地球物理勘查技术应用研究

一、物探方法技术及应用

(一) 物探方法的特点

1.定义。根据岩石、矿石物理性质的差异，利用精密仪器探测地球物理场的变化，进行矿产勘查，划分岩浆岩体、研究地质构造的方法称为物探。

2.物探方法分类，大致可或分为三类：

(1)地面物探;(2)航空物探;(3)井中物探与物探测井。

3.物探方法特点：(1)直接找矿—勘探对象是目的物，如磁测找磁铁矿，重力法勘查盐岩，激电探测铜多金属矿等。(2)间接找矿—勘探对象是目标物，如磁测找矽卡岩型铜多金属矿、重力法探测含在盐岩中的钾盐，地震法探测石油构造，电法圈定含金破碎带等。(3)物探成果具有多解性，不同的地质体，相似的物性条件可形成相似物探异常，例如磁铁矿和基性火山岩均可引起强磁异常，铜多金属矿与黄铁矿都能形成激电异常。合理区分矿与非矿异常至关重要。(4)物探成果又有等效性，物性差异大、地质体(矿体)较小与物性差小但规模较大的地质(矿)体，在一定的埋藏条件下形成相似异常，为定量解释造成影响。(5)物探成果存在干扰因素，金属矿区往往地形恶劣，地形对物探成果形成干扰;与探测对象物性条件相近的地质体形成假异常或非矿异常，如碳质层对激电找矿的干扰，玄武岩对磁法勘探的干扰等。

4.解决物探成果多解性排除干扰的途径：(1)在经费允许条件下尽量采用综合物探、化探方法，弥补单一方法的不足。(2)物探资料一定要结合地质、化探、遥感成果深入综合研究。

(二)主要物探方法及其应用

1.重力勘探，应用精密仪器观测由于地层、矿体密度差异引起的重力场的变化，进行地质调查和矿产勘查的方法，叫做重力勘探。广泛应用于基础地质研究，为成矿预测提供依据。

2.磁法勘探，自然界岩石和矿石具有不同磁性，利用磁力仪器观测磁场的变化，进行矿产勘查和研究基础地质问题的方法，称磁法勘探。磁力仪轻便，工作效率高，成本低，是铁磁性矿产如磁铁矿勘查的有效方法，赋存于具有磁性的矽卡岩中的有色金属矿，磁法找矿效果也很好。将磁力仪装在飞机上测量称航空磁测，可在较短的时间内完成大面积扫面。

3.电法勘探，根据岩石和矿石的电性差异进行矿产勘查、水文勘察和研究基础地质问题的方法，称电法。现简要介绍几种方法：(1)直流电阻率法，向地下供直流电观测电位，计算电阻率。水文勘察用此法较多，矿产勘查也广泛应用，但地形影响大。(2)直流激发极化发(IP)，间歇正负供电，观测激发产生的二次电位，计算极化率(ηs)或充电率(Ms)，导出电阻率(ρs)，探测侵染状硫化矿体，效果好，如斑岩铜矿、铅锌矿、黄铁矿，铜矿等，块状硫化物矿床效果更好。比较起来，有色金属矿激电找矿效果最好。找水和划分含金破碎带也有广泛的应用。缺点：仪器较笨重，探测深度较小，一般200米以内。

激电方法还有双频激电、幅频激电。(3)瞬变电磁法(TEM)利用不接地回线向地下发送脉冲式电磁场，用仪器观测由地下矿体、地质体产生的感应电磁场，计算电阻率，用以找矿和解决地质问题的方法，称瞬变电磁法(TEM)。适用于划分岩性层，探测含矿破碎带以及直接找低阻矿体和含水层。仪器较轻便，探测深度较大，可达5 00米以上。(4)可控源变频大地电磁(EH4)：观测人工和天然电磁场进行找矿和研究基础地质问题的方法称可控源变频大地电磁(EH4)，适用地下水、煤田、金属矿探测，以及环境调查，探测深度可达1 000米，浅层，<500米利用人工源，>500米利用天然电磁场。计算电阻率参数。仪器较轻便。(5)可控源音频大地电磁(CSAMT)：观测天然电磁场，计算电阻率参数。应用领域与EH4相似。还有频谱大地电磁、甚低频、陈列式大地电磁等。

4.放射性勘探，利用专门仪器测量岩石、矿石放射性强度的方法称放射性勘探，主要用于寻找放射性矿产。方法简便效率高，放射性能谱测量可划分岩浆岩岩相带。

5.地震勘探，不同地层弹性波阻抗(密度)存在差异，人工激发地震利用仪器观测地震波的信号，用来研究地质构造，地层分层，称地震勘探，石油、煤田、工程等勘查工作广泛应用。恩洪煤矿划分煤层及构造取得了较好的效果。高分辨率三维地震已相当于层析成像技术。

(三)物探方法应用中注意的几个问题

在特定的条件下，物探方法可以取得良好的找矿效果。特定条件是：⑴ 矿体、地质体与围岩物性差异明显;⑵ 矿(化)体、地质体规模较大;⑶ 埋藏较浅;⑷ 地形条件相对较好;

1.合理选择物探方法：(1)铁磁性矿产(铁矿)、与矽卡岩、角岩有关的矿产(铜多金属矿)、与基性岩、超基性岩有关的矿产(铜镍、铬、铂钯矿)勘查，采用磁法，既快速又经济。(2)硫化物矿体，例如铜、镍、铅锌矿等，应用电法，尤其浸染状矿体激电具有独特的作用。激电还可以探测具有黄铁矿化的破碎带，在金矿勘查中可起到间接找矿的作用。(3)沉积矿床例如岩盐、钾盐勘查，应用重力法效果好，直流电法有效地探测矿层顶板埋藏深度，地震法可以较准确地探测含钾盐岩层的厚度及构造，例如小断裂等。煤炭勘查中综合方法测井有效地确定煤层深度、厚度和夹石。滇东煤田测井成效好，已成为必不可少的方法。

2.注意物探资料的多解性、等效性研究：(1)物探异常往往不是单一因素引起，例如基性火山岩、矽卡岩磁性强，对磁测形成干扰;碳质层、黄铁矿化等激电可出现非矿异常;地形强烈起伏、岩溶破碎带可引起电阻率假异常，对找矿造成影响，一定要结合地质综合研究，努力区分矿和非矿异常。有时碳质层与矿层异常从外形上可区分，如小场，麻芋林。(2)有色金属矿一般矿层薄，品位低，形成的物探异常弱，埋藏较深的矿体异常强度也减弱，要注意低缓异常研究。应加强有色金属矿物探方法技术条件可行性及有效组合研究。(3)尽量采用多种物化探方法综合信息开展找矿工作，设法排除各种干扰因素形成的异常，努力提高找矿效果。

(四)结论

经过多年的发展实践，物化探成为了地质找矿的重要方法，在当今的反战趋势下，高科技带动高端仪器的大量出现，将会给矿产勘查带来一个新的面貌，同时，物化探的领域也大大扩展，人类对矿产资源的需求越来越大，以致矿产勘查的力度加大，物化探将进入一个新的领域!是找寻矿产的主要方法。

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