综合物化探方法在多金属矿勘查中的应用

訾富营

(河南省有色金属地质矿产局第五地质大队,河南郑州 450016)

综合物化探方法在多金属矿勘查中的应用

訾富营

(河南省有色金属地质矿产局第五地质大队,河南郑州 450016)

本文通过总结我国目前多金属矿勘查的基本现状,讨论了20世纪80年代以来,我国资源勘查中常用的和当前比较先进的一些综合物化探勘查方法的原理、特点及应用现状等,并简要分析了各类技术应用的地质效能。

矿产勘查 物探技术 化探 地质找矿

1 我国矿产勘查技术的发展

中国的矿业大发展是在新中国成立时开始的，面对当时落后的工业面貌，国家提出矿业先行的号召，全民找矿，建立起许多大型矿产基地和企业。这为新中国的国民经济发展做出了巨大贡献。随着全民找矿以及国家地质找矿工作的深入，至20世纪七八十年代，许多露头矿和近地表矿已基本被查明。尤其是我国东部较发达地区，自建国后地质研究程度较高，地表浅部的露头矿，易识别的矿越来越少，找矿难度日趋增大。在东部地区，逐渐倾向于在已知矿区的周边探矿以及深部隐伏矿的勘查，而中西部地区一方面继续寻找浅表矿，另一方面采用新技术进行隐伏矿的勘查。

上世纪80年代以来，随着改革开放的实行和深入，在矿产资源勘查的理论和技术方面与国际的交流也迅速增加，尤其在基于找矿的物、化探勘查技术方面引进了许多新的理论和技术方法，能有效地获取隐伏矿存在的各种信息(岩性、物性、矿化、蚀变等)，从而成为寻找隐伏矿的主要手段。结合这些新引进的理论方法，我国的物化探工作者在消化吸收的同时，也自主研究发展了一些适应我国实际需要的新方法和新仪器等。笔者就这些勘查方法及其在我国的矿产资源勘查应用中取得的实际效能，做以下综合分析。

2 矿产勘查中的物探勘查技术应用

2.1 地震层析成像

所谓地震层析成像就是用医学上的X射线CT理论，其通过地震波数据来反演地下物质的物理性质属性，并一层一层的剖析绘制它的图像。地震层析成像主要目的是确定地球内部的精密结构以及局部的不对称性。地震层析成像技术起源于上个世纪三十年代，地震层析成像的技术理论相对比较成熟、剖析绘制出的图像分辨比较率高、对底层探测的深度很大，特别是对深层地质进行探测时的优势很明显，所以在能源矿产的勘探和地球内部物理结构的研究中得到了广泛的应用。从上个世纪80年代开始，逐渐把地震层析成像技术应用到金属矿的地球物理勘查中。这其中除了技术以及投资的因素以外，最主要的是金属矿勘查和油气等能源矿产勘查不一样的要求所决定的。目前，我国不少勘探人员在金属矿勘查中应用了地震层析成像技术，积累了大量的工作经验。

2.2 航空地面甚低频电磁法

矿产勘查中的甚低频电磁法是我国从国外引入并应用的一种物探勘查方法。航空地面甚低频电磁法的场源是频率为十五到三十千赫兹的甚低频军事或者广播电台发射的电磁波，利用电磁感应的原理，在空中、地面以及地下对其电磁场的空间分布进行测量，从而得到浅层地质体的良导电地质体、不同地段电性的差异以及地下构造信息的一种电磁勘探技术。利用这一原理，航空地面甚低频电磁法能够拥有确定良导断裂破碎带，蚀变带，寻找含矿的构造，确定矿化范围的能力。甚低频电磁法仪器设备比较简单，在野外进行观测方法非常简单，能够迅速的处理收集到的资料。在运用航空地面甚低频电磁法的过程中要注意地形和电缆等对收集数据的干扰。

2.3 物探勘查技术中的瞬变电磁法

物探勘查技术中的瞬变电磁法是电磁测深技术的一种，瞬变电磁法和大地电磁测深相比有很大的区别。瞬变电磁法以电磁感应理论作为基础，通过对探测物质感生涡流场在其周边环境形成的二次电磁场，随着时间产生变化特征的研究，对探测物质的空间形态做出大致的推测，这样探测的目的就得以实现。所以，瞬变电磁法对于探测导电性高、大体积矿体的效果和能力特别突出。除此之外，瞬变电磁法还可以有探测深度达到500m左右的矿体，瞬变电磁法受地形的影响非常小，对施工环境要求也不高，操作比较方便。因此，在地理环境比较复杂的矿区瞬变电磁法得到了普遍的应用。

