浅谈物化探在地质找矿中的应用

李家寿

摘要：物化探异常为地质找矿圈定了靶区，缩短了勘探周期，给地质找矿带来了巨大便利，但物化探异常解译仍需继续研究探讨。

关键词：地质找矿 物探 化探

Abstract: geophysical and geochemical exploration abnormality for geological prospecting delineated the target area, shorten the cycle of exploration, to geological prospecting brought great convenience, but geophysical and geochemical exploration anomaly interpretation need to continue study.

Keywords: geological prospecting geophysical and geochemical exploration

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号

目前地质行业已普遍将物探资料应用在矿产预测中。在矿产预测中，物探资料可为区域成矿地质环境研究提供补充性信息，例如识别有物性差异的隐伏半隐伏构造、岩体、地层和圈定盆地并推断其基底埋深，进行盖层分层等；还可以为圈定找矿远景区提供间接的和直接的找矿信息。

一、以往的主要找矿成果

近50年来的找矿实践表明：对能源、黑色金属、有色金属、非金属矿产和地下水找矿，物探为主，效果优于化探；寻找贵金属方面，化探为主，效果优于物探 ；寻找稀有、稀土矿方面，物探、化探平分秋色。

二、物化探工作部署的思路

物化探工作的部署应该遵循一定的原则，这对工作成效的取得具有较重要意义。根据地质先辈们的工作经验总结，物化探工作部署主要遵循如下思路：

区域展开、面中求点

“区域展开，面中求点”是物化探工作取得找矿成果的主要模式。据统计，中国80%的铁矿是通过查证航磁异常发现的；自20世纪80年代以来，几乎所有新发现的金矿床都是查证区域化探异常发现的。

就矿找矿、攻深找瞒

总结以往找矿工作，就矿找矿是一种最基本的找矿方式。其方式主要有：评价古采点（老硐）、群众报矿及区域地质调查或普查中发现的矿点。在这样的找矿思路过程中，物化探工作必须先行，不能与地质工作齐头并进，以免信息滞后。在已知矿区深部和外围、已知矿点、矿化点附近找矿时，普查的面积不能过小，因为主矿体的产出部位往往远离已知矿化露头。

例如，云南老王寨金矿床，在投入化探工作之前，仅在岩体外接触带找到1吨金矿，1985—1986年布置1：5000土壤测量3km，经验证发现Ⅲ号主矿体，达中性，1986—1987年布置了1：10000土壤测量30km，发现大批异常，经验证又发现1个大型，2个中型和1个小型矿床。

物化探工作应该贯穿于找矿各阶段

物化探技术在矿产的预查阶段对发现矿床作用极大；在普查阶段对发现瞒矿、判断矿体产状、延深和和连接情况可起重要作用：普查之后，在矿床勘探阶段充分运用物探化探技术，还会有新发现，即使不能扩大储量，也可节约勘探费用、缩短勘探周期。

例如 云南普朗铜矿的发现过程，1995年合资公司通过20万区域地质调查资料发现了一铜矿点，然后在普朗地区投入了大比例尺的化探及地质工作，圈定了一定的找矿有利区域，但没有更好的突破。2003年，云南省地质调查院物化探所在该区投入了1:2.5万、1:1万磁法及电法工作，圈定了磁电异常区域，随后的钻探工作验证了异常的真实性，在随后的7年工作内，物化探工作始终随勘查进度开展，现已基本探明了矿区的成矿地质条件，据储量估算，确定为一超大型铜矿。

4、直接找矿与间接找矿并举

在寻找金属、非金属矿方面，初期以直接找矿为主。自60年代开始，为寻找某些物性差异小的矿及深部矿，已重视间接找矿。如个旧锡矿老矿山在1954~1956年投入自电、电测深、磁法、重力和土壤测量进行直接找矿，效果欠佳；从1959年开始重视间接找矿；1962~1965年，采用大极距电测深查明岩体隐伏接触带，结合岩石测量和地质标志，找到了埋深达千米的高松大型接触带型锡多金属矿床，取得成功。

5、方法选择要遵循优化组合的原则

由于物化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。根据物性条件、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。优选物探化探方法组合，也是找矿成败或影响找矿周期的重要因素。

三、区域物化探资料的解释

区域物探资料的解释应遵循一定的程序，程序中的主要环节可交叉进行，但不可舍弃，一般情况下先后顺序不应颠倒。以重磁为例，应该遵循下图程序。

资料收集是预测工作的基础，资料收集既要注意全面性，又要不停留在收集上——还要对收集到的资料进行分析研究。预测区内至少应有1：20万—1：5万的重力、磁法等相关地质资料，当预测区内缺少这种比例尺的资料时，应先行补做，不然利用物探资料圈定找矿远景区的可靠性将受到严重影响。

物探化探资料的推断解释，存在多解性：一是常起因地质定性解释多解性；二是定量反演异常源几何参数的多解性。前一种情况常导致区分矿与非矿异常的失误。例如，与全国知名的云南大红山铁矿和江苏梅山铁矿对应的航磁异常，在查证之前仅依据磁异常特点和与地质图简单对比，最初均推断由火山岩引起，最后确定该异常是由多层矿层次异常叠加所致。后一种多解性可导致因产状判断错误、推断深度不准等使第一、二个验证孔找不到矿体或找不到主矿体。正是由于客观存在的这些多解性，造成了物探化探资料推断解释的复杂性。

