地球物理方法在金属矿深部找矿中的应用及展望

赵显志

中化地质矿山总局河南地质局 河南 郑州 450000

一、深部寻找金属矿的难度

在地球含有的众多矿种中，金属矿所占的比例及在经济快速发展下的应用价值都相对较高。我国金属矿具有储量大、种类多、分布区域广等特点，因此，综合地球物理技术找矿有着相应广阔空间。进入新时期国家对金属矿的需求也越发的强烈，但是经过这么多年的应用勘探，利用地表现象进行深部找矿已经没有太多优势。随着物探技术的不断发展，仪器设备精度有了较大提高，这为深部找矿提供了技术支持。探寻深部金属矿是一项综合性较强的工作，因为要将探测技术、矿体成因、地层结构、化探理论等知识融合在一起。寻找金属矿是多种学科研究的综合利用，但是其中最重要的知识就是地球物理勘探技术的应用。想要精确的预测隐伏矿体和深部矿体，结合地质技术，物性测试，如何精准的测试探测区域物性差异，是确定物理探测技术成败关键所在。

金属矿为国民经济的发展提供了有力支撑，由此可以看出，金属矿在国家经济建设中有着很高的经济价值。最近几年，在浅部找矿日益枯竭的环境下，深部找矿越来越受到国家重视，但深部找矿因各种因素的限制，并不是一件很容易的事。深部金属矿的形成，是在特定地质条件形成的，地球深部的金属矿体都存在于深部的地质构造里，探测开采深部矿体时，会把地壳内部形成平衡打破，继而造成自然灾害发生，因此，探测深部矿体是人类向大自然探寻的伟大工程。除此之外，深部找矿是多门学科共同研究的成果，比如专业性极强的钻探及开采技术与地质应用学等，体现出了它的复杂度。但是目前，探测深部金属矿的成功经验在我国还比较缺乏，成熟专业性的指导规律还没有形成。所以地球深部找矿是一项人类向大自然发起的长期性挑战。

二、地球物理方法寻找矿的应用

(一)磁力勘探法。磁力勘探法的特点有使用范围广、仪器设备成熟、起步时间较早，所以技术与理论相对来说比较完善。因为不同金属矿的磁力场不一样才产生了磁力勘探方法，想要确定金属矿的长度就可以采用这种方法，对发现金属矿有着重要的作用。分析地球地质填图及构造也可以使用此方法，因为这个方法的精确性较高。除了上述作用以外，金属矿所在的位置深度也可以用这个方法确定，为金属矿的寻找提供了指导与方向。

(二)重力勘探法。近些年，在金属矿床的构造及矿体重力异常方面的分析方面，重力勘探技术做的相对出色。寻找深部隐伏矿与金属矿可以使用重力勘探法。在700-2000米深度发现的金属矿属于深度金属矿，想要发现这类金属矿可以使用重力勘探法，可以检测深度金属矿的密度，从而为寻找金属矿的时候减少了一定的难度，此方法对密度的检测效率极高。但是，重力勘探法也有限制，比如在深山处的金属矿，高差成像会因为地势的因素而产生误差。这时就需要结合其他的方法一起使用，不然不仅不能体现出重力勘探法的作用，金属矿的寻找还会被加大难度。

(三)地震勘探法。在寻找金属矿中的众多方法中，发展较晚的是地震勘探法，因为地震勘探法的理论与技术到现在都还不成熟，在实际找矿的过程中很少运用此方法，也因此，还有较大的发展空间。地震勘探法的作用就是协助勘探第二深度空间的金属矿，这是一点不可代替的优势。此方法是运用地震波帮助寻找超大型及大型的金属矿，现今，已经达到了2000多米深度的勘探，有利于了解关于深度矿区的位置，可以预测出隐伏矿的位置，这样可以减少地质结构因采矿因素而遭受到破环。所以，此方法的发展潜力还是很大的。现在，正在不断地扩大此方法的发展方向，包括在反射技术基础上的VSP、3D、2D法，地震散射法等。

(四)激发极化法。找矿中使用最频繁的方法就是激发极化法。此方法的技术与理论随着科学技术的进步而不断的完善。激电效应是此方法中最重要的一环。了解或者熟悉当地地质情况就需要用到激电效应对其进行研究及观察。在熟悉地质情况的前提条件下，用中间梯度及四级温纳装置开展全面扫面的工作。这样的好处是不仅可以直观的解释低电阻的极化、产状及形状的异常形态，而且测量的范围还比较广泛。为了保证接地正常需要在接通电源以前注满水在AB极的两端，一般A、B极有1千米的距离。除了以上提到的以外，为了能尽可能的往深处勘探，AB极的供电量必须得到保证。在这个过程中电磁耦合的干扰要尽量避免，极化电位差也要减少，MN高电位也需要增强。此方法提供各层的电参数、厚度及深度，与矿区实际情况相结合，激电异常的延伸与埋藏的状况就可以被了解到，一般激发极化法对异常点适用。

三、深度寻找矿的展望

(一)数据的处理。在探测深部金属矿的过程中，一般使用GPS对金属矿区进行测量跟踪，要记录GPS的参数数据。对于这部分的工作是非常的复杂且是人工完成，所以必须谨慎仔细，整个勘测过程会因数据的疏忽而受到很大的影响。但是科学技术的进步，人工记录数据的工作由计算机替代。计算机记录数据的优点是数据保存时间久并且出错机率非常小。在野外寻找金属矿十分困难，仪器设备使用的较多，设备在搬运时可能导致其损坏并且花费很大的物力及人力，使探测金属矿的工作难以进行。这个问题可以通过大线的取缔来解决，可以提高工作效率。

(二)仪器的发展。最近十几年，探测金属矿的地球物理方法因科学技术的进步其应用也在不断的完善与发展并且寻找金属矿也取得了很好的成绩。在技术创新过程中，在地势不一致及地形崎岖的地方，金属矿很难寻找。以致于寻找金属矿使用的设备向多用化、智能化及轻便化发展。比如寻找金属矿时使用地震勘探法的时候，整个勘探都受震源信号的影响，因此就出现了可控震源设备，此设备具有高效率、低成本、携带方便的特点，此设备在山区有较高的实用价值。从以上可以看出，使用什么样的地球物理方法与测区内的地形、地质条件、地球物理特征等各种因素有关，因此，探测找矿成果的好坏与仪器的精度和地球物理技术的创新有着密不可分的关系。

四、总结

总的来说，我国的经济发展在金属矿的开采中可以得到快速提升，所以相关技术要不断地加强。目前，磁力勘探法、重力勘探法、地震勘探法及激发极化法对发现金属矿提供了很大的便利，在使用以上方法时，应结合地质情况与各个方法的特点，采用综合物探技术与地质学，地球化学及钻探施工技术相互结合，形成一股合力，对探测区域进行多学科研究分析，才能为物探技术在深部找矿方面提供广阔的应用空间。