锰矿勘查中综合物探方法的应用探讨

王国田

(河南省航空物探遥感中心，河南 郑州 450053)

锰矿勘查中综合物探方法的应用探讨

王国田

(河南省航空物探遥感中心，河南 郑州 450053)

在锰矿的勘查过程中，由于锰矿的化学、物理性质与围岩异区别较小，因此整体工作难度相对较大。为了准确探测到锰矿位置，以便后期开采工作的顺利进行，勘查人员一直在对勘查技术进行着优化与完善，并将综合物探方法应用到了该项工作之中。通过对国内锰矿地质特点的分析，探索出综合物探方法在锰矿勘查工作中的正确应用方式，旨在提高锰矿勘查精准度，为经济社会发展发展提供锰资源保障。

地质特征；综合物探；锰矿；勘查

自然界中的锰矿石资源极为丰富，虽然这些锰矿石资源不可被完全使用，但锰与其化合物却已经广泛应用到工业领域的各个行业之中，尤其是在钢铁工业中的作用最为突出。其会被作为脱硫剂以及脱氧剂，应用在炼钢、炼铁以及合金制造等工程之中[1]。其在我国的国民经济之中，占据着不可替代的地位。为了对锰矿石进行科学化开采，保证矿石开采水平的稳定提升，我们首先应弄清国内锰矿石地质特点。

1 国内锰矿地质特点

在我国锰矿成矿最早时间为中晚元古代时期。国内70%左右的锰矿资源，都分布在“海西—印支”构造阶段之中，而在“加里东”构造阶段内，分布的锰矿资源在30%左右[2]。地质科研人员一直在对锰矿开采技术以及勘查技术进行着优化与完善，希望能够在地质科学理论的指导下，研究总结出一套完善的锰矿资源勘查技术体系，以确保能够对国内锰矿资源前景、成矿条件以及分布规律等内容进行更加深入的研究。

因国内锰矿分布以南方地区为主，因此，南方锰矿地质特点能够代表我国锰矿地质特点。由于锰矿石地质特点较多，本文将就以下4个主要特点进行重点论述。

1) 通过对扬子地台附近锰矿的研究可以发现，该地区锰矿时空演化规律以及成矿规律与中国南方古大陆地质结构演化有着密切关联，且受到了成锰盆地环境与陆地临近海域性质的直接影响。优质锰矿主要发育在中晚元古代、中晚奥陶、中晚三叠等时期的含锰层位中。

2) 按照成矿地质条件、区域成矿环境以及矿床矿带时空分布情况而言，扬子地台附近可以划分出多个级别的矿带、矿域和矿区。按照该地区综合地质数据信息，可将该地区锰矿资源潜力和资源总量以及价值估算出来，为锰矿资源勘查工作部署决策提供依据。

3) 根据锰矿成矿时空演化特征，可以对扬子地台附近锰矿进行区域划分，且这样区域还可以按照地质情况、成矿环境以及条件，进行成因类型分类。且通过对该地区锰矿石中微量元素、化学特征以及同位素组成等内容的研究，证明了该地区锰矿有着内源外生的特征，进行进一步研究。

4) 通过热力学实验与计算发现，锰矿岩石受到热液、热水、海水、地表水等溶液浸取时，溶液的pH值会成为P与Mn分离的重要因素。而含有Mn溶液的沉积海盆，其中溶液pH值变化情况，会直接决定P与Mn的分离。因此想要两者分离并保证顺利沉淀，就需要对环境中的pH值进行合理控制。

2 综合物探法在锰矿勘查中的应用

2.1 常用的综合物探方式

2.1.1 高精度地面磁性测量物探技术

此种物探方式被称之为“地面高精度磁力测量”，主要是通过对锰矿体与围岩磁性差异进行测量，并根据磁场异常情况对锰矿进行探查的物探技术。这种检测方式通常会运用质子磁力仪来进行。由于锰矿体与围岩磁性差异不大，决定了由锰矿引起磁异常强度一般较小，不易围岩区分，尤其是埋深较大、后期改造强烈的矿床更难区分[3]。所以应与其他物探技术配合勘查，以提高勘查准确程度[4]。

2.1.2 甚低频物探技术

这种勘查技术最为显著的特点，便是勘测速度较快。可以对工作区进行快速扫面，他是以电磁勘探法为基础的高效勘查方式[5]。其实质是利用电磁波(一次场)在传播过程中遇到导体或磁性感应体(如锰矿体)时，激发出涡旋电流和相应的二次场，二次场与一次场合成后，改变了一次场的振幅、方向和相位，研究和测定这种引起一次场的畸变参数特性，就能反映地下导体或磁性感应体的实际存在。再配合其他综合物探方式，便能高质量完成勘查工作。

