隐伏矿勘查技术发展的重要性

【前言】隐伏矿勘查技术发展的重要性由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1.1 国内需求形势 2003年至2009年，中国一次能源、粗钢、铜、铝消费量分别增长了77%、118%、100%和139%，这种增长速度是人类历史上不曾有过的。2009年，全球19%的能源、47%的钢、36%的铜和铝被中国消费掉了。更为重要的是，全球每年主要矿产新增需求的80%以上来自于中...

摘 要：通过分析国内外矿产资源现状，指出矿产资源是制约我国经济建设发展的主要瓶颈，只有提高矿产勘查技术，从更多的难辨矿和隐伏矿中寻找矿产资源，提高国家资源储量，才能有利于国家经济建设。同时指出EH4电导率电磁测深法，可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）是隐伏矿勘查的重要手段。

关键词：隐伏矿 电磁勘查 CSAMT EH4

中图分类号：P62 文献标识码：A 文章编号：1674-098x（2013）05（c）-0085-02

目前，随着经济建设的高速发展，各种资源的需求量越来越大，特别是在不可再生的矿产资源方面，供给量和需求量形成了明显的反比，有色金属在国际寡头的垄断下，矿产价格节节攀升，严重影响了国民经济建设和发展，这就对矿产勘查提出了更高的要求，向深部寻找更多的隐伏矿和难辨矿是当前勘探工作的主要任务，EH4电导率电磁测深法，可控源音频大地电磁测深法（CSAMT），是目前国内比较有效的隐伏矿勘查技术。

1 隐伏矿勘查的紧迫性和必要性

1.1 国内需求形势

2003年至2009年，中国一次能源、粗钢、铜、铝消费量分别增长了77%、118%、100%和139%，这种增长速度是人类历史上不曾有过的。2009年，全球19%的能源、47%的钢、36%的铜和铝被中国消费掉了。更为重要的是，全球每年主要矿产新增需求的80%以上来自于中国，而国内资源供应难以满足如此快速增长的需求，进口依存度不断攀升。2011年，我国铁矿石的对外依存度为56%，进口量达到6.86亿t，10年间，年均复合增长率达到22%。

1.2 国内生产形势

目前，现有国有矿山中，有30%的煤矿、40%的石油、40%的有色金属和50%的铁矿将面临资源枯竭；大中型矿山有2/3进入衰老期，而其中近1/3面临资源枯竭。尽管我国铁矿石原矿产量一直攀升，由2001年的2.17亿t增长至2011年的13.27亿t，年均复合增长率为19.9%。但国内矿山铁矿石品位低，现华北地区部分矿山的开采品位已降到17%以下，并且埋藏在地下100m以下，开采成本高，平均达到了100美元一吨，明显高于国际三大矿山（力拓、必和必拓、淡水河）的成本价50美元。只有通过加快矿山建设步伐，挖掘老矿山生产潜力，争取我国铁矿石原矿产量进一步增长，到2015年全国铁矿石原矿产量将增至15亿t，达到40%的铁矿资源自给率的目标。

1.3 国际价格形势

中国是全球钢铁最大的生产国，铁矿石的需求量自然也是世界上最大的国家之一。中国对全球三大铁矿石巨头（淡水河谷、力拓、必和必拓）的依赖度超过60%。统计数据显示，2011年，力拓、必和必拓两大矿山的利润超过了中国77家大中型钢企800多亿人民币的利润总和。仅巴西淡水河谷一家，2011年的净利润为228.85亿美元，相当于18个宝钢，是同年中国A股上市铁钢企业合计净利润的7倍，等于A股上市钢铁公司过去5年的总利润。在过去几年中，中国钢企虽然发展迅速，但是在与铁矿石巨头谈判中却不能占据优势，不得不接受不断上涨的原材料成本，在诸多因素的共同作用下，全球矿产品价格一路飙升。2002年至2012年，我国铁矿石年均到岸价从24.8美元/t上涨到2013年4月的178.05美元/t，增长了618%；近年来由于受金融危机的影响有所下降，但仍然维持在140美元附近，约为人民币1000元上下。2003年至2008年五年间，由于国际矿业公司的涨价，我国矿产品进口多付出4400亿美元，换算为3.3万亿元，相当于当年广东省一个省的GDP。其中在2008年我国矿产品进口就多付了1.25万亿元，铁矿石进口就占支出的3430亿元。

