物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用

柏燕學(xué)

（荔波縣自然資源局，貴州 黔南 558400）

在過去的較長時間段中，不少采礦人員或企業(yè)對礦山進行了無節(jié)制地開采，從而導(dǎo)致我國現(xiàn)存礦產(chǎn)資源儲量越來越少，然而，深部礦產(chǎn)資源具有地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、礦產(chǎn)埋藏深及勘查成本高等特點，從而導(dǎo)致地質(zhì)找礦難度較大，因此，就需要借助于物探技術(shù)進行深部找礦，本文主要探討了物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中應(yīng)用的相關(guān)問題[1]。

1 物探技術(shù)的定義及其應(yīng)用意義

物探技術(shù)指的是利用巖石、礦石(或地層)與圍巖的物理性質(zhì)差密度、磁化性質(zhì)、導(dǎo)電性、放射性等異為基礎(chǔ)，利用勘探儀器，用物理學(xué)的原理和方法，對地球的各種物理場分布及其變化進行觀測，并將這些信息反饋給勘探人員，使其對這些信息進行綜合分析，從而得出較為可靠的找礦預(yù)測成果。物探技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦與資源勘查中具有以下三個方面的重要意義：①能快速、準確地明確地質(zhì)中礦產(chǎn)資源分布、范圍及周邊巖石等信息，從而能有效提高地質(zhì)找礦與資源勘查質(zhì)量和效率；②利用物探技術(shù)能有效獲得深部的地質(zhì)信息，從而能幫助相關(guān)工作人員合理預(yù)測工程進度和做好施工安全管理，進而能提升工程進度和安全性；③規(guī)避礦石磁力吸引，相關(guān)研究指出，在地質(zhì)找礦過程中，礦產(chǎn)周圍的各類巖石也存在相應(yīng)的磁性特征，這些磁性特征會給地質(zhì)找礦與資源勘查分析帶來一定的誤導(dǎo)或?qū)Φ刭|(zhì)找礦與資源勘查工作順利開展造成不良影響，而采用物探技術(shù)能有效規(guī)避礦石磁力吸引，提高地質(zhì)找礦與資源勘查工作的準確性[2]。

2 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的具體應(yīng)用

根據(jù)探測原理的不同，物探技術(shù)可細分為電法物探技術(shù)、磁法物探技術(shù)、重力法物探技術(shù)、地震法物探技術(shù)、地質(zhì)雷達技術(shù)、瑞雷波技術(shù)等多種類型，不同物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中均有良好的應(yīng)用：

（1）電法物探技術(shù)。電法物探技術(shù)指的是利用勘探儀器探測地層、礦物層中各類地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石和礦體的電化學(xué)特性及電磁特性，從而來判斷礦體資源的位置、類型、大小和形狀等信息。應(yīng)用電法物探技術(shù)進行地質(zhì)找礦與資源勘查前，需對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進行科學(xué)、詳細地劃分，才能進行探測，且電法物探技術(shù)主要適應(yīng)于傾斜角較小的巖層和應(yīng)用于水平方向的巖層勘測。需根據(jù)地質(zhì)找礦和資源勘測地的實際情況決定是否采用該物探技術(shù)進行地質(zhì)勘測。

（2）磁法物探技術(shù)。磁法物探技術(shù)主要是利用勘探儀器檢測地質(zhì)巖層中巖石和礦石的磁性差異，從而來判斷礦石分布情況、具體儲存量等信息。磁法物探技術(shù)應(yīng)用條件較高，多應(yīng)用于磁差較大的地質(zhì)環(huán)境中。該項物探技術(shù)又可細分航空磁測、鉆井磁測、地磁測量三種類型。

（3）重力法物探技術(shù)。重力法物探技術(shù)主要是根據(jù)萬有引力原理，通過探測地殼下巖石、礦石之間的密度，根據(jù)巖石、礦物、土壤間的密度差異來判斷礦石埋藏的深度、大小和形狀等，一般來說，采用重力法物探技術(shù)對大密度的巖石進行探測時，若其中存在大密度的礦物，會導(dǎo)致生成的引力相對較大，小密度的礦物生成的引力相對較小。

