地球物理勘查技術(shù)及應(yīng)用

1、地球物理勘查技術(shù)及應(yīng)用 摘要：主要圍繞地球物理勘查的方法及應(yīng)用進(jìn)行了分析，提出了物探異常的多解性及干擾因素，建議采用綜合物探方法來(lái)提高物探找礦的準(zhǔn)確性。 關(guān)鍵詞： 地球物理；勘查技術(shù)；物探異常 【分類號(hào)】p631 地球物理勘查簡(jiǎn)稱為“物探”是用物理的方法（觀察和研究各種地球物理場(chǎng)的變化）來(lái)解決地質(zhì)問(wèn)題的一種勘查方法。由于地殼中的各類巖（礦）石具有不同的物理性質(zhì)，它們?cè)诳臻g所產(chǎn)生的物理場(chǎng)（自然物理場(chǎng)、人工建立的物理場(chǎng)），也有所不同。采用專門的儀器，觀測(cè)這些場(chǎng)的變化，且通過(guò)整理分析這種變化規(guī)律，并結(jié)合地質(zhì)條件分析，做出解釋，并推斷出探測(cè)地質(zhì)體的分布規(guī)律及產(chǎn)狀等信息。為地質(zhì)勘探、工程勘探、環(huán)境調(diào)查及

2、地下資源分布規(guī)律的研究提供依據(jù)。 一、物探技術(shù)方法的基本特點(diǎn) 1、直接找礦勘探對(duì)象為礦體，如磁法勘探磁鐵礦，重力法勘探鹽巖，激電探測(cè)硫化物礦等 2、間接找礦勘探對(duì)象為控礦地質(zhì)體，如磁法尋找矽卡巖型鐵多金屬礦、重力法尋找鉀鹽，地震法探測(cè)油氣構(gòu)造，電法圈定含金破碎帶或蝕變帶等。 3、物探資料解釋的多解性，不同的地質(zhì)體，可形成相似的異常，如磁鐵礦和基性火山巖均可引起強(qiáng)磁異常，銅多金屬礦與黃鐵礦、石墨都能形成激電異常。 4、物探成果的等效性，如地質(zhì)體較小、物性差異大與地質(zhì)體規(guī)模較大、物性差異小的地質(zhì)體，在一定的埋藏條件下也能形成相似異常，為異常解釋造成影響。 5、物探異常存在的干擾因素，如地形對(duì)物探異

3、常形成的干擾，石墨化、黃鐵礦化等非成礦蝕變地質(zhì)體，同樣可形成激電異常，對(duì)激電異常解釋和探測(cè)形成干擾，基性火上巖玄武巖、中性火山巖安山巖對(duì)磁異常解釋和勘探形成的干擾等。 二、物探技術(shù)方法及其應(yīng)用 物探方法按工作原理主要分為重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等。 1、磁法勘探，是以自然界中各類巖（礦）石間的磁性差異而引起地磁場(chǎng)強(qiáng)度變化來(lái)進(jìn)行礦產(chǎn)勘查和解決地質(zhì)構(gòu)造問(wèn)題的一種物探方法。此法工作效率高，成本低。 主要用于直接尋找具有磁性的金屬礦體，如磁鐵礦、磁黃鐵礦等；間接尋找無(wú)磁性的金屬礦與非金屬礦，如鉛鋅礦、銅礦、石棉礦等；地質(zhì)填圖和大地構(gòu)造研究，如巖體、斷裂的圈定、結(jié)晶基底的起伏了

4、解等。 2、重力勘探，是通過(guò)研究由巖（礦）石密度差形成的重力場(chǎng)變化來(lái)研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)勘查的一種物探方法。 廣泛應(yīng)用于區(qū)域地質(zhì)的研究，如劃分?jǐn)嗔鸦蚵∑?、凹陷等，尤其與有色金屬礦關(guān)系密切的隱伏花崗巖體，為成礦預(yù)測(cè)提供依據(jù)。如：哀牢山推覆構(gòu)造、瀾滄江東側(cè)裂陷帶等。重力勘探也用于金屬礦勘查，可用來(lái)圈定巖體、劃分?jǐn)嗔褞Ъ安槊鞲鞣N構(gòu)造等地質(zhì)填圖工作，尤其是勘探含鐵石英巖型鐵礦及鉻鐵礦床和沉積礦床（如鹽、鉀礦）。 3、電法勘探，是利用天然的和人工建立的直流或交流電（電磁）場(chǎng)來(lái)研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)勘查及水文勘察的一種物探方法。電法的種類很多，現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹幾種常用的方法： （1）直流電阻率法，利用人工建立的直流電

