电法勘探在金属矿产勘查中的应用分析

李富强，魏向前

（天津华北地质勘查局核工业二四七大队，天津 300801）

电法勘探技术即多种物理勘探技术总称，电法勘探以地下岩土、金属矿产的电性差异、电磁学性质为勘探基础，对天然电场、人工电场、电化学场或电磁场的空间分布特性和分布规律进行观测及研究，是我国金属矿产资源探测的一种最常用、最重要的物探方法。电法勘探的适用性极高，因为在勘探过程中，电极布设能够一次性完成，大大减少因布设电极而带来的干扰和故障。电法勘探可以采用多种电极排列布置方式，能够有效的对金属矿产进行测量从而获得矿质信息以及金属矿产所处位置的地面结构特征。在野外进行金属矿产勘探时，手工勘探容易受到天气影响而产生错误，电法勘探采用自动化技术实现数据采集，不仅采集数据速度快，而且准确率高，及其适用于勘探地理情况复杂的金属矿。

1 电法勘探在金属矿产勘查过程中的应用

应用电法勘探技术可以勘查地下水资源与能源，勘查金属矿产以及非金属矿产，为寻找金属矿提供最有力的帮助。除此之外，电法勘探技术还可以解决传统勘探技术无法解决的深部地质勘探问题[1]。最近几年电法勘探技术在金属矿产勘查中取得不错的成绩。

电法勘探技术利用金属矿产的电性差异、电磁学性质，在地面排列电极，在开启或切断电源的瞬间，测量电极的变化，可收集附加在金属矿产上的电场。在无法接触的地质层，电法勘探技术利用瞬变电磁法来对金属矿产进行勘探，每隔一段时间发送一次磁场。在发送磁场的间歇时间，测量金属矿产生的感应的电磁场，根据反馈的曲线特征来判断金属矿的深度，以及不同深度金属矿的电性特征、电磁学性质。在干扰性强的金属矿区，电法勘探技术利用CSAMT法，来完成勘探作业。CSAMT法改变电法勘探技术发射的频率，可以一次性发射7种不同频率的电磁波，从而在同一时间实现对金属矿层的分层勘探，大大减小干扰因素带来的影响[2]。

电法勘探技术具有分别率高、勘探深度深、影响因素少等优点。但是在利用电法勘探对金属矿产进行勘探时，勘探人员必须综合考虑地质、环境以及气候等多种因素。并且注意可能导致勘探结果异常的地质体，例如，雌黄铁矿、磁铁矿等矿石常常隐藏在岩石层中，会引起磁场异常，对勘探造成影响，从而获得异常勘探数据[3]。只有科学、合理地利用电法勘探技术，才能提高金属矿勘查效率。

2 电法勘探在金属矿产勘查地貌地质分析中的应用

应用电法勘探技术不但可以勘查地下水资源与能源，勘查金属矿产以及非金属矿产，还可以分析地形地貌的地质特征。大多数电法勘探的工作区都是多种金属同时存在的矿化集成区，以新疆地区为例，该地区主要富集金、银、铜多金属矿产，应用电法勘探技术可以分析该地区的地质特征形成原因。

应用电法勘探技术将勘探标本布满整个矿区，并对地理位置异常的区域使用特殊勘探标本。根据现有地质资料显示，该地区地质中含有石英脉岩、闪长玢岩、经血凝灰岩、安山玢岩、花岗岩以及霏细斑岩，其中石英脉岩、闪长玢岩、经血凝灰岩电阻率较高、极化率较高，安山玢岩、花岗岩以及霏细斑岩电阻率较低，极化率较低。这六种岩石分为两类，一类是高阻高极化岩石，一种是低阻低极化岩石。高阻高极化岩石为中性岩石，平均电阻率在200Ω.m以上，平均极化率在1.5%以上。低阻低极化岩石为酸性岩，平均电阻率在200Ω.m以下，平均极化率在1.5%以下。并且在不同地段中，同一岩石的电性也有可能不同，这是由于围岩蚀变、矿化以及断裂带破碎所引起的。因此从电法勘探的结果中，根据岩石电性可以推断地质特征形成的原因。

