地面物探的特点及在矿产勘查工作中的应用

摘　要：现如今，绝大多数的地表矿产已经被发现，所以，新时期找矿工作的重点将集中到第二找矿空间中。在第二找矿空间开展工作，要依仗地球物理勘探，物探工作的作用将得到更好的发挥，其重要性将达到前所未有的高度。本文对当前常用的地面物探方法进行了总结，讨论了它们特点，并对其在矿产勘查工作中的应用进行了分别的介绍。

关键词：地面物探　特点　矿产侦查　应用

随着地标矿产被发现殆尽，找矿工作将越来越困难。目前在空间层面上，找矿工作已经开始了由浅地表向中深部地层的转移。而且，我国用于矿产勘查工作的财政项目已经开始向了公益性、基础性项目转变，钻探手段的使用也受到限制。在这种情况下，要实现找矿工作的突破，就要利用到地球物理勘探。这向从事地质工作的人员提出了挑战，要求他们不仅要有丰富的矿产知识和地质知识，还要熟练掌握物探工作的方法，对物探工作的特点及其适用对象有充分的了解。

一、物探的定义

“物探”是“地球物理勘探”的简称。地球物理勘探也就是借助物理原理对地质构造进行研究，并对地质勘探与找矿工作中遇到的问题进行解决的方法。物探研究的基本内容是各种矿石与岩石在放射性、弹性、电性、磁性、密度等物理性质方面的差异。借助各种探测仪器和一定的物理方法，对地球物理场（人工的或天然的）的变化进行探测，通过对物探资料进行研究和分析，对矿产的分布状况或者地质构造的特征进行分析或解释。目前，常用的物探方法包括重力勘探、电法勘探、磁法勘探、放射性勘探、地震勘探等。按工作空间划分，物探又分为井中物探、海洋物探、航空物探和地面物探等。

二、重力勘探的特点与应用

1.重力勘探的定义与特点

重力勘探的理论依据是万有引力定律。由于不同的矿体和岩体之间存在着密度的差异，这种密度差影响着地球表面的重力加速度，所以，可以通过对重力加速度值进行分析，得出相应的地质数据。如果勘探地区的地质体和四周的岩体间存在一定的密度差，精密的仪器就会通过对重力的测量发现重力的异常状况。参考其他的物探资料，结合勘探地区的地质特点，就可以对重力的异常状况进行解释，进而推断出地下矿体与岩层的埋藏情况，然后得出矿体的埋藏位置和地质结构情况。重力勘探的应用也是需要一定条件的，条件如下：

1.1勘探对象的密度与四周岩体的密度存在一定的差异。

1.2岩层在水平方向上有一定的密度变化，也就是说岩层内的地质体不是单一存在的，呈现出特殊的构造形态。

1.3勘探对象的规模不能太小。

1.4勘探对象的埋藏深度要在一定范围内，不能过深。

1.5干扰场的强度不能过大，干扰场的特征不能过于明显。

2.重力勘探的应用方法

2.1正演法。根据地质体的物性参数、产状和形状，判断物理场的分布情况。

2.2反演法。已经获得了物理场的变化规律与分布特征，对地质体的物性参数、产状和埋藏深度进行判断。正演只有一个解，但是反演可以有多种解。

2.3上延法。在实测中得出观测平面的异常值后，对异常值进行换算，判断出观测平面之上一定高度的异常状况，这就是向上延拓。向上延拓的目的是对规模小、埋藏浅的地质体造成的局部异常进行压制和弱化，从而使深层地质体所引起的局部异常更加凸显。

2.4下延法。在实测中得出观测平面的异常值后，对异常值进行换算，判断出观测平面之下一定深度的异常状况，这就是向下延拓。向下延拓的目的是对深层地质体引起的局部异常进行压制，从而凸显浅表地质体引起的局部异常。

3.重力勘探的实际应用——以石油勘探为例

地球勘探首先要对碳氢化合物的构造进行分析和预测，然后对底层与构造要素进行研究。在确定了地质的构造之后，对构造引起的地质与物理响应进行确定。借助一定的理论模型对这些响应进行计算，然后将结果与已知构造的地质和物理响应进行比较，从而确定碳氢化合物的构造同地球物理或地质响应之间的关系。如果地质条件适合，就可以借助相似的响应对石油远景区进行预测。确定地下的古生界构造时，重力资料能够发挥很大的作用。现在，可以通过三维重力模拟的方法来绘制古生界底层的顶部构造图。在制作模拟三维图时，可以利用地震资料、物探资料和现有的其他资料进行限制，从而对初步判断做出调整。用重力法对古生界岩层的顶部构造进行判断后，就可以找出断层的位置与岩层顶部的位置，并借此找到潜在的储油构造和储气构造。借助于重力勘探，能够对储集层、裂隙的孔隙度，储集层的封闭状况和越过与漏过的油气层进行精确评价，从而发现可以用于处理矿场水的孔隙层，还可以对新发现油气藏的生产计划进行评价，并对储集层的流体状态进行观察。

三、磁法勘探的特点与应用

1.磁法勘探的定义与特点

自然界中，各种矿石和岩石所具备的磁性是不同的，所以会产生不同的磁场。岩石与矿石的磁场会引起局部地区的磁场变化，从而造成地磁异常。借助一定的仪器发现并研究磁异常现象，然后寻找有磁性的矿体或者对地质的构造进行研究，这就是磁法勘探。磁法勘探经常用于井中、海洋、地面和航空勘探领域。磁法勘探经常被用于寻找具备磁性的矿产，如铁矿、石棉矿、铅锌矿等；可以用于地质填图；可以用于地质构造的研究。磁异常的产生需要以下条件：

1.1磁性体的大小与形状。在埋藏深度一定的前提下，磁性体越大，磁异常现象就越强烈，范围就越大。磁异常平面的形态由磁性体的形状决定。如果磁性体的形状为柱体或球体，磁场等值线会呈轴状排列；如果磁性体为板状，此产等值线就会呈下场状分布。

1.2磁性体的下延深度。磁性体的下延伸度对异常磁场中正、负值分布情况有着决定作用。如果磁性体的下延很大，会出现顺层磁化现象，或者负值只出现在正异常一侧；如果磁性体的下延深度有限，则无论是在正常一侧还是在异常一侧，都会有负值出现。

1.3磁性体的磁化程度。磁性体磁化强度越大，磁异常的幅度就越大。

1.4磁性体的埋藏深度。磁性体深埋，则磁异常的幅值和梯度小、范围大；磁性体埋藏较浅，则磁异常的额幅值与梯度大、范围小。