(qū)的勘探深度逐年提升、勘探規(guī)模不斷擴大，盡管此種發(fā)展趨向在一定程度上做到了為市場提供更加豐富的礦產(chǎn)資源，但在地質(zhì)勘探過程中也常出現(xiàn)由于技術(shù)應(yīng)用不規(guī)范、地質(zhì)勘探手段不合理等問題，造成的地質(zhì)勘探效果不理想[1]。為此，有關(guān)單位提出對礦區(qū)深部地質(zhì)的多種物探方法，此種勘探方法在市場內(nèi)目前仍屬于領(lǐng)先于產(chǎn)業(yè)的技術(shù)，不僅可實現(xiàn)對靶區(qū)的精準(zhǔn)化定位，同時也可以做到對礦產(chǎn)資源的有效勘察[2]。當(dāng)下，礦產(chǎn)行業(yè)在進(jìn)行地質(zhì)工程施工時，常用的物探勘探方法包括：重力勘探法、磁場勘探法、放射性物理勘探法等，提出的勘探方法在實際應(yīng)用中，均對礦產(chǎn)資源的勘探具備顯著效果。在上述提出的多種方法中，其中重力勘探法、磁場勘探法主要用于定位礦區(qū)地裂縫；放射性物理勘探法主要用于定位含硫的金屬巖礦?？傊煌奈锾椒椒▽τ诘V區(qū)深部地質(zhì)勘探所產(chǎn)生的效果是不同的。為了深層次的掌握地區(qū)礦產(chǎn)資源賦存情況，本文將綜合多種物探方法目前的應(yīng)用，對多種物探方法在礦區(qū)深部地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果對比展開分析[3]。并希望通過對此次課題的分析，為我國礦山工程的實施打下更為堅實的基礎(chǔ)，以此滿足市場經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)建設(shè)與礦山工程兩者的平衡發(fā)展。

1 多種物探方法基本理論分析

1.1 磁法勘探基本理論分析

磁法勘探是礦區(qū)深部地質(zhì)勘探中最常見的一種物理勘探方法，其主要勘探原理，時通過對礦區(qū)內(nèi)多種不同類型的巖礦石在地磁當(dāng)中出現(xiàn)的變化參數(shù)進(jìn)行測量。巖礦石可能產(chǎn)生在地磁環(huán)境當(dāng)中可能產(chǎn)生的變化參數(shù)包括：磁場變化、異常特征變化、分布特征變化等。將上述測量得到的各類變化參數(shù)進(jìn)行采集，并分析其相互之間的內(nèi)在聯(lián)系，以此找出礦區(qū)深部的礦產(chǎn)資源，并對其隱伏地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)，從而為后續(xù)礦產(chǎn)資源開發(fā)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐[4]。在進(jìn)行磁法勘探的過程中，測量得到的主要數(shù)據(jù)為磁場強度，其計算公式如下：

公式（1）中，U表示為礦區(qū)深部地質(zhì)次長力做的功既磁位；m表示為深部地質(zhì)勘探區(qū)域內(nèi)的場源磁量；T表示為深部地質(zhì)勘探區(qū)域內(nèi)磁場強度。根據(jù)礦區(qū)深部不同地質(zhì)目的，將磁場劃分為正常磁場和異常磁場。當(dāng)消除了各個短期磁場的變化后，得到的實測磁場若與正常場的主磁場存在差異性現(xiàn)象，則可將該勘探區(qū)域看作是磁異常區(qū)域，以此實現(xiàn)對礦區(qū)深部地質(zhì)的勘探。

1.2 音頻大地電磁測探基本理論分析

音頻大地電磁測探時大地電磁法勘探中的分支，該方法的基本原理時根據(jù)宇宙空間電磁波理論完成對礦區(qū)深部地質(zhì)勘探。該方法屬于交流電法勘探范疇當(dāng)中，在勘探過程中測量的數(shù)據(jù)為趨膚深度，其計算公式為：

公式（2）中，δ表示為礦區(qū)深部地質(zhì)勘探區(qū)域趨膚深度；γ表示為礦區(qū)深部地質(zhì)勘探區(qū)域地面電磁；T表示為礦區(qū)深部地質(zhì)勘探區(qū)域時間域；μ表示為磁導(dǎo)率；σ表示為磁場強度。根據(jù)上述公式對趨膚深度進(jìn)行計算。同時在勘探的過程中，當(dāng)工作頻率越高，則勘探的深度越小，隨著工作頻率的逐漸降低，相應(yīng)的勘探深度也會隨之增大。因此，根據(jù)公式（2）計算結(jié)果，以及勘探過程中工作頻率的變化情況，實現(xiàn)對礦區(qū)深部地質(zhì)勘探。

