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地球物理勘查技术在深部金属矿产资源勘察中的应用

2020-06-27 174 上传者：管理员

摘要：为了更好满足社会对金属矿产的需求,展开深部金属矿产勘查与采集是必然选择。基于此,本文简述了地球物理勘查技术的主要内涵,强调了该技术在深部金属矿产资源勘察中的重要作用。同时,毕节市矿产资源勘查中心在某次勘查中的经验,阐述了地球物理勘查技术在深部金属矿产资源勘查中的应用。

关键词：
地球物理勘查
深部金属矿产
矿业工程
资源勘查
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我国经济的不断发展使得多种能源的消耗量与消耗速度增加，大幅提升了对能源的需求量。为了满足经济发展需求，深部金属矿产资源勘查工作受到了重点关注。在近几年的勘查实践中，地球物理勘查技术发挥出重要作用，提升了深部金属矿产资源勘查的效率效果，一定程度的缓解了我国矿产资源短缺的问题。

1、地球物理勘查技术的概述

地球物理勘查技术主要利用了具有不同物理性质（如密度，磁性、电性，弹性波传播速度、放射性等）的岩层和煤层对地球物理场所产生的异常，以此达到寻找矿体的作用，且可以实现含煤区域的圈定以及地质构造的推断，完成多种地质问题的解决处理[1]。在当前的地质勘察实践中，常用的物理手段包括重力勘探、地震勘探、电法勘探、磁法勘探等。

2、地球物理勘查技术在深部金属矿产资源勘察中的作用分析

(1）矿产结构的分析

利用地球物理勘查技术，能够帮助相关勘探人员对地下区域的地质结构、地层厚度等进行确定，为地质起伏变化的研究提供有力支持，实现矿产结构的分析，完成对深部矿区的优化选定。为了实现高质量的地下地质起伏变化情况的确定的，需要结合现有资料与地球物理勘查技术展开勘测，明确区域内不同物理岩层的分布状态、形态，以此选定具备明显深部矿产资源特征的产区。

(2）深部隐藏岩石的探寻

在深部金属矿产资源勘查实践中，要求相关人员完成与确定岩层存在不同物理属性岩石探测，且要保证探测结果的高度精准，以此实现对深部隐藏岩石的探寻。而使用地球物理勘查技术就能够达到上述效果，更加之间完成矿区寻找。实践中，依托电、磁方法可以明确深部金属矿产资源的分布与构造，以此构建起地下分布模型[2]；结合重力方法测量数据，为三维模型的构建提供支持，最终达到明确相应区域地质构造、岩石（矿石）分布范围等参数的效果。

(3）深部地球物理模型的模拟

受到岩浆的作用，在地壳断裂区域普遍富含大量且种类多样的金属矿产资源。在相应区域的矿产资源勘查中，需要相关人员完成深部大断裂延伸的位置与方向确定，以此确保勘查与后续开采工作的顺利落实。而使用地球物理勘查技术就能够达到上述效果，如其中包含的磁力方法与重力方法，均可以为相应区域金属矿产资源的勘查开采提供准确的数据支持。

(4）金属矿产资源形成原因的探查

在传统的地下浅层金属矿产资源开采中，提取的矿产资源普遍来源于地壳运动、地球内部物质能量交换，并非为地表的物质形成与堆积。因此，在相应区域深部金属矿产资源的勘查时，就必须依靠地球物理勘查技术，并以此实现对资源形成原因的查明。

3、地球物理勘查技术在深部金属矿产资源勘查中的应用实例

3.1 项目概述

某勘查区域的地势结构为丘陵与平原，开发位置的海拔范围为95～310m，包含的矿产资源主要为铁质。结合实际情况，将开发区域的地形分为四层，发现第二层的铁质含量最大，在80%以上，选定其作为本次研究的主体。第二层的长度为350m、宽度为496m、厚度为31m，存在极强的地磁异常现象。检测发现，第二层包含的闪长岩、泥灰岩以及铁矿石，证实此区域内存在铁矿体。

3.2 勘查方法

3.2.1 选定仪器

本次勘查中主要使用的国外引进的接收机，其拥有多通道的探测功能，在电磁法与可控源的支持下，能够更好的保证勘查结果的准确性。

3.2.2 勘查技术选择

在本次勘查中，主要使用可控源音频大地电磁法完成勘查。该方法主要利用了人工控制的场源做频率测深，在人工场源的支持下，天然场源信号微弱的缺点得到有效克服，相对应的，数据处理的复杂程度也所有上升。为了尽可能获取更为精准勘察结果，使用功人工场源的效果更好。

