物探技术在地质找矿与资源勘查中的应用

宋顺昌

(贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院，贵州 贵阳 550000)

0 引 言

当代社会发展和各类生活、生产活动均离不开矿产这一重要资源，随着常年对矿产资源的高需求量，以及20世纪存在无节制开采矿山等行为，据相关资源现存量调查结果，我国现存矿产储存量已经不多，浅层的矿产已被开发的所剩无几，未来我国将需要逐步开采埋藏更深、地质环境更复杂的矿产资源，若因勘探技术的限制无法有效的勘查矿产资源，势必将阻碍社会的正常运行，因此必须要重视、引进和革新勘探技术，才能促进相关行业持续发展。

1 相关概念

1.1 地质找矿

地质主要指地球物质组成及其内部主要构造、结构，另外还包含地球自身的物理性质。地球是人类赖以生存的场所，人类生存于发展的各类资源都来自地球母亲，地表下的地质多由岩石、矿石等组成，各类地质有其发展史，可分为地壳发展期和地球的形成期等。基于地球的演化作用及地球内外的地质作用，地球内便形成了矿产和各种地址遗产。地质学是对地质开展研究，而地质找矿是指寻找和研究地质中的矿产，研究人员需要应用大量地质科知识及相关勘测技术，勘查目标区域地下的矿产资源信息。

1.2 资源勘查

资源勘查是指对煤矿、石油、天然气等地质资源进行勘探，是对目标区域勘查尚未被发现的资源的。资源勘查组不经需要人员具备丰富地质学知识，准确掌握相关地质调查及勘探技术，还需具备对区域、矿床地质和成矿条件进行综合研究与分析的能力，及熟悉矿产开发、环境保护相关的法律。我国现存各类资源严重不足，因此国家正在进行新一轮的资源勘查与开发，需要应用更好的技术进行资源勘查，以根据地质改变更有效的开展专业测量，更准确的发现煤矿、石油等资源的地质分布。

1.3 物探技术

物探技术的原理是利用振动信号，借助地层传播信号，信号传播过程中，利用地层内不同物质的不同物性，将反馈其不同的体波、面波等勘测信息，勘探仪器将记录这些信息，研究人员通过综合分析相关信息得出最终的资源勘查结果。当前物探技术主要应用于煤矿、石油等资源的勘查中，可以地质结构的重力、磁力及电阻等特性来测量区域地质情况，判断矿产的位置、资源量等信息，合理的利用物探技术对地质找矿与资源勘查有以下作用：①为资源开采提供基本的资料，如确定矿产等资源的分布、范围等信息及周边的岩石情况；②预测作用，物探获得的地质信息能一定程度上帮助开采等工程预测工程进度、意外事故，从而为施工安全管理提供一定的方向，通过合理的管理来提升工程进度和施工的安全性；③规避作用，矿产寻找过程中，地下存在不同资源，但矿产周围的各类岩石也具有不同的磁性等性质，可能给勘探分析带来误导，或直接影响勘探工作的开展，而物探技术能明显避免矿石磁力吸引。

2 物探技术在地质找矿与资源勘查中的多元应用

2.1 电测深法

电测法法操作起来相对比较简单，直接将相关设备从观测点深入到地下，研究人员通过观测电阻率变化情况，即可以总结各岩层的分布情况。由于应用电测深法，可以简便、直接的了解岩层分布状况和其变化情况，可方便相关科学研究于分析高效的进行，因此如今备受相关专家学者的重视。现阶段，对高密度电阻率法的研究已经较为成熟，其应用范围逐渐扩宽，目前以掌握浅层的地质信息为主。但是应用该方法之前，需科学、详细划分地质结构进，才可以开展探测，电测法主要应用于勘测水平方向岩层，对倾斜角较小的岩层也较适用，但不适用于倾斜角较大或竖向岩层的勘探。如在香格里拉铜钼矿区找矿工作中，由于该硫化物矿床激发极化效应十分强，因此应用了五极纵轴电测深法这一技术，结合地质物理资料推断出了具有较大规模的异常体，结合地质资料与电性测定数据准确判断了该区域的岩石成分、形成等情况。

