地球物探的矿产资源勘查工程选择及分布探究

胡家源

（甘肃省有色金属地质勘查局兰州矿产勘查院，甘肃 兰州 730070）

由于我国的矿产资源重点分布于高山地区，危险性较高，且采集较困难，所以要想更好的利用地球深部矿产资源，必须借助于各种新技术的运用，其中地球物探作为当前深部资源勘测的关键技术方法，随着它的不断发展，已给未来在深部矿资源探测上指明了方向，对今后在探明深部超大型或大型矿产资源上提供了有力的技术支持，从而对于缓解我国当前的矿产短缺危机等都有着重要意义[1]。

1 地球物探技术分析和工程选择

地球物探方法的运用，有效确保了矿产勘测和找矿效率的提升，对于解决在以往地质找矿中勘探质量较低、物力、人力资源耗费过多等方面具有重要意义。文中对地球物探在地质勘查和找矿工程中的运用，重点结合电法勘测法、磁法勘测法等技术展开研究[2]。

1.1 电法勘测技术

电法勘测技术是地球物探的关键手段之一，其使用要点包括：利用音频大地电磁测深可控源方法来实现找矿功能，尤其在勘产铁矿床方面效果更为显著。在以往的分析中，针对此技术已开展了许多的研究，结果表明该技术可将剖面整体细化成18条，且每一条的勘测均能保持在≥21m。实际应用时，可取多尺度小波分解、3D可视化、正反演方法来确定出勘探磁场的异常部位，如果所获得结果表明平面状态存在不规则的“扁豆形”，则此刻便可判断出在-600m～1000m的接触带区域，极可能存有铁矿床。应注意的是，为了具体明确其真实存有与否，通常还应在井内展开磁探工作，从而实现判定异常状况的功效。同时，在找矿时一般需要与钻孔验证相结合，如有的地区在电法勘测下的异常状况十分显著，此时开展钻孔验证可有效确保深部找矿的最终目的的完成。

1.2 磁法勘测技术

在地球物探中，磁法勘测技术的运用十分普遍，虽然此技术可使得勘测结果更加精准，然而其具有特定的使用条件，如岩石或矿体间磁性存在较大差别，这时运用磁法可以保障勘探工作的有效完成。由采用磁法的实际表现而言，可将其细化成航磁检测、地面磁测、井中磁测等。航空磁测技术重点用在所勘测矿区的区域较大，并存在复杂地貌地形特性，需通过直升机等实现勘测。同时，在具体勘测中为了符合工程需要，应确保数据精确性，从而使数据可以在指导实际工作中发挥作用。如含镍硫化物矿，在探明矿体后要进行测定，可通过检测矿物中的镍含量进行判定，此数据可引入钻孔验证之中。

2 地球物探在矿产资源勘查中的具体应用

以我国西北部地区某磁铁矿区为例，分析了磁法和电法综合勘探技术在矿产资源勘查中的具体应用。

2.1 矿区的地球物理特性

此矿区的地质勘查工作在前期仅开展了少量磁法测量，岩（矿）石的物理特性等资料短缺，该次物探在探槽、坑道或露头岩（矿）石的表面，选择对称小四极设备检测了自然状况下的幅频率与电阻率，共收集该矿区的主要岩矿石标本28个，获得了一手物理特性参数。

整个测区电阻率都相对不高，这可能和该区域地表属于盐碘地相关。为使得勘测结果参考性更强，对磁铁矿检测了20个标本，其电阻率ρ在30Ωm～70Ωm内，明显比周围岩石要低，幅频率在0.6～7.3内，变化偏大。对凝灰岩检测5个标本，其电阻率ρ在80Ωm～300Ωm内，比磁铁矿高，幅频率在0.1～2.0内，变化较小。由此可知，该测区的岩石之间存在电性差异，所以可利用磁法和电法结合的方式开展勘测工作，以更好的探明该测区的异常状况并做出解译。

2.2 音频大地电磁测深

该工程的音频大地电磁测深选用EH-4 StrataGem电磁装置，是由美国EMI与Geometrics联合开发的新型电磁仪设备。因测区的干扰偏小，所以可选择天然磁场作为场源，该工程共采用四电极，且使每两电极构成电偶极子，设定电极之间的距离为20m，以利于比对所勘测到的电磁信息。

2.3 激电测深

该工程的激电测深重点集中于大地电磁勘测异常的区域，在测深时选用SQ-3C便捷式双频数字激电设备，此设备的找矿准确性高，能有效保证野外勘测的要求。在物探时，选择四极对称测深形式，将四电极设置于一条线上，中部两个是量测电极，两端电极是供电电极，固定中部两电极位置不变，利用两端电极大小变化以测量其电阻率变化，从而得到地电数据。在获得野外信息后，需要先将其导进电脑，去除存在干扰偏大相关数据，接着给出初始模型以实施反演，再通过surfer系统成图并进行解译。

