物探技術在地質找礦與資源勘查中的應用

宋順昌

(貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

當代社會發展和各類生活、生產活動均離不開礦產這一重要資源，隨著常年對礦產資源的高需求量，以及20世紀存在無節制開采礦山等行為，據相關資源現存量調查結果，我國現存礦產儲存量已經不多，淺層的礦產已被開發的所剩無幾，未來我國將需要逐步開采埋藏更深、地質環境更復雜的礦產資源，若因勘探技術的限制無法有效的勘查礦產資源，勢必將阻礙社會的正常運行，因此必須要重視、引進和革新勘探技術，才能促進相關行業持續發展。

1 相關概念

1.1 地質找礦

地質主要指地球物質組成及其內部主要構造、結構，另外還包含地球自身的物理性質。地球是人類賴以生存的場所，人類生存于發展的各類資源都來自地球母親，地表下的地質多由巖石、礦石等組成，各類地質有其發展史，可分為地殼發展期和地球的形成期等。基于地球的演化作用及地球內外的地質作用，地球內便形成了礦產和各種地址遺產。地質學是對地質開展研究，而地質找礦是指尋找和研究地質中的礦產，研究人員需要應用大量地質科知識及相關勘測技術，勘查目標區域地下的礦產資源信息。

1.2 資源勘查

資源勘查是指對煤礦、石油、天然氣等地質資源進行勘探，是對目標區域勘查尚未被發現的資源的。資源勘查組不經需要人員具備豐富地質學知識，準確掌握相關地質調查及勘探技術，還需具備對區域、礦床地質和成礦條件進行綜合研究與分析的能力，及熟悉礦產開發、環境保護相關的法律。我國現存各類資源嚴重不足，因此國家正在進行新一輪的資源勘查與開發，需要應用更好的技術進行資源勘查，以根據地質改變更有效的開展專業測量，更準確的發現煤礦、石油等資源的地質分布。

1.3 物探技術

物探技術的原理是利用振動信號，借助地層傳播信號，信號傳播過程中，利用地層內不同物質的不同物性，將反饋其不同的體波、面波等勘測信息，勘探儀器將記錄這些信息，研究人員通過綜合分析相關信息得出最終的資源勘查結果。當前物探技術主要應用于煤礦、石油等資源的勘查中，可以地質結構的重力、磁力及電阻等特性來測量區域地質情況，判斷礦產的位置、資源量等信息，合理的利用物探技術對地質找礦與資源勘查有以下作用：①為資源開采提供基本的資料，如確定礦產等資源的分布、范圍等信息及周邊的巖石情況；②預測作用，物探獲得的地質信息能一定程度上幫助開采等工程預測工程進度、意外事故，從而為施工安全管理提供一定的方向，通過合理的管理來提升工程進度和施工的安全性；③規避作用，礦產尋找過程中，地下存在不同資源，但礦產周圍的各類巖石也具有不同的磁性等性質，可能給勘探分析帶來誤導，或直接影響勘探工作的開展，而物探技術能明顯避免礦石磁力吸引。

2 物探技術在地質找礦與資源勘查中的多元應用

2.1 電測深法

電測法法操作起來相對比較簡單，直接將相關設備從觀測點深入到地下，研究人員通過觀測電阻率變化情況，即可以總結各巖層的分布情況。由于應用電測深法，可以簡便、直接的了解巖層分布狀況和其變化情況，可方便相關科學研究于分析高效的進行，因此如今備受相關專家學者的重視。現階段，對高密度電阻率法的研究已經較為成熟，其應用范圍逐漸擴寬，目前以掌握淺層的地質信息為主。但是應用該方法之前，需科學、詳細劃分地質結構進，才可以開展探測，電測法主要應用于勘測水平方向巖層，對傾斜角較小的巖層也較適用，但不適用于傾斜角較大或豎向巖層的勘探。如在香格里拉銅鉬礦區找礦工作中，由于該硫化物礦床激發極化效應十分強，因此應用了五極縱軸電測深法這一技術，結合地質物理資料推斷出了具有較大規模的異常體，結合地質資料與電性測定數據準確判斷了該區域的巖石成分、形成等情況。