2.2 瑞雷波技术

该技术是新型的勘查技术，但在实际应用中的较好表现使其获得了普遍的认可，该技术利用瑞雷波稳定状态或瞬间动态均可进行观测，稳定状态需要体积较大的设备，成本很高，瞬态瑞雷波技术相对而言速度更快、操作简单，勘测的效率较高，分辨率较高。其在各类建设工程、地质灾害调查与评估等工作中均有较好应用效果。其信号来源于垂直作用于地面的冲击地震波，集中其影响范围内可检测的瑞利波信号，并利用反射波实现勘测正演与反演，实现对地质信息的准确判断，该技术可适用于许多现用的软件，因此丰富了后期研究工作的操作方式。实际工程中综合利用落重震源与瞬态面波技术，可帮助技术人员分析煤矿等工程的资源情况，如测定深度改变时其面波速度，对比实际钻孔位置深的岩层情况，来判断描述钻孔的情况和岩层走向。

2.3 地质雷达技术

该技术通过频率较高的电磁波开展测探，利用天线将电波传送至地下。一般基于强弱不同介质对电磁波的不同反应，来判断地下结构情况。实际操作时，需一直传输速度、时程等特点，对接受到的各类波长进行过滤处理和翻译，基于反射波的状况、特征等变量分析和评价勘查结果。该技术在矿井实验、矿床地质勘查、工程检测等工作中逐渐得到应用，得到了一致认可，具有准确率高等优点。如盐类矿床的勘查工作中，可根据雷达图像的亮度判断矿产的分布区和储量等信息，一般雷达图像亮度值高，该区域含盐量就高，见图1，上下两幅雷达图像有明显区分，色调亮白的图显示盐湖干涸，而黑色的图显示的是干涸的洪积黄泥地。

图1 雷达图像Fig.1 Radar image

3 地质找矿与资源勘查中应用物探技术的策略

3.1 应用原则

首先，实际资源勘查、矿山勘察工作中，应从简至难的选择和使用各种物探技术，从点到线，有线到面的逐步获得更完善的地质信息。测量过程中，还需要真实完整记录和保存测量数据，方便日后相关工作使用。根据勘探需要，合理选择技术及技术参数，以收集完整的地质信息，并通过建立地球物理模型，提升资料分析、数据处理的能力，为勘探结论提供全面、可靠的参考。其次，进行找矿与地质勘察前，要全面的了解所探查区域的岩层与地质特点，因此需要工作人员综合使用GPS等地勘技术，获得相关的地质信息，为物探技术的选择和参数的修改提供依据，从而提升物探技术在资源勘察中应用效果。

3.2 使用地球物理模型

通过勘探目标区域重力、磁场、电磁及岩层磁性、密度、地震波速等物理资料，工作人员能较好的对岩层构成做出科学分析，若在此基础上结合勘探区域的地质背景等数据，可构建出相关区域的地球物理模型，技术人员通过该模型可较准确估算该区域资源储藏量，并划分区域断裂带，从而提升矿山评价的客观性。在云南文山某铝土矿地球物理勘探中，应用了大地电磁法开展探测，针对该矿区沉积型铝土矿围岩物理特征进行了勘探，表明其呈低阻高极化特征。根据勘测数据处理和二次反演及可行性实验找矿模型，对矿区深部及外围的找矿十分重要。

3.3 优化技术准备

新时代，我国对地质找矿与资源勘查工作有了更高的目标，研究和应用物探技术，都需要树立正确合理的思路与方法，才能不断的改进相关技术，并提升其应用效果。如实际应用物探技术之前，需要完善准备工作，首先对物探技术进行全面的前期考察，更新相关的设备，并结合工程情况开展各项测试和优化，尤其应保证功能参数不存在偏差，其次应合理的安排物探人员，合理的组建勘探团队，应对复杂的工程条件，不仅需要安排更多的技术人员、施工人员，还需要制定严格、合理的勘探任务流程，保证各项工作安全、有序、合理的开展。

4 结 语

综上所述，面对新时期经济发展对石油、煤矿等资源的需求，地质找矿与资源勘查工作变得十分重要。因此，需要积极、合理的应用各种物探技术，并遵循合理的应用原则，与其他勘探技术搭配使用，以提升资源地质勘探的精确度。