可控源音频大地电磁法的应用原理为：依托不同种类岩石存在的差异性电导率，完成一次场电位与磁场强度变化观测的电磁勘探方法。相比于其他勘查技术来说，可控源音频大地电磁法的技术优势如下：由于使用了可控性强的人工场源，因此抗干扰能力更强，能够有效缓解地形对勘查的影响；探测的深度范围更大，通常可以达到1～2km；横向的分辨率更高，可以更为灵敏的确定出断层；工作效率更高，可同时实现7个测点的勘测等。

3.2.3 布置测线

测线布置为后续勘查工作的展开提供了指导，关系着勘查工作的质量与效率。在实践中，应当使用综合测量方法，结合现实地质条件完成测线位置确定。其中，第一层横向贯穿了正负异常结果最大的区域；第二层延长到异常区域结束。对两层中布设的测点数量具体有：第一层设置41个测点；第二层设置40个测点。两个相邻测点之间的距离控制在40cm。

3.2.4 勘查与质量评价

本次研究中在选取第一层内的2个测点以及第二层的5个测点进行分析。为了确保结果质量，落实了相同位置、相同场源、相同时间间隔的勘查；为了达到标准要求，主要将两次勘查之间的电阻率相对误差稳定在5%以内。

3.2.5 数据处理

经过分析发现，在地下298m区域存在的异常高阻是造成第一层发生强烈正负异常的主要因素。同时，在第一层中，还存在较厚的低电阻区域，厚度为250m左右，结合对大电阻率性质以及岩石特性进行分析，得出该低电阻区域内主要成分为闪长岩。结合第二层勘查中获取的反演电阻率断面进行分析，存在11-78号测点的下599m以内视电阻率的形态保持一致；在1-11号测点的下99m区域，也存在较高的视电阻率。在600～1100m的区域内检测出层状高阻体，且能够勘测到的电阻率增长明显的情况，由此得出，在11-21号测点区域内具备含水结构。

3.3 数据解释

勘查中发现，在地下350m厚度区域内，存在磁强度为800×0.01A/m的圆形强磁体，直径为400m。依托正演模拟的方法进行分析可得出，该强磁体的埋深不高，但是磁强度较大，致使相应区域的出现异常。在地下350m厚度区域内，存在磁强度为700×0.01A/m的狭长体，长度为500m，向着偏北方向发生倾斜。依托正演模拟的方法进行分析可得出，该狭长体的埋深不高，致使相应区域的出现异常。

3.4 地球物理信息综合处理

本次勘查中主要使用了可控源音频大地电磁法，测线方向均为由南向北，且未发现明显矿体。对采集的数据信息进行整理与分析，能够得到以下勘查结果：对于第一层来说，其300m以内区域主要包含第四系的砂土、黄土以及粘土；在300～1000m区域，主要包含闪长岩、具一定量片麻岩的混合片麻岩；推测铁矿石存在于闪长岩的右下方区域。对于第二层来说，其300m以内区域主要包含第四系的砂土、黄土以及粘土；在300～900m区域，主要包含皇岗岩、片麻岩；在900m以下的区域，主要包含闪长岩；推测铁矿石存在于靠近闪长岩的区域。在800m处勘查到了铁矿体，证实了在深部金属矿产资源中应用地球物理勘察技术的高度可行。

4、总结

综上所述，地球物理勘查技术在深部金属矿产资源勘察中有着极高的应用价值，特别是可控源音频大地电磁法，其应用优势更强。在实践中发现，依托地球物理勘查技术展开深部金属矿产资源勘查所得到的结果准确性更高，该技术的分辨率也更好，且具有极高的可行性，值得重点应用与推广。

参考文献：

[1]王金亮,晋晓明.深部金属矿产资源地球物理勘查方法的应用分析[J].世界有色金属,2019(6):126,129.

[2]陈红飞,曹林燕.深部金属矿产资源地球物理勘查与应用[J].化工设计通讯,2018,44(9):228.

张登贵,刘倩.深部金属矿产资源地球物理勘查与应用的探讨[J].建材与装饰,2020(18):235+237.