2.2 瑞雷波技術

該技術是新型的勘查技術，但在實際應用中的較好表現使其獲得了普遍的認可，該技術利用瑞雷波穩定狀態或瞬間動態均可進行觀測，穩定狀態需要體積較大的設備，成本很高，瞬態瑞雷波技術相對而言速度更快、操作簡單，勘測的效率較高，分辨率較高。其在各類建設工程、地質災害調查與評估等工作中均有較好應用效果。其信號來源于垂直作用于地面的沖擊地震波，集中其影響范圍內可檢測的瑞利波信號，并利用反射波實現勘測正演與反演，實現對地質信息的準確判斷，該技術可適用于許多現用的軟件，因此豐富了后期研究工作的操作方式。實際工程中綜合利用落重震源與瞬態面波技術，可幫助技術人員分析煤礦等工程的資源情況，如測定深度改變時其面波速度，對比實際鉆孔位置深的巖層情況，來判斷描述鉆孔的情況和巖層走向。

2.3 地質雷達技術

該技術通過頻率較高的電磁波開展測探，利用天線將電波傳送至地下。一般基于強弱不同介質對電磁波的不同反應，來判斷地下結構情況。實際操作時，需一直傳輸速度、時程等特點，對接受到的各類波長進行過濾處理和翻譯，基于反射波的狀況、特征等變量分析和評價勘查結果。該技術在礦井實驗、礦床地質勘查、工程檢測等工作中逐漸得到應用，得到了一致認可，具有準確率高等優點。如鹽類礦床的勘查工作中，可根據雷達圖像的亮度判斷礦產的分布區和儲量等信息，一般雷達圖像亮度值高，該區域含鹽量就高，見圖1，上下兩幅雷達圖像有明顯區分，色調亮白的圖顯示鹽湖干涸，而黑色的圖顯示的是干涸的洪積黃泥地。

圖1 雷達圖像Fig.1 Radar image

3 地質找礦與資源勘查中應用物探技術的策略

3.1 應用原則

首先，實際資源勘查、礦山勘察工作中，應從簡至難的選擇和使用各種物探技術，從點到線，有線到面的逐步獲得更完善的地質信息。測量過程中，還需要真實完整記錄和保存測量數據，方便日后相關工作使用。根據勘探需要，合理選擇技術及技術參數，以收集完整的地質信息，并通過建立地球物理模型，提升資料分析、數據處理的能力，為勘探結論提供全面、可靠的參考。其次，進行找礦與地質勘察前，要全面的了解所探查區域的巖層與地質特點，因此需要工作人員綜合使用GPS等地勘技術，獲得相關的地質信息，為物探技術的選擇和參數的修改提供依據，從而提升物探技術在資源勘察中應用效果。

3.2 使用地球物理模型

通過勘探目標區域重力、磁場、電磁及巖層磁性、密度、地震波速等物理資料，工作人員能較好的對巖層構成做出科學分析，若在此基礎上結合勘探區域的地質背景等數據，可構建出相關區域的地球物理模型，技術人員通過該模型可較準確估算該區域資源儲藏量，并劃分區域斷裂帶，從而提升礦山評價的客觀性。在云南文山某鋁土礦地球物理勘探中，應用了大地電磁法開展探測，針對該礦區沉積型鋁土礦圍巖物理特征進行了勘探，表明其呈低阻高極化特征。根據勘測數據處理和二次反演及可行性實驗找礦模型，對礦區深部及外圍的找礦十分重要。

3.3 優化技術準備

新時代，我國對地質找礦與資源勘查工作有了更高的目標，研究和應用物探技術，都需要樹立正確合理的思路與方法，才能不斷的改進相關技術，并提升其應用效果。如實際應用物探技術之前，需要完善準備工作，首先對物探技術進行全面的前期考察，更新相關的設備，并結合工程情況開展各項測試和優化，尤其應保證功能參數不存在偏差，其次應合理的安排物探人員，合理的組建勘探團隊，應對復雜的工程條件，不僅需要安排更多的技術人員、施工人員，還需要制定嚴格、合理的勘探任務流程，保證各項工作安全、有序、合理的開展。

4 結 語

綜上所述，面對新時期經濟發展對石油、煤礦等資源的需求，地質找礦與資源勘查工作變得十分重要。因此，需要積極、合理的應用各種物探技術，并遵循合理的應用原則，與其他勘探技術搭配使用，以提升資源地質勘探的精確度。