2 勘查方法及技术的更新

就勘查手段而言，物化探技术可以勘查肉眼看不到的地下地质――构造特征，发现元素乃至原子结构层面的成矿信息，大大丰富了找矿标志的内涵和外延。根据矿产埋藏深度的划分，将隐伏矿分为1，浅部隐伏矿，产出深度为0～300 m，这个深度较浅，使用一般的物化探方法便能探测，2较深部隐伏矿，产出深度为300～500 m，3深部隐伏矿，产出深度为500～2000 m，在这个深度范围，传统勘查方法难以奏效。如今，中国矿产资源开发深度平均在350 m左右，而国外的矿产开采手段都在1000 m左右如：南非兰德金矿，已超4000 m，加拿大萨德伯里铜镍矿开采已超2000 m，中国辽宁红透山铜矿勘查深度只有1300 m，所以为了提高矿产开采量及储量对新的勘探技术提出了更高的要求。目前，一些国家已提出了地球的玻璃体计划，并且，固体矿产勘查钻孔的深度可达4000 m，且定向性好，成本低；英国三维激光填图公司（3DLM）已开发出了高效率的激光填图系统TopeyeTM，大大提高了勘查的成功率，降低了成本，扩大了找矿空间。然而，我国隐伏矿勘查和采矿技术方法发展缓慢且多具有间接性，导致找矿的周期长、费用成倍增长、效果不明显。EH4电磁勘查技术，可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）是进年发展起来的重要物探找矿方法，是寻找隐伏矿矿产的重要手段。

2.1 EH4电导率电磁测深系统

EH4电导率电磁测深系统是基于电磁原理的地球物理勘探手段，有效探测深度为20～1200 m，但采集数据时对近场电磁干扰屏蔽要求较高，可以较精确地解析被测对象的三维形态、规模、产状和局部结构，对矿体解析度高，能够有效探明地下隐伏多金属矿富集情况。EH4电磁成像系统属于部分可控源与天然源相结合的一种大地电磁测深系统。深部构造通过天然背景场源成像（MT），其信息源为10 Hz～100 kHz。浅部构造则通过一个新型的便携式低功率发射器发射1～100 kHz人工电磁讯号，补偿天然讯号的不足，从而获得高分辨率的成像。EH4连续电导率成像系统是由美国Geometrics公司和EMI公司于20世纪90年代联合生产的一种混合源频率域电磁测深系统。结合了CSAMT和MT的部分优点，利用人工发射信号补偿天然信号某些频段的不足，以获得高分辨率的电阻率成像。其核心仍是被动源电磁法，主动发射的人工信号源探测深度很浅，用来探测浅部构造；深部构造通过天然背景场源成像（MT）。伍岳等在砂岩型铀矿床上应用研究指出：EH4在高阻覆盖区具独到的优越性，可以穿透高阻盖层；而当基底为高阻时，且基底与上覆砂岩有明显电性差异时，EH4能准确而清晰地探测出基底的埋深和起伏。申萍、沈远超等采用EH4对横跨中国东西的9种不同成因类型的25个矿床进行了研究，结果表明：EH4连续电导率成像结果能够直观地反映矿化异常在剖面的形态、规模、矿化强度等，是隐伏矿定位预测的方法之一。

2.2 可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）

可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）它是在大地电磁法和音频大地电磁法的基础上发展起来的人工源频率域测深方法，利用人工场源激发地下岩石，在电流流过时产生的电位差，接收不同供电频率形成的一次场电位，由于不同频率的场在地层中的传播深度不同，所反映深度也就与频率构成一个数学关系，不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的，CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。CSAMT采用可控制人工场源。测量由电偶极源传送到地下的电磁场分量，两个电极电源的距离为1～2 km。测量是在距离场源5～10 km以外的范畴进行.此时场源可以近似为一个平面波。由于该方法的探测深度较大（通常可达2 km），并且兼有剖面和测深双重性质，因此具有诸多优点：（1）使用可控制的人工场源，测量参数为电场与磁场之比―― 卡尼亚电阻率.增强了抗干扰能力，并减少地形的影响。（2）利用改变频率而非改变几何尺寸进行不同深度的电测深.提高了工作效率.一次发射可同时完成7个点的电磁测深。（3）探测深度范围大，一般可达1～2 km。（4）横向分辨率高。可以灵敏地发现断层。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。与MT和AMT法相同，CSAMT法也受静态效应和近场效应的影响.可以通过多种静态校正方法来消除“静态效应”的影响。

CSAMT法一出现就展示了比较好的应用前景.尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，如在寻找隐伏金属矿、油气构造勘查、推覆体或火山岩下找煤、地热勘查和水文工程地质勘查等方面.均取得了良好的地质效果。

2005年，河南省地质调查院率先将可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）引入隐伏铝土矿的勘查领域，在三门峡市大安、新安县郁山、偃师市诸葛等铝土矿远景区进行了方法试验，以0～600 m为主要探测目标，完成了19条剖面共950个物理点。该方法通过图件表明在曲线中部低阻拐点为铝土矿层；上部波状变化低阻曲线为含煤岩系；下部单变递增高阻曲线为下古生界碳酸盐岩，同时对CSAMT剖面测量结果进行了钻探验证，取得了较好的效果，在郁山煤矿发现了优质的厚层铝土矿，根据该方法推断的目标矿层与实际钻探结果相比，误差不超过10%。可见CSAMT可控源音频大地电磁测深法对探测隐伏矿是相当有效的手段。

3 结语

矿产资源是关系到国计民生的大事，根据现在国内外的经济形势，指出我国目前所处的困境，只有提高勘查手段才能解决目前我国矿产资源严重短缺的困境，EH4电导率电磁测深，可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）是比较符合我国勘查隐伏矿的重要技术。

参考文献

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