综合物探方法在广东省首个绿色勘查项目中的应用

张轩国

广东省地质局广东省地球物理探矿大队 广州 510800

正文：

1.引言

地质勘查作为国民经济建设的基础性、先行性和战略性工作，长久以来占据着举足轻重的地位，为保证国民经济持续、快速、协调发展作出了不可磨灭的贡献。作为新时代年轻地质工作者，在爬高山，在饱览祖国美好河山的同时，更加清楚地认识到了实施绿色勘查对于助推生态文明建设，促进人与自然和谐共生的无比重要性。

伴随着我国经济高速发展，大规模、粗放式的矿产勘查开发活动导致的土壤污染、水污染、空气污染、生物多样性破坏和次生地质灾害等现象屡见不鲜，环境保护与资源保障之间的矛盾日益突显。一方面是矿产资源的勘查开发和粗放式利用所带来的生态环境问题；另一方面是经济、社会发展离不开矿产资源的持续利用。如此看来，我们既不能走以往矿产勘查工作的老路，更不能停止矿产勘查工作。而实施绿色勘查无疑是破解两难问题的惟一选择。

2.物探方法在绿色勘查中的作用

地球物理勘探是以岩石、矿石(或地层)与围岩的物理性质差密度、磁化性质、导电性、放射性等异为基础。地球物理学用物理学的原理和方法，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，地球物理勘探探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律。

地球物理勘查可以在不损坏当地生态环境下进行勘查，利用地球物理特征差异研究地下的地质构造、及空间特征，指导针对性的钻探工作，利用综合的地球物理勘探方法，采用不同的技术参数，利用电阻率异常、地震波速异常、重力异常、磁场异常等揭露深部地质特征，减少槽探、坑探、浅钻对农田、林地的破坏。

3.绿色勘查中物探方法及技术指标

3.1 可控源大地音频法（CSAMT）

3.1.1 工作参数

（1）电源陷频滤波器：50/5，采用50/5滤波器压制50Hz的5次谐波干扰；

（2）滑动平均滤波器：启用；

（3）增盖模式：标准；

（4）工作频率：1～8192Hz；采用加密频点，f=2n Hz（n=0、1、2、…13）；

（5）发射电流：低频段16A，中高频段＞10A；高频段＜4A；

（6）供电偶极子AB：1900m；

（7）收发距R：10～12km之间；

3.2 激电中梯（TDIP）

3.2.1 工作参数

在工作开始前，采用了8Hz、16Hz进行供电试验，根据试验结果，确定本工区TDIP测量工作参数：AB=1500m，MN=40m，供电频率8Hz。

3.2.2 工作方法技术

（1）进行旁侧测量时，旁侧距离不大于300m。每天开、收工时均对供电导线、测量导线进行了漏电检查，供电导线绝缘电阻＞2MΩ/km，测量导线绝缘电阻＞5 MΩ/km，潮湿天气增加了检查次数，保证了工作质量。

（2）为保证供电电流畅通，每个供电点均打在较为潮湿的地方，每个供电点电极数均为22根，且电极间距大于电极入土深度2倍，布成单排。最小供电电流1.50A，最大2.33A，满足各项工作要求。

（3）在预定供电点无法布设电极的地方，作了适当移动，因此造成K值的改变在±2%以内时，未改变K值。

（4）不极化电极极差稳定，内阻均小于2KΩ。

（5）测量电极埋设时保证了接地条件，接地电阻小于15KΩ，电极坑内不留有碎石、杂物，在地表过于干燥的地方，进行了浇水、垫湿土等给予改善接地条件。电极未埋设在流水、污水及土堆上。

（6）测量电极接地点无法埋设电极，则在测地误差范围内进行了移动，在移动较大距离时，将两测量电极垂直于测线方向同时移动，因此造成K值的改变在±4%以内时，未改算K值。

3.3 绿色勘查物探工作主要措施

严格按照编写的《绿色勘查实施方案》执行，贯穿于整个物探工作中。

（1）测线放样过程中不毁坏山上树木以及庄稼等植物。

（2）激电测量及CSAMT测量时，埋设电极挖的坑在数据采集完毕后及时填好，在不需要浇盐水时尽量浇溪水。

（3）施工过程中，技术人员所用的食品袋、果皮、一次性饭盒、筷子等垃圾回收至垃圾存放处。

（4）在电法作业过程中，选择远离人居的地方作为供电点，不造成噪声扰民。

（5）电法工作过程中，对供电线需进行不间断巡视，供电电极设置了明显的警戒线，并有专人看守。

（6）妥善保管发电机所用的机油、汽油等，用棉纱回收漏油，杜绝了泄漏导致污染环境或山火的发生；收工后，将施工过程中产生的废物运回营地。

（7）牢固树立绿色勘查理念，建章立制，以制度保障绿色勘查工作能顺利有效实施。制定施工单位、探矿工程、车辆机械设备通行、生活驻地、河流水系、林区防火、油污染等相关方面的环保措施，严格执行勘查工作环境保护细则，切实促进绿色勘查、环境保护。同时，将生态保护纳入项目工作考核，以制度保障绿色勘查的有效开展。