2.1.3 大地电磁物探技术

这种物探方法属于电磁类勘查方法，不仅能够对工作区域进行深度探测，同时其还具有设备携带方便以及横向分辨率较高等方面的优势[6]。这一技术的运用，有效改善了以往直流电法无法定量的弊端，能够对矿区矿石进行定性以及定量测量。但其目前并不完备，也需要围岩与矿体间有较为明显的物性差异作为技术使用前提， 因为第四系厚度较大，加之长时期的风吹雨淋等环境影响，岩石表面会出现表面风化以及其他方面的变化，会增加探测难度，所以仅仅使用大地电磁物探技术并不能达到理想的效果，在这时还是需要其他物探技术的配合，对其他物理性质进行探测。

在对锰矿特征体进行探测时，勘查人员可以采用该种方式与地面磁测相结合的方式。首先要运用地面磁测量的方式，对该地区的磁场异常进行圈定。再运用大地电磁物探技术便能对异常情况进行半定量以及定量解释，并能够对该地锰矿石资源价值进行估算。

陕南汉中某处锰矿，在进行勘查时便运用了激电测探、高精度地面磁性测量以及传统探测相结合的方式，对该地区矿体形态以及矿体产状等内容进行了准确的勘查，为该矿区的开发与利用提供了可靠保障。

2.2 勘查技术运用注意事项

2.2.1 扩充勘查领域

锰矿资源目前需求量大，面临着资源严重不足的问题，所以各个国家都加大了对该项资源的勘查力度，在这种情况下，勘查工作模式以及相应的技术、设备等，都需要不断完善才能满足现代勘查工作的需要，所以有必要对勘查领域进行扩充。勘查人员在接到任务之后，应先对任务所在区域综合情况进行详细探究，做好各项勘查设计。同时，勘查人员在对综合物探技术进行使用时，不仅要加大对该项技术的应用推广力度，还应对该项技术的设备运用以及技术技巧进行完善，以确保综合物探技术的不断发展。

2.2.2 规划与统筹

由于各区域地理结构以及地质条件都有所不同，所以勘查人员在对锰矿进行探测时会遇到诸多困难，必须要对整体勘查工作进行合理统筹与规划，才能确保探测工作的顺利实施。由于综合物探技术往往需要多项技术共同使用，所以勘查人员必须要按照事先调查结果，来对勘查方案进行确定，确保运用技术能够与该区域实际情况相符合，以便后续工作的顺利开展。

2.2.3 注重技术创新

综合物探技术是建立在多种勘探技术以及探测设备基础之上的，而这些内容都在随着科学技术水平的不断提高在进行完善，在这种环境之中，综合物探技术也必须要随之做出改变，才能获得长久性发展。所以相关人员应对该项技术的创新予以足够关注，要将先进技术有效融合在物探技术之中，进而保证该项技术水平的切实提升，使其能够找到正确的发展方向。

2.2.4 优化勘查制度

想要确保综合物探技术的优势能够在锰矿勘查工作中完全呈现出来，需要对相应的勘查制度进行完善。要对现有勘查制度存在的问题进行分析，并要在实际勘查过程中，不断对该项制度进行补充与完善。并要对该项技术的运用提供相应的政策以及技术支持，要积极吸引更多的社会资源投入到其中，为该项技术的运用提供出更加理想的环境。

在对综合物探法以及其使用原则确定之后，勘查人员就应按照勘查矿区实情，对该种技术的使用方式以及使用流程进行细化。

2.3 实际应用方式

2.3.1 地质特征勘探

在进行锰矿勘查之前，勘查人员首先应对勘查区的地理环境、气候条件以及大地构造等资料进行搜集。同时要对该地区地层情况进行详细探究，还要对区域内部的褶皱展开分析，明确当地断裂情况以及碎裂构造，而断层展布方向以及发育碎裂特征等内容，也都是需要勘查人员掌握的信息数据。

2.3.2 岩、矿石物性测量

勘查人员要对需要勘查的锰矿区域内部矿石进行多地区采样，并要运用综合物探技术对每份样本进行测量，并要对测量结果进行详细分析。

按照测量结果显示，与该区域内其他岩石相比，锰矿在检测时所发出的幅频率波动相对较大，基本都超过了背景值的2倍。但电阻率方面的差异并不明显，这就表明，可以运用幅频率来对锰矿进行甄别，而电阻率并不能做到这一点。