（4）地震法物探技術(shù)。地震法物探技術(shù)主要是通過探測巖礦邊界上的地震波所產(chǎn)生的不同物理現(xiàn)象來判斷地質(zhì)構(gòu)造和地層等信息，將其應(yīng)用于地質(zhì)找礦與資源勘查中，主要是將把地震波傳送至地底下，利用地震波輻射將地層中各類礦體或其他物質(zhì)的波、波頻、傳播時間等多種數(shù)據(jù)信息記錄下來，然后，采用專用的設(shè)備對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行精準計算和分析，最后根據(jù)計算結(jié)果判斷礦體的埋藏深度、具體性質(zhì)、形狀、大小等，從這個探測原理可以看出，地震法物探技術(shù)是一種新型的地球物理技術(shù)，能夠根據(jù)地球物理技術(shù)中的表面波信號散射原理進行地質(zhì)找礦與資源勘查，并且，其具有操作簡便、使用空間小、成本效益高、精度高、結(jié)果直觀、探測速度快等優(yōu)勢。

（5）地質(zhì)雷達技術(shù)。地質(zhì)雷達技術(shù)主要是利用頻率較高的電磁波開展地質(zhì)探測工作，在實際應(yīng)用過程中，其主要是利用天線將電波傳送至地下，根據(jù)電磁波對強弱不同介質(zhì)的反應(yīng)情況對地下結(jié)構(gòu)及礦體分布情況等進行判斷，其不僅能過濾處理和翻譯各類接受到的波長，同時還能變量分析反射波的狀況、特征等信息，從而獲得準確的探測結(jié)果。目前，該項物探技術(shù)被廣泛應(yīng)用于礦床地質(zhì)勘查、礦井實驗、工程檢測等工作中，發(fā)揮了重要的探測價值，如將其應(yīng)用于鹽類礦床的勘查工作中，可根據(jù)雷達圖像的亮度對礦產(chǎn)的分布區(qū)域和儲量等信息進行判斷，一般來說，雷達圖像亮度值高的區(qū)域含有豐富的鹽類礦床，如圖1、圖所示，鹽湖干涸區(qū)域的雷達圖像呈亮白色，干涸的洪積黃泥地區(qū)域的雷達圖像呈黑色。

圖1 鹽類礦床雷達圖像

圖2 干涸的洪積黃泥地區(qū)域雷達圖像

（6）瑞雷波技術(shù)。瑞雷波技術(shù)是一種新型的物探技術(shù)，其主要是利用相關(guān)的探測設(shè)備觀測地層中各類地勢結(jié)構(gòu)、巖石和礦體的瑞雷波瞬間動態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)，在實際探測過程中，主要是借助于垂直作用于地面的沖擊地震波對影響范圍內(nèi)的瑞利波信號進行檢測，并利用反射波實現(xiàn)勘測正演與反演，從而準確判斷地質(zhì)信息，將該項技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦與資源勘查中，探測成本相對較高，且需要體積較大的探測儀器設(shè)備支持，但是，相比于其他的物探技術(shù)，它的探測效率更高，分辨率更高，探測速度更快，在各類地質(zhì)找礦、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評估、工程建設(shè)前的地質(zhì)勘查等工作中均有較好應(yīng)用效果，另外，該項物探技術(shù)還能使地質(zhì)探測后期研究工作的操作方式豐富，如可幫助探測人員利用瞬態(tài)面波和落重震源技術(shù)對煤礦等工程的資源情況進行分析，且其還能通過對比實際鉆孔位置深的巖層情況，對巖層走向和鉆孔情況進行判斷描述。

3 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用注意事項

為提高物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用質(zhì)量和效率，在實際應(yīng)用過程中，探測人員還需注意相關(guān)的事項。