2.4 物探勘查技术中的浅层地震技术

物探勘查技术中的浅层地震技术属于地震勘探技术的一种，浅层地震技术是采用人工激发的弹性波在矿石中的传播，来对地下矿石结构信息做出研究的一种技术。浅层地震技术最早是被用于油气勘查的，现阶段浅层地震技术在油气勘探中仍是主导的技术。浅层地震技术探测深度可以达到地表以下三千米，比一般的方法都要深。国外在20世纪六七十年代就在金属矿区开展了地震勘探试验。总的来说，我国在金属矿勘探方面，浅层地震技术还未达到预期的效果。

3 矿产勘查中化探勘查技术的应用

3.1 化探勘查技术中的汞气测量及热释汞量法

汞和汞的化合物的化学性质有着两个方面的特征：第一，汞是亲硫的元素。这就使汞在生成矿的过程中，汞以不同的形式分散到不同的硫化物，这样汞呈高度的游离态；第二，汞和汞的化合物所形成的蒸气压比较高，与自然界中另外的金属元素相比较，汞的挥发性非常强。汞非常易于从其他汞的化合物中被还原成单质汞，而单质汞在较大氧化还原电位以及酸碱介质中是比较稳定的。汞的穿透力较强，一般情况下，从地底上升从几百米甚至几千米的汞蒸汽，可以通过种种地质一直到达地球表面，尽管覆盖物的厚度比较大，在地球表面的表土壤中仍能检测到有汞的异常显示。当直接采样的介质是气体时，受到外界温度、环境以及降雨等自然因素的影响较大，再加上实际操作比较繁琐，容易导致错误的发生，这就会导致测量结果的重现性不能达到预期的要求。汞蒸汽测量其实是一种间接找矿的方法，所以它没有直接找矿的方法准确度高，也远不如直接找矿法应用的广泛。

土壤汞量法的重现性比较好，热释汞量法的操作简单、重现性好、投资少，而且土壤汞量法具有较强的及时性，所以其应用前景很广泛，是二十世纪冶金地质化探工作中比较重要的突破和创新。因为汞和金在元素周期表中，很多化学性质都很相似，比如离子半径、电价都很相似，汞异常或者汞矿化使汞作为金的重要远程指示元素，对金矿勘查具有巨大的指示意义。

3.2 化探勘查技术中的金属活动态提取法

这种方法的主要理论依据就是金属矿床本身和它的围岩中，和矿相关的超微细金属及其金属化合物在地下水、水蒸发、地气流以及浓度梯度等不同应力的共同作用下，向地表发生迁移。一些疏松物的地球化学障或者上覆土壤可以捕获到达地表之上与矿相关的超微细金属及其金属化合物，从而形成活动态叠加含量。该种方法中提取的金属是地化样品中呈现离子态的一种，其中也包含超微细金属，金属活动态提取法是针对金属活动态本身不相同的特性来提取。所以，对于找寻其离子形式比较困难而常常以超微细活动态形式所存在的金的效果，比较突出。这和中国学者在开始提出金属活动态提取法，主要用于寻找稀有金属中的金，其方法大致相同。

3.3 在某一地区寻找金(多金属)矿床

首先开展1：5万水系底沉积物地球化学测量普查发现成矿远景靶区，再经过1：1万土壤地球化学测量详查划分异常富集带，根据异常总体规模(异常元素组合，异常强度，衬度)异常分带性，进行异常分类，结合异常与地质成矿条件查找异常源，通过进一步地质勘查达到找矿的目的。

4 结语

目前，矿产勘查的发展方向就是利用综合勘查技术来实现对矿的预测和勘探，这就需要不同勘查手段相互结合，相互协调，最大限度的排除可疑的预测结果，而只用单一的物探或化探的手段是不可能实现隐伏矿找矿预测的。在运用物化探方法时，一定要以采矿预测地段的成矿地质背景为前提，物化探信息必须要结合工作区的成矿地质条件进行解释。在进行物化勘探时，需要根据工作区的实际情况，采取不同的物化勘探方法，这样才能有效地解决地质与找矿实际中所遇到的问题。

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訾富营,男,1979年毕业于广西桂林冶金地质学校,在河南省有色金属地质矿产局第五地质大队从事化探找矿工作,曾担任分队技术负责,副分队长,编写设计,报告数十份,撰写论文数篇。