1.3 激發(fā)極化勘探基本理論分析

激發(fā)極化勘探是一種結(jié)合機電效應(yīng)理論提出的勘探方法，由于礦區(qū)深部地質(zhì)存在差異性，因此電化學(xué)作用產(chǎn)生的時間會出現(xiàn)改變，根據(jù)其具體變化情況實現(xiàn)對礦區(qū)深部的地質(zhì)勘探[5]。對于礦區(qū)深部存在層狀巖體結(jié)構(gòu)時，通過激發(fā)極化勘探能夠呈現(xiàn)出明顯的面極化特征。對于礦區(qū)深部存在浸染狀礦體時，則通過激發(fā)極化勘探能夠呈現(xiàn)出明顯的體極化特征。在進(jìn)行激發(fā)極化勘探時，主要觀測和計算的物理量包括視電阻率和視極化率，其計算公式為：

公式（3）中，ρ表示為礦區(qū)深部地質(zhì)勘探的視電阻率；K表示為激發(fā)極化勘探裝置系數(shù)；I表示為兩個供電電極方向上的電流接入量；η表示為計算得出的視極化率；U表示為礦區(qū)深部地質(zhì)勘探區(qū)域總場；U1表示為礦區(qū)深部地質(zhì)勘探區(qū)域激發(fā)電位差。在實際勘探過戶車呢過中，通過建立地下人工直流電場的方式，以此對勘探區(qū)域增加供電電機以及電極之間的距離，從而測量出礦區(qū)深部區(qū)域不同層度下的地層電阻率數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)的變化情況，分析其規(guī)律，實現(xiàn)對礦區(qū)深部礦產(chǎn)資源含量及類型的勘探。

2 應(yīng)用效果對比分析

為進(jìn)一步探究上述三種不同物探方法的應(yīng)用效果，本文選擇以某礦區(qū)的深部地質(zhì)作為研究對象，分別利用上述三種不同物探方法對其進(jìn)行勘探，表1為該研究區(qū)域礦產(chǎn)資源、巖層物理性質(zhì)特征表。

表1 研究區(qū)域礦產(chǎn)資源、巖層物理性質(zhì)特征表

在需要進(jìn)行勘探區(qū)域的礦體出露位置上步驟一個物探綜合剖面，為保證應(yīng)用效果具有一定的說服力，該剖面需要與以往該區(qū)域地質(zhì)工作勘探線剖面的位置完全重合。根據(jù)研究區(qū)域內(nèi)的施工條件，對上述三種不同物探方法進(jìn)行合理的設(shè)置：

首先，針對磁法勘探，在勘探時采用GSM-5989-20T型號標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子磁力設(shè)備進(jìn)行勘探；

其次，針對音頻大地電磁測探，將電極距離設(shè)置在55m，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

最后，針對激發(fā)極化勘探，設(shè)置供電極距離分別為500m、1500m和2000m，將接收極距離設(shè)置為25m，點距為15m。

根據(jù)上述研究準(zhǔn)備，將上述三種物探方法得出的勘探結(jié)果統(tǒng)一繪制在如圖1所示的礦區(qū)深部地質(zhì)勘探高精度探測磁場特征變化結(jié)果圖當(dāng)中。

圖1 礦區(qū)深部地質(zhì)勘探磁場特征變化結(jié)果

圖1 中A表示為磁法勘探方法勘探結(jié)果；B表示為音頻大地電磁測探方法勘探結(jié)果；C表示為激發(fā)極化勘探方法勘探結(jié)果。通過對圖1中的磁場特征變化結(jié)果進(jìn)行綜合分析得出，A曲線與其他兩種勘探結(jié)果相比，更加穩(wěn)定、平緩，在勘探過程中沒有出現(xiàn)明顯的磁異常顯示，因此說明磁法勘探方法在針對礦區(qū)深部進(jìn)行地質(zhì)勘探時對礦體推斷以及對控礦構(gòu)造的標(biāo)記存在時效性較差的問題[6]。同時，通過三種不同物探方法能夠看出，研究區(qū)域的控礦構(gòu)造均發(fā)育在三疊系底層當(dāng)中，并且整體呈現(xiàn)出較低的視電阻率，并且各個巖性之間并沒有明顯的差異，因此音頻大地電磁測探方法得出的反演成果，無法實現(xiàn)對研究區(qū)域礦體以及巖性的劃分，在這一點上其他兩種勘探方法具有更加明顯的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

針對礦區(qū)深部地質(zhì)勘探研究，一直是我國地質(zhì)勘察單位關(guān)注重點，如何實現(xiàn)在地質(zhì)勘探過程中，降低對勘探過程中人力資源、物力資源的損失等，成為了地質(zhì)單位的焦點話題?；诖?，本文對多種物探方法在礦區(qū)深部地質(zhì)勘探中的應(yīng)用效果對比展開分析，通過分析得出，音頻大地電磁測探方法和激發(fā)極化勘探方法的磁異常顯示明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)對勘探區(qū)域控礦構(gòu)造和礦體的推斷，而磁法勘探方法和激發(fā)極化勘探方法具備視電阻率測量，能夠在巖性劃分上體現(xiàn)更大優(yōu)勢。