表1 勘探结果进行统计汇总

应用电法勘探技术对该地区进行实际勘探，并将勘探结果进行统计汇总，统计汇总结果如表1所示。在统计汇总的数据中，石英脉岩、闪长玢岩、经血凝灰岩的电阻率变化幅度较大，极化率变化幅度较小。安山玢岩、花岗岩以及霏细斑岩的电阻率变化幅度以及极化率变化幅度均较小。根据勘探的结果显示，闪长玢岩的电阻率最高，常见电阻率为672Ω.m，霏细斑岩的电阻率最低，常见电阻率为90Ω.m。石英脉岩的极化率最高，最大极化率为6.27%，霏细斑岩的极化率最低，常见极化率为0.85%。因此可断定石英脉岩、闪长玢岩、经血凝灰岩为中性岩石，所在地质特征的形成依赖于断裂带破碎。安山玢岩、花岗岩以及霏细斑岩为酸性岩，所在地质特征的形成依赖于断裂带破碎围岩蚀变、矿化。事实证明电法勘探在金属矿产勘查中还有地质分析的作用，并且分析的准确率较高。

3 电法勘探在金属矿产勘查数据分析中的应用

应用电法勘探对件数矿产进行勘探后，会获得有关金属矿产以及其所在地质层的数据信息。利用电法勘探技术能够对所收集的数据进行处理，还可以对异常数据进行解释、推断产生的原因。勘探人员在对数据进行处理时，要重视采集到的数据的真实性、可靠性。首先要遵循电法勘探的原理，预测该电法勘探可能产生的数据结果，并且认知单一电法勘探技术的局限性、异常特征与异常强度。然后综合利用多种电法勘探技术对采集到的数据进行核对。电法勘探技术可以对采集到的数据进行1D、2D、3D处理，进行1D数据处理是电法勘探的最基本、最常见的技术手段。1D数据处理法能够将采集到的收据以重叠回线、中心回线、偏移距回线等形式展现出来，如图1所示。

应用1D处理的数据都是形状为水平状的金属矿物的勘探数据，应用2D的数据技术，处理掩藏在地下非水平状矿物的数据。2D数据技术通过建立有限元网络模型以及有限差分网络模型，进行正反数据拟合。通过2D数据处理以后，能获得与地质图几乎吻合并且图像清晰的金属矿断裂层示意图。2D数据处理方法是可靠有效的，对金属矿产中的异常体分辨率极高。3D数据处理技术就是将进行2D数据处理后进行可视化处理，使得金属矿产、基岩面分界更加清晰。

图1 1D数据处理示意图

在对采集到的异常数据进行解释以及推断产生的原因时，也要遵循电法勘探的原理。一般情况下，首先要根据电法勘探的原理划分异常数据，对异常数据进行判定；然后，对异常数据进行分类，逐类、逐个解释以及推断产生的原因。其次根据电法勘探技术对金属矿产的大体特征信息以及矿区特征信息进行验证。

最后利用多种电法勘探技术收集更多的金属矿产数据，避免单一电法勘探技术的局限性、异常特征与异常强度，从而对异常数据的产生原因给出最贴合实际的解释。以物理、数学方面理论知识为基础，结合地质调查资料，也就是结合地质物理平面与剖面空间分布特点，来分析和推断可能影响金属矿会产生异常数据的物理因素。

4 结语

我国科学技术、社会经济正在高速发展，对金属矿产的需求也在不断提升，只有对金属矿进行深度的勘查，然后进行开采冶炼，才能满足社会发展的需求。然而，传统的勘探技术已经无法勘探位置较深、地形复杂的金属矿，只有有科学、合理地利用电法勘探技术，才能充分发挥电法勘探的作用与优势，完成情况复杂金属矿的勘查任务，并对金属矿进行二次保护。