从以往工作经验看，减少多解性的办法主要有三条途径：其一是通过观测数据在数量上及空间分布上的增多，减少定量解释的多解性；其二是通过稀疏工程控制和增加性质不同的观测参数，即投入综合方法减少定性与定量解释的多解性；其三是深入研究异常和提高解释者的水平。

因为异常地质起因解释需考虑众多的复杂因素，在综合异常定性时，判断异常的地质起因要注意一些问题：

1、从已知到未知、注意发现新类型、新矿种并重

从已知到未知”是物化探异常解释的基本准则之一。主要通过已知矿区经验，来解释推断未知的异常地质成矿条件。“从已知到未知”也不能绝对化。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；同一矿床可能产生并不完全相同的地质环境中；更重要的是在工作区内可能存在不同于已知矿床的新矿种、新类型。同样要注意那些与已知矿异常特点不同、所处地质环境或矿化特点不同的异常，一边发现新类型的异常。

2、要善于分析成矿地质条件的复杂性

在定性解释异常时，必须高度重视成矿地质条件分析的复杂性。只有详细分析各类地质条件，消除引起异常的的不理因素，才能准确解释异常，使物化探异常资料真正的对地质找矿起到指导作用。根据以往工作经验，总结出来一些干扰物化探异常解释的地质条件，在异常资料解释时应该注意以下地质现象的干扰。如：异常区存在石墨化、黄铁矿化干扰、地表只见矿化、地下可能有盲主矿体、地表露头矿体小，深部有隐伏大矿体、地表成矿条件不利，地下有利、地表所见矿种无工业价值，地下却有另外有价值的矿种、已知矿种矿床规模小，地下有另一矿种规模大。

总之，要依据异常查证结果，分析和计算地表所见地质体或矿化体能否引起实测异常，若结论是否定的，就要考虑深部的可能变化。当然，即使异常确由地表矿化引起，也可根据成矿系列的规律性，推断深部的可能变化。

3、从重视强异常到也主要弱异常

筛选物探异常时，人们往往首先注目强异常；筛选化探异常时，人们往往先注目“高大全”异常（指强度高、范围大、元素组合多的异常），但是也经常发生在强异常、高大全异常区找不到矿，在弱异常和小异常区找到了矿，有时还找到了大矿。

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；影响化探异常强度和范围的有异常源、埋深、剥蚀情况、覆盖情况、最后选择了一个弱小异常（为300~500nT,只在1：10000图上2条线有异常，土壤测量Ni仅有一个点异常20ppm）。进行了大比例尺详查后，Ni、Cu、Co异常明显增高，同时具有磁高、电阻率低、极化率高和负自电异常综合异常特点，经槽探揭露发现了7号岩体中的大型矿床（镍金属量20.44万吨）。

4、重视物性和综合方法资料与定量反演在异常中的作用

随着对各类物探异常的深入研究和经验的积累，物探工作者才深深认识都需要实测露头标本或钻孔岩芯的物性，并将根据实测物性资料估算可引起的异常值与实测异常值对比。有时还需通过定量反演磁性体的几何参数帮助异常定性。这种做法先从磁法开始，现在重力、电法等也都重视靠实测物性资料来判定异常性质。

5、充分估计到异常地球物理解释中的复杂性

简单、单一形体、简单条件（地形平坦、垂直磁化等）下的物化探定量、半定量（判断形状、位置、产状、延深大小等）反演，其准确度是比较高的。当矿体形态复杂、多个矿体靠近或矿体附近（垂直方向和水平方向）有干扰地质体形成的叠加异常、地形复杂和磁法遇到斜磁化等情况时，定量、半定量反演的难度大增，其结果的准确性也大为降低，甚至会出现错误。

若能依据经验知识充分估计矿体形态的复杂性；深入研究异常，识别并消除叠加异常的影响；在地形起伏大的地区消除地形影响或采用合适的反演方法；在斜磁化地区进行极化处理活采用合适的反演方法；增加约束条件等，就能提高复杂情况下的反演精度。

四、异常查证过程中的经验

室内评价、排序、筛选异常是必要的，但可靠性一般不高。想要尽快在众多异常中筛选出矿致异常，目前最有效的方法是大量现场查证异常。最好是100%查证，因为经常发生室内排序靠前的异常找不到矿，而排序靠后的异常却找到了矿，甚至是大矿。

首先，异常查证分为3个阶段：踏勘检查（Ⅲ级）、详查（Ⅱ级）和工程验证（Ⅰ级）。情况简单（例如地表矿、出露好等等）的话，一次Ⅲ级查证就发现了矿，甚至找到主体矿。多数情况下，一次Ⅲ级查证没有查明异常起因或仅见了规模不大的矿化露头，或仅拣到了矿化转石，难以做出肯定或否定的结论。其次，验证异常时，要对首批孔不见矿的原因要做具体分析，再对异常经行反复推断，找出原因。再次，注意寻找肉眼难识别的矿种。例如，云南乐马厂银矿，1980年前勘查铅锌矿，因规模小而停止工作，1984年1：5万土壤测量发现了强Ag异常，1985年查证银异常，仅古采矿渣银储量就达110吨，经后续工作，银储量达2011吨。另外，对有希望的异常要敢于坚持验证到底，重视验证后的再解释和井中物化探工作。

五、结束语

由于地球地质环境的复杂性，加之物探异常的多解性，只有在后期工作中不断积累经验，对发现的异常进行反复的验证，不断发现新的、更有效的解释推断方法，才能更好地为地质找矿工作服务，另外随着科学技术的不断发展，仪器的测量精度和灵敏度在不断提高，这对异常的区分有了较大帮助，为后期的解释推断工作排除了较多干扰因素。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。