勘查人员还应运用“高斯第二位置”方式，来对样本岩石磁性参数进行检测，且要对岩石样本剩余磁化强度以及磁化率数值进行统计与分析。通过研究可以发现，锰矿石的磁性相对较弱，其磁化率数值与其他岩石数值相比差别较大。如果运用有关空间公式对其进行运算，并将14.9 nT作为异常识别标准，将50 000 nT作为地磁场基本数值，则锰矿石和其他岩石相比的异常数值已经超过了400 nT。这也说明，如果对勘查区域内部磁场进行全面性检测，将锰矿石全部勘查出的机率极大。

2.3.3 技术应用结果

在完成上述工作之后，相关人员还应对地面磁检测数值进行“化极”。由于不同区域地质结构以及其他综合情况并不相同，所以在完成化极之后，各区域内部的化极磁异常也会有所差异，相关人员必须要按照勘查区域的设计化极磁异常分布情况，来对勘查工作进行合理安排，找到勘查区域中异常情况最为明显的地点，及其周围河流情况。要对河流对易碎岩石的侵蚀情况进行分析，分析异常情况是否与河流流向相吻合，如果情况不符，且与锰矿情况相符，则表明这段地区属于锰矿主体地区。

按照上述论述，磁性特征会直接指示出锰矿所在位置以及矿区走向情况。同时，相关人员还要对完成激电面积的工作区域进行勘查，并要对区域内部幅频率数值进行检测。若幅频率在5%以下，则会将其视为是“平缓异常”区域；若该数值超过5.4%，且其异常情况具有一定的规律性，与锰矿情况极为相似，且表明激电异常情况是由锰矿所引起的[7]。

通过对激电检测结果的运用，勘查人员能够判断出该区域矿体整体结构，从而准确判断出之前无法对锰矿进行查找的原因，并会将勘查结果客观呈现出来，提出相应的锰矿开采优化建议，为开采决策者提供可靠的数据支持，以提高锰矿开采的成功机率。同时这样的勘查结果，也为锰矿地区勘查工作提供了新的方向与空间，有效提高了矿区锰矿石的开采效率，真正带动了各地区锰矿勘查工作的不断开展。

3 结 语

通过本文对综合物探法相关内容的阐述，使我们对该项技术有了更加深入的了解。由于此种方式能够帮助勘查人员准确分析出测量区域中锰矿的资源价值与总体数量，因此相关人员应加大对该项技术的研究力度，要按照勘查区域实情对物探技术进行选择与运用，并要对该项技术的各项使用原则进行分析，以保证勘查人员能够对锰矿所在区域的地质、地球物理性质以及其他内容进行准确勘测，准确找到锰矿石所在位置与数量，从而有效提高锰矿资源勘查质量，为我国工业的稳定发展提供可靠保障。

[1] 赵雪娟, 孙中任, 李明阳. 综合物探方法在锰矿勘查中的应用[J]. 地质与资源, 2013(3): 233-237.

[2] 薛友智. 中国锰矿地质特征与勘查评价[J]. 四川地质学报, 2012(S2): 14-19.

[3] 李祖义, 窦信. 综合物探方法在云南腾冲某铅锌多金属矿勘查中的应用[J]. 矿物学报, 2013(4): 555-560.

[4] 邵奎, 黄宁. 综合物探方法在广东某区铅锌多金属矿勘查中的应用[J]. 工程地球物理学报, 2015(4): 484-488.

[5] 单志伟. 地热勘查中综合物探方法的应用探讨[J]. 科技展望, 2016(27): 114.

[6] 冯春辉, 张丽云, 潘美浪, 等. 大新锰矿露天转地下开采边坡稳定性分析[J]. 中国锰业, 2016，34(3): 49-51.

[7] 邓国成. 综合物探方法在煤炭勘查中的应用[J]. 内江科技, 2011(4): 121.

An Application of Comprehensive Geophysical Prospecting Method in Mn-ore Exploration

WANG Guotian

(HenanAeroGeophysicalRemoteSensingCenter,Zhengzhou,Henan450053,China)

Because of difference of chemical and physical properties in manganese ore and other rocks, the whole work is relatively difficult in the process of exploration. To accurately detect the location of manganese ore, the exploration has been optimized for exploration technology to begin in the integrated geophysical method to the work. Through an analysis of the characteristics of domestic manganese ore geology, we have explored the correct application of comprehensive geophysical method in geological exploration work to improve the accuracy of geological exploration in providing protection for the smooth development of the industrial areas.

Geological characteristics; Integrated geophysical prospecting; Manganese ore; Exploration

2017-03-18

王国田(1965-)，男，河南叶县人，高级工程师，研究方向：地球物理勘探、岩土工程等技术研究，手机：13582163732，E-mail：1175919386@qq.com.

F426.1

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.052