5、場(chǎng)來(lái)解決地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)勘探及水文勘察的一種電法分支方法。但異常受地形影響大。 （2）直流時(shí)間域激發(fā)極化發(fā)（ip），以地殼中各種不同巖（礦）石激電效應(yīng)差異為物質(zhì)基礎(chǔ)，采用某種特定裝置，斷續(xù)向地下供入正、負(fù)電流，進(jìn)行地下電場(chǎng)的觀測(cè)和研究，來(lái)探測(cè)某種目標(biāo)體的一種電法分支方法。對(duì)侵染狀硫化金屬礦體效果好（如斑巖銅礦、銅礦等），塊狀硫化物礦床效果更好。在礦產(chǎn)勘查應(yīng)用中相比而言，激電法對(duì)尋找有色金屬礦效果最好。在地下水、地?zé)峥辈楹蛣澐趾鹌扑閹е幸灿袕V泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：激電觀測(cè)結(jié)果受地形影響較小。缺點(diǎn)：儀器較笨重，探測(cè)深度較小，一般200米以內(nèi)。 （3）瞬變電磁法（tem）利用不接地回線向地下發(fā)送脈沖式電磁

6、場(chǎng)，觀測(cè)由地下地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)的時(shí)間和空間分布，來(lái)解決相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)：儀器輕便，探測(cè)深度較大（500米以上），觀測(cè)結(jié)果受地形影響小，穿透高阻能力強(qiáng)、隨機(jī)干擾小等，主要用于金屬礦勘查（塊狀硫化物）、斷裂的尋找、巖性層的劃分等。 （4）可控源音頻大地電磁（csamt）：觀測(cè)天然電磁場(chǎng)，來(lái)研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)勘查。優(yōu)點(diǎn)：工作效率高，探測(cè)深度大（數(shù)十m至2-3km間），垂向及水平方向分辨力較高，觀測(cè)結(jié)果受地形影響小，高阻屏蔽作用小等，主要用于研究斷裂構(gòu)造、巖體的分布和產(chǎn)狀，也用于深部金屬礦產(chǎn)及地下水的探測(cè)。 （5）電導(dǎo)率張量測(cè)量（eh4）：觀測(cè)人工和天然電磁場(chǎng)進(jìn)行找礦和研究地質(zhì)構(gòu)造的一種物探方

7、法。優(yōu)點(diǎn)：探測(cè)深度可達(dá)1000米，儀器較輕便，應(yīng)用領(lǐng)域跟csamt相似。 4、放射性勘探，是研究地殼內(nèi)天然放射性元素脫變時(shí)放出的、射線的一種物探方法，主要用于尋找放射性礦產(chǎn)。方法簡(jiǎn)便效率高，放射性能譜測(cè)量可劃分巖漿巖巖相帶。 5、地震勘探，利用人工激發(fā)（如爆炸）產(chǎn)生的彈性波在地層中的傳播情況，用來(lái)研究地質(zhì)構(gòu)造、地層分層及巖石彈性。主要應(yīng)用于油氣田、煤田方面的構(gòu)造地質(zhì)問(wèn)題及區(qū)域地質(zhì)問(wèn)題的解決，如大地構(gòu)造單元的劃分；工程勘探廣范的用來(lái)解決浮土厚度、基巖的埋深及基巖面的形狀等。 三、物探方法典型找礦實(shí)列 物探方法在全國(guó)鐵礦、有色金屬礦等勘查中取得了大量找礦成果，效果顯著?，F(xiàn)例舉幾個(gè)典型找礦實(shí)例做簡(jiǎn)要