3 物探成果解释

该次物探勘测工程基于此前的磁法勘测图来设置勘测剖面，然后开展勘测地区的电磁、激电等测深活动。

3.1 音频大地电磁法测深解释分析

此次采用的音频大地电磁法测深工作共设置21个测线，有16条长600m测线，并按次序记录为-2线～13线，4条长240m测线，以及1条长180m的对比剖面线。处理数据程序是预先处理每条原始剖面数据实，再基于此开展二维反演和成图。经过综合研究所有测线结果，可知此区域存在显著的低阻异常地带，并且也存在一定的深度延展，低阻异常地带重点布置在：线-2处180m，线-1处160m，线0处180m，线1处140m，线3处140m，线7处280m，线8处280m，线9处280m，线10处280m，线12处300m，13线300m处。由图1可知，线3的0m～200m点处存在全频低阻异常，电阻率约60Ωm；200m～600m剖面点的低频率电阻偏大，电阻率约150Ωm；在260m～420m点的中频率电阻偏心，电阻率约60Ωm；并且在140m点处出现一个低阻异常地带，宽为20m，其电阻率约40Ωm，西北向倾斜，产状陡，约为85°，向深部延展350m。从图2可知，线8剖面的高频区电阻率总体偏小，大约20Ωm，低、中频的电阻率偏大，大约150Ωm；并且在280m点处出现了一个低阻异常区，宽为20m～40m，电阻率约40Ωm，西北向倾斜，倾角大约为85°，向深部延展200m。

图1 线3的EH4测深反演剖面

3.2 激电磁测深的解释分析

激电磁测深工作重点是要探明硫化物在200m内的分布情况，该次测线设计是按音频大地电磁的测深数据设置，共设置线0、线1、线3和线8共4个测线。

利用统计分析收集的样本数据可得，此区域的FS幅频率总体值相对不高，测区的总体数据满足正态函数，用基数外加3倍的均方差可对成果划分出其异常的界限值，可算得：其基数值为0.55，其均方差为0.44，因此FS可取1.8。根据勘测数据和分析，线4不存在显著的激电异常，而线8存在大范围的剖面激电异常，且数值偏高，最高FS值可达4.9，异常区域重点集中在40m～100m、140m～180m以及240m～280m区段，在-100m～-200m深处，呈现条带形垂直向布置。经过比较和研究以往激电数据，此区域除了线8激电异常之外，其它各条线异常部位和音频大地电磁测深异常部位没有较好对应，这是由于在勘测区域中不仅存在磁铁矿，同时也存有其它的硫化矿等，该类矿表现出低阻强激化的物理特性，且因该类矿的分布和含量均匀性差，造成激电异常状态规则性不强。因磁铁矿的物理特性呈中等激化，所以增大了辨别磁铁矿的困难程度。

图2 线8的EH4测深反演剖面

3.3 综合物探成果解释

一般来说，磁铁矿物理特性是低阻、高磁，但因此矿区的磁铁矿Si、S含量较高，因此在设计中增大了激电勘测量，同时因此矿区存有其他类型的硫化矿，也增加了单由激电勘测结果圈定出磁铁矿部位的难度，因此该解译是以磁法、大地电磁测量成果为主，以激电测深为辅对测深成果展开解译：①圈定5个异常地带：1号是由线-2处180m点和线-1处160m点控制，约长为60m，北西倾向；2号是由线0处180m点和线1处140m点控制，约长为60m，北西倾向；3号是由线3处140m点和线4处140m点控制，约长为50m，北西倾向；4号是由线7处280m点、线8处280m点、线9处280m点和线10处260m点控制，约长为160m，北西倾向；5号是由线12处300m点、线13处300m点控制，约长为50m，南东倾向。而线7、线3、线12可钻孔实施验证。②由磁法勘测的剖面图而言，曲线相对圆润不尖锐，这表明该矿体存在一定深度，这和大地电磁法测深低阻带特性基本一致。③由上可推测，在线4～线7间和线5周围可能存在南北倾向断裂带；并且在线10～线12间也可能存在南北倾向断裂带。

4 结论

综上可得，在地质找矿中运用地球物探是提升勘测质量的核心所在。在地球物探技术具体应用中，需正确把握如电法、磁法等物探技术的运用原则和机理，以确保地球物探技术在勘测矿产资源中的高效性和准确性，并针对现阶段物探技术使用中的相应问题，制定合理的改进措施，以推动地球物探技术的使用效果得以不断完善，从而促进我国勘探水平和找矿质量的逐步提升。