4.矿区地球物理特征

（1）标本的电性特征

① 地层电性：区内地层视极化率(ηs）在0.31～5.21%之间，几何平均值为1.96%，视电阻率(ρs）在437.65～1956.11Ω·m之间，几何平均值为1000.20Ω·m，为中高阻低极化体。

② 侵入岩电性：区内侵入岩视极化率(ηs）在0.43～2.23%之间，几何平均值为1.22%，视电阻率(ρs）在746.96～1832.70Ω·m之间，几何平均值为1249.68Ω·m，为高阻低极化体。

③ 矿石电性：区内矿石视极化率(ηs）在1.48～5.32%之间，几何平均值为4.11%，视电阻率(ρs）在131.21～918Ω·m之间，几何平均值为252.42Ω·m，为低阻中-高极化体。

（2）测井结果

根据ZK20-1孔测井曲线资料，6.6m～82.5m的次英安斑岩的视电阻率在500Ω·m～3000Ω·m之间，呈中-高阻，82.5m～100m之间的英安岩，含硅化破碎带，黄铁矿化强烈，视电阻率在500Ω·m～1500Ω·m之间，呈中-低阻，100m以下的英安岩视电阻率在2000Ω·m～5000Ω·m，呈高阻。

ZK20-2孔测井曲线资料，8m～58m之间电阻率较低，一般小于2000Ω·m，岩心显示存在硅化破碎带，辉钼矿化以网状脉或单脉穿插浸染在破碎带内，划分为V1～V6六层矿化体，58m以下，岩性主要为英安岩，局部硅化、绿泥石化、黄铁矿化较发育，并存在少量破碎，视电阻率在1500Ω·m～4500Ω·m之间。

根据标本电性特征及测井成果分析，矿体处、黄铁矿化以及断裂部位视电阻率一般呈中-低阻特征，而硅化、绿泥石化的部位，视电阻率一般呈中-高阻，这一电性特征为本次物探工作提供了必要的物性前提。

5.可控源（CSAMT）与激电（TDIP）测量综合应用

5.1 异常判识的依据

根据相邻的开展的激电中梯测量工作取得的找矿效果（图1）。利用激电测量的高阻异常很好的反应含矿花岗闪长岩的产出形态，高极化异常对应了钼矿体的位置。所以激电测量很好的指导了相邻矿区钼矿的找矿工作。

图1 相邻矿区已知矿体7号勘探线综合成果图

a）TDIP测量ηs、ρs曲线 （b）CSAMT测量二维反演电阻率断面图 （c）推断地质剖面图

（2）根据ZK20-1、ZK20-2两个钻孔激电测井成果，在矿体处、黄铁矿化以及断裂部位视电阻率一般呈中-低阻特征，而硅化、绿泥石化的部位，视电阻率一般呈中-高阻。

5.2 异常的判识标准

结合溪西钼矿区物探的经验以及地层的物性特征，总结了本区物探异常的判识标准：

（1）TDIP测量：将相对低阻、高充电率的部位结合地质情况推断为断裂、炭质或矿体引起，高阻、低充电率的部位推断为花岗闪长岩引起。

（2）CSAMT测量：根据电性分布特征，将条带状、串珠状的低阻异常带推断为断裂引起的，将大规模的低阻根据实际地质情况推断为炭质层或矿体引起，将具有一定规模的高阻、超高阻体推断为花岗闪长岩引起。

5.3 在该矿区的应用

综合TDIP、CSAMT测量成果，钼异常位于剖面上1100～1500号点之间，从20线综合成果图来看（如图2），1500～1700号点为高阻高极化，与CSAMT成果吻合，推测为含矿断裂引起，且高阻体可能为沿断裂侵入的含矿花岗闪长岩岩株。

剖面显示株状高阻体的产出位置和形态特征都对应得很好，本区可以完全剔除由炭质引起高极化等干扰，极化率异常是由断裂构造引起的，除此之外，推断在1770号点、1480号点之间往下延伸的低阻异常边界处可能存在f1、f2断裂带，根据测量成果成功布设验证钻孔即ZK20-2，ZK20-1。

图2 20线物探综合成果图（a）TDIP（b）CSAMT

6、结论

利用综合物探方法在此次绿色勘查中，减少了对环境的破坏，有效指导钻孔的布设，使得钻孔布设有目的性，节约了成本，保护了环境。地球物理勘查方法下一步为绿色勘查的发展方向：

引进现代电子计算器技术，进一步压制干扰，提高分辨能力，提取更多的有用信息，发展反演的理论和技术，提高各类地质问题的地球物理解释、推断效果并不断提高地球物理数据处理的工作效率和图像处理技术，地球物理勘探仪器向环保化、轻便化、高精度、多功能、数字化、系列化和智能化的方向发展，现代地质学理论的发展，使深部地质问题的研究愈显重要，进一步推进开展物探绿色勘查，配合绿色地质勘查有的放矢。