8、介紹： （1）云南保山核桃坪鉛鋅多金屬礦。1：20萬(wàn)航磁在核桃坪、陡崖、金廠河等地發(fā)現(xiàn)了橢圓狀的磁異常，正負(fù)伴生。經(jīng)地面1：5萬(wàn)磁測(cè)普查共圈定8處強(qiáng)磁異常，強(qiáng)度為-11004800nt磁異常，面積為0.54km2，面積以金廠河最大。后經(jīng)地面1：1萬(wàn)高精度磁測(cè)詳查，金廠河磁異常面積為4km2，強(qiáng)度最大為1480nt，根據(jù)磁測(cè)成果推斷磁異常由矽卡巖型多金屬礦引起，頂部埋深250-270m，厚130m。經(jīng)鉆孔驗(yàn)證在孔深280.38710.62m見厚大鉛、鋅、銅、鐵礦體。經(jīng)16個(gè)鉆孔，總工作量11000m，所控制的礦體，鐵規(guī)模達(dá)大型礦，銅、鉛、鋅為中型礦。 （2）云南思茅大平掌銅多金屬礦。上部礦體為塊

9、狀硫化物，下部為脈狀和浸染狀。在已有礦點(diǎn)的基礎(chǔ)上開展地質(zhì)勘查，先施工2個(gè)鉆孔未見礦。后采用ip（以中梯為主、測(cè)深為輔）、tem方法工作，結(jié)果在礦區(qū)內(nèi)圈定了明顯的激電異常，異常表現(xiàn)為低阻高極化的電性特征。礦區(qū)塊狀硫化物礦體引起的電磁響應(yīng)為明顯的高值異常，相對(duì)應(yīng)的電阻率為低阻異常。根據(jù)激電成果推測(cè)激電異常由隱伏銅多金屬礦引起。據(jù)完工的多個(gè)鉆孔均在明顯異常部位見到工業(yè)礦體，周邊弱異常也見到薄礦層，只因埋藏深度加大，厚度變薄。而非異常區(qū)完工的4個(gè)鉆孔均未見到礦體?？梢?，激電工作為深部找礦提供了重要信息。tem測(cè)量結(jié)果顯示低阻異常與礦體對(duì)應(yīng)性強(qiáng)、形態(tài)吻合較好，有效的圈定了礦體的空間位置及形態(tài)。 四、物探

10、方法的合理選擇和程序 應(yīng)根據(jù)不同類型的礦產(chǎn)，合理的選擇物探方法，才能發(fā)揮物探技術(shù)方法的有效性。如：（1）鐵磁性礦產(chǎn)、與矽卡巖、角巖有關(guān)的礦產(chǎn)（銅多金屬礦）、與基性或超基性巖有關(guān)的礦產(chǎn)（銅鎳礦）勘查，采用磁法，既高效又經(jīng)濟(jì)。 （2）硫化物金屬礦體（銅、鉛鋅礦等），采用電法。尤其激電尋找浸染狀硫化物金屬礦體是最有效的，同時(shí)還可探測(cè)具有黃鐵礦化的破碎帶，在金礦勘查中可起到較好的效果。 （3）沉積礦床例如巖鹽、鉀鹽勘查，應(yīng)用重力法效果好，地震法可以較準(zhǔn)確地探測(cè)含鉀鹽巖層的厚度及構(gòu)造，如小斷裂等。 2、遵循合理的工作程序，地質(zhì)找礦大致程序?yàn)椋簠^(qū)域地質(zhì)調(diào)查礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查勘探開采。不同的工作階段應(yīng)有不同方法不

11、同比例尺的工作成果，如第一階段應(yīng)有1：20萬(wàn)區(qū)域重力、航磁、化探等成果，第二階段有礦帶（區(qū)）1：5萬(wàn)或更大比例尺物化探等成果。各階段資料都應(yīng)結(jié)合地質(zhì)綜合研究分析，為找礦提供信息。 五、結(jié)論 1、物探異常的影響因素，例如基性火山巖、矽卡巖磁性強(qiáng)，對(duì)磁異常形成干擾；碳質(zhì)層、黃鐵礦化等能引起較強(qiáng)的激電干擾異常；地形起伏較大、巖溶破碎帶等可引起電阻率假異常，對(duì)找礦造成影響。因此，一定要結(jié)合地質(zhì)綜合研究及綜合物探方法來(lái)區(qū)分礦和非礦異常。 2、金屬礦體一般礦層薄，品位低，形成的物探異常弱，礦體也隨埋藏深度增加異常強(qiáng)度也減弱，在資料解釋時(shí)應(yīng)注意低緩異常研究。應(yīng)加強(qiáng)有色金屬礦物探方法技術(shù)條件可行性及有效組合研究。 3、盡量采用綜