（1）遵循物探技術(shù)應(yīng)用原則。在地質(zhì)找礦與資源勘查中應(yīng)用物探技術(shù)需遵循一定的原則：①從簡至難的原則，對各種物探技術(shù)的選擇和應(yīng)用需遵循從簡至難的原則，由點到線、由線到面逐步獲得全面的地質(zhì)信息，且探測過程中，還需將各項測量數(shù)據(jù)信息完整地記錄和保存下來，以便于日后相關(guān)工作使用。收集完整的地質(zhì)信息后，還需建立地球物理模型對相關(guān)地質(zhì)信息進行全面分析，這樣不僅能有效提高地質(zhì)數(shù)據(jù)信息分析、處理質(zhì)量，還能為地質(zhì)勘探結(jié)論提供可靠和全面的參考依據(jù)。②探測前充分準備原則，應(yīng)用物探技術(shù)進行地質(zhì)找礦與資源勘查前，探測人員還需對所探查區(qū)域的地質(zhì)和巖層特點進行全面了解，具體可采用地質(zhì)填圖等地勘技術(shù)手段獲取全面的地質(zhì)信息，只有充分做好探測前準備，才能有效提升物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的應(yīng)用效果。

（2）合理優(yōu)化技術(shù)準備。近年來，隨著地質(zhì)找礦與資源勘查范圍的不斷拓寬和勘查要求的不斷提高，對地質(zhì)找礦與資源勘查工作也提出了更高的目標要求，為達到新時期的地質(zhì)找礦與資源勘查目標要求，就需要探測人員合理優(yōu)化各項物探技術(shù)準備，也即將物探技術(shù)應(yīng)用于地質(zhì)找礦與資源勘查工作前，需對探測地進行全面的考察，并根據(jù)考察結(jié)果對相關(guān)物探設(shè)備進行更新，另外，還需結(jié)合工程地的實際情況對物探設(shè)備進行各項測試和優(yōu)化，以避免其功能參數(shù)發(fā)生偏差，從而影響探測工作質(zhì)量和效率。為確保地質(zhì)找礦與資源勘查工作有序、穩(wěn)定和安全地進行，還需組建勘探團隊對工程條件進行全面分析和總結(jié)，然后，制定合理的勘探任務(wù)流程，才能促進地質(zhì)勘探工作順利、高效開展。

4 結(jié)語

提高地質(zhì)找礦與資源勘查質(zhì)量和效率，對促進我國社會生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展均有重要的意義，然而，地質(zhì)找礦與資源勘查是一項復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，需要借助于物探技術(shù)的支持，才能有效提高地質(zhì)找礦與資源勘查質(zhì)量和效率，并提升地質(zhì)找礦與資源勘查工程進度和安全性，在實際應(yīng)用過程中，探測人員需根據(jù)探測地的實際情況選擇合理的探測技術(shù)進行地質(zhì)找礦與資源勘查，通過編制科學(xué)合理的勘測方案，并嚴格按照方案進行操作，方能取得較為準確合理的數(shù)據(jù)供勘探人員進行研判。

物探技術(shù)一直以來都是地質(zhì)找礦過程中一項重要的技術(shù)手段，尤其是在金屬礦產(chǎn)、油氣礦產(chǎn)勘探過程中效果較為明顯，物探技術(shù)是系統(tǒng)性找礦工程中的一項重要輔助手段，在通過物探手段獲得相關(guān)預(yù)測靶區(qū)后，仍然需要通過鉆探等技術(shù)手段進行驗證，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，相應(yīng)的物探儀器越來越先進，工作模式、操作方法越來越簡單，探測精度也越來越高，其在找礦過程中發(fā)揮的作用也越發(fā)突出，因此，只有在設(shè)備上進行改進，并對操作人員進行培訓(xùn)后，才能發(fā)揮出物探技術(shù)在找礦上的應(yīng)有貢獻，使物探技術(shù)越來越受勘查技術(shù)人員的重視。