物理勘探在地质找矿中的应用

【摘　要】地球物理勘探方法与技术找矿是在当今高新科学技术成果不断创新下发展起来的，具有探测深度大、分辨率高、方法手段多元化的特点，能为深部找矿勘探提供丰富的信息。高精度的重、磁、电法可在较大范围内探测地下介质结构、构造和物质的物理—力学属性，特别是深部物质与能量交换及其深层动力过程。地球物理勘探在深部找矿勘探中发挥着至关重要的作用，必将是这一历史进程中的核心勘探手段。

【关键词】地球物理；勘探；地震；磁法随着我国经济建设的快速持续发展，常用性金属大宗矿产资源的紧缺形势正在日益加剧；地球物理勘探受各个地质单位高度重视和广泛应用，合理应用地球物理勘察找矿能够极大的提高找矿效率和缩短找矿周期。

1.地球物理勘探方法

地球物理勘探是利用地下岩石物理性质差异（速度、电性、密度和磁性等），通过观测这种差异在自然条件或人工激发条件下产生的物理场变化，达到认识地下浅表结构、物质和物理状态分布的目的，从而服务于资源勘探、工程勘查和环境评价等。物探工作基本由三部分构成，即数据采集、数据处理和地质解释，三部分互为前提，密不可分。基于不同的岩石物理参数，物探可分为重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、测井和放射性勘探等。

2.物探找矿工作部署

2.1区域性物探调查阶段

据了解中国已经实现了区域航空磁测、区域放射性测量和区域重力调查等。区域航空磁测是指采用航空磁测方法进行的区域地球物理测量或利用航空磁测资料进行的大范围地球物理编图。中国的区域航空磁测资料在西部地区以实测为主，比例尺为（1:100万）～（1:200万）；东部地区以编图为主，编图所依据的资料以1:5万比例尺为主。区域航空磁测资料在识别断裂、圈定火成岩体、磁性地层和沉积盆地以及成矿预测等方面效果突出。区域放射性测量是指利用航空放射性测量资料进行的大范围地球物理编图。早期的放射性测量只测量照射量强度，自20世纪80年代初开始，改进为伽马能谱测量。除照射量强度外，还给出铀、钍、钾的含量值。

2.2面积性综合物探普查阶段

扩大已有找矿区带的范围，大面积开展普查找矿，是在地域上和矿床类型上有新突破的重要途径。通过综合物探普查工作，开展重力、磁法、电法等物探方法同地质化探方法相结合，对区域性工作所圈定的主要找矿区带进行扫面工作。通过资料综合研究排序、筛选异常，圈定主要的找矿靶区，缩小目标体范围，以提供的定性、定量解释作为下一步工作安排依据。

2.3物探异常查证阶段

普查扫面工作完成后，基于成果中排序、筛选的异常及圈定主要的找矿靶区，可以选取最有效果的物探方法进行异常查证工作。应该扩大工作比例尺进行有目标且多方位的检查，从而得到更加详细准确的找矿证据，实现找矿目的。

另外，我们寻找的矿床，可能出露于地表，更可能隐伏于地下；出露于地表的，少数主体已显露，而更多的是只露端倪，有的肉眼可能识别，有的肉眼难以辨认；矿床所对应的异常，有强有弱，有大有小；我们拥有的资料，有详有略、有全、也可能不全；所以在物探查证阶段应该结合地质、化探一起进行，这样效果会更好。

2.4矿床勘探阶段

一个矿床，从发现并初步确定其工业价值直至开采完毕，都需要进行不同详细程度的物理勘探研究工作。当然，为了提高勘探工作及矿山生产建设的成效，避免在地质依据不足或任务不明的情况下，进行盲目勘探或建设、开采所造成的损失，必须依据地质条件、对矿床的研究和控制程度，以及采用合理的物探方法和手段。需要指出的是，找矿是个漫长的过程，需要各方面的人才、各方面的仪器设备等，是个多团队分工再组合的工作模式。“区域展开、面中求点”的找矿模式中的各个环节必须严谨认真。从调研到立项、从设计到野外工作、从形成原始资料到取得初步成果、从初步解释推断到深入的综合研究直到报告的编写提交等等过程，都需要反复验证讨论。而各个方法及各个岗位的多层次人才的协作搭配，还有各个方法资料的综合研究上也都需要很高的要求。

3.优化组合物探方法

由于物探异常的地质起因往往是多解的，在复杂的情况下需多种物化探方法相互配合，才能较圆满地完成找矿任务。根据物性条件，控矿地质条件、地形和交通条件以及每种方法本身的特点，本着既不多余又不缺少的原则，优选物探各方法组合，也是找矿成败或影响找矿周期的重要因素。

①20世纪50年代用磁法找磁铁矿十分有效，曾认为有一定强度的磁异常就是磁铁矿引起的，但在多处打钻验证都未见矿，后经研究物性才确认是各类火山岩引起，特别是大兴安岭的酸性火山岩（流纹岩），其剩磁很强，其它地方的火山岩也有类似情况。

②20世纪50年代中期用电法追索浅部硫化矿床，效果也好，但在大范围开展工作后，也遇到许多如地形、破碎带、黄铁矿化、石墨化等因素引起的非矿异常，使电法的效果大受影响。

4.物探异常解释

4.1定性、定量解释

物探异常与地质构造和矿产分布紧密相联，其解释可分为物理和地质方面的内容，两者又可分为定性和定量的解释。定性的物理解释要指明：异常的分布特征、异常形态、大小、位置等直观要素。定量的物理解释则要通过定量计算得出解释目标体的产状要素、埋藏深度等问题。在物理解释的过程中必须包含定性和定量的地质解释，两者常常是密切相关的，否则对解决地质问题来说就会是没有意义了。

4.2从已知到未知

“从已知到未知”是物探化探异常解释的基本准则之一。这里的“已知”首先是指工作区内或邻近地质已知地质起因的异常，通过追索，类比已知异常，推断未知异常地质起因，可靠性较大。“从已知到未知”不能绝对化。同一地区同一矿种可能有几种矿床类型；控矿构造可能有多组方向；同一类矿体可能产生不完全相同的地质环境中；更主要的是在工作区内可能存在不同于已知矿体的新矿种、新类型。

4.3从重视强异常到也注意弱异常

筛选物探异常时，人们往往首先注意强异常，这是对的。虽然依据强异常找到了许多矿床，但是也经常发生在强异常区找不到矿，而在弱异常和小异常区却找到了矿，有时还找到了大矿。磁法找磁铁矿，激电找多金属矿。影响物探异常强度的有物性差异、异常源大小、埋深、产状等多种因素，因而仅依据异常强度和范围筛选异常是不足取的。在这方面，可以根据采用物探重力方法中提取出“剩余异常”的方式进行。剩余异常指：由布格异常减去区域场异常之后部分。在这里我们可以泛指：由实际异常减去控制矿体引起的异常之后的部分。从而更直接的针对目标体进行分析研究。

【参考文献】

［１］熊章强.地震勘探.中南大学出版社,2010.09

［２］顾功叙编.地球物理勘探基础.北京地质出版社1990

［３］宋文杰,刘玉华,肖贵学.地球物理勘探技术的发展及应用[J].工程建设与设计,2007（1）：28-30.

［４］刘喜武,刘洪.地球物理勘探技术所面临的挑战及可能的数学解决方案[J].中国海上油气（地质）,2003（2）：145-148.