金属矿山地质勘探中物探电法的应用

任滨

（甘肃省核地质二一九大队，甘肃天水 741000）

地质勘探技术是提高矿产勘探效率的关键要素，为了有效降低勘探成本，提升勘探效率，综合物探勘查方法得到广泛采用，该方法将地质、化探、物探、钻探等方法进行了整合[1]，并对勘探过程做了合理分配，从而实现了采矿目标和勘探效果。其中，物探电法作为代表性方法，能够根据金属矿山内部物质的电磁学性质和电化学性质，采用有效的勘探技术手段，通过对电磁场或者电化学场引发的空间分布规律和时间特性进行科学观测，从而获取金属矿山内部矿产的分布规律。该方法有效提高了勘探效率和勘探水平，为企业开采量提供了重要保障。

1.1 激发极化法

所谓激发极化法，就是利用岩石、矿石的激发极化效应来进行地质勘探的一组电探方法。其工作原理就是，当电极排列向地面供入电源或切断电源时，在测量电极之间可以观测到随时间变化的附加电场。在地质勘探应用过程中，勘查地质人员可利用激发极化法对附加电场和供入电源进行勘探，从而明晰金属矿山的基本构造，接着，利用岩石和矿石发生的激发极化效应差异为依据，从而掌握矿产资源的储存位置和分布规律。提高矿产的开采效率[2]。与其他物探电法相比较，激发极化法具有一定的优越性，一是开采区域的地形要求不高，二是对开采区域岩石周边电性的影响不大，三是利用该方法可以获取较多的可测参数，四是该方法的应用领域广泛，在硫化金属矿床、金属矿床、非金属矿床等地质勘探取得了较好的效果。

1.2 瞬变电磁法

所谓瞬变电磁法，就是在进行勘探过程中，勘查地质人员采用不接地回线或者接地线源，向勘探区域地下发射一次脉冲磁场，然后在一次脉冲磁场的间歇期，使用线圈或者接地电极，对地质体产生的二次感应旋流场进行观测、记录，然后依据二次脉冲磁场衰减曲线的特征，对勘探区域不同深度地质体的电性特征及规模进行科学探查的一种方法。与其他物探电法相比，瞬变电磁法是勘探低阻地质体最灵敏的方法，而且不受勘探区域地形的影响；
该方法是煤田水文地质勘探的首选方法，而且可以有效消除前期装置的噪音。

1.3 CSAMT法

随着金属矿产能源需求量不断扩大，开采企业不断加强技术研发力量，针对一些金属矿区的强干扰性，研究开发了CSAMT 物探电法。该方法能够有效降低这类金属矿区的强干扰性，从而提高勘探数据的准确性和有效性。该方法的工作原理是，通过改变可控源频率，来对勘探区域不同深度的地质进行电测，进而获取精确勘探数据的一种方法。CSAMT 法是激发极化法的补充，可以有效解决深层地质勘探问题；
利用该方法，能够提升勘探范围，提高分辨率；
同时，该方法可以一次性进行七个勘探点的电磁测探，从而有效地提高了勘探效率和勘探质量。

2.1 物探电法应用范围

在金属矿产勘探时，勘察地质人员根据勘探区域的地质特征，选择合理的物探电法，获取勘探区域地层内部的电磁、地质特性以及电化学性等方面的勘探数据，然后进行科学分析获取地层内部的电子化学特性，以此判断矿产资源的空间分布规律。利用物探电法，可以精确掌握勘探区域地质构造和矿产分布规律，从而为高效、安全开采矿产提供基本保障。应用物探电法，在提高勘探效率的同时，也能有效减少勘察人力和物力资源；
选择合理的物探电法，比如针对深层地质勘探，可以选择CSAMT 物探电法，对于低阻地质体，可以选择瞬变电磁法，等等。

2.2 在控矿构造的金属矿山勘探中的应用

在金属矿山地质勘探过程中，一些金属矿山的矿床通常会受到周边岩石有电性差异的蚀变带、构造等的控制，在勘探时，通常利用这个地质特征，采用合理的物探电法，在探查金属矿山矿床的构造和分布规律。比如，在勘探胶东金属矿山资源时，勘探区域内的一部分矿床就是受到经过硅化蚀变的糜棱岩的控制，勘察地质人员根据这个地质特征，选择物探电法中的低电阻率法，划定糜棱岩控制的这一部分蚀变带的区域，然后选择高电阻率法和激发极化法，利用岩石、矿石的激发极化效应，确定矿产资源的分布规律，并将勘探范围进一步缩小，最后确定了矿产的准确位置和分布状况。

2.3 在与硫化物伴生的金属矿产勘探中的应用

对于金属矿床来说，根据矿床矿物种类分布状况和性能差异，可以采取物探电法进行精确勘探。比如，对于硫化矿物占主导地位的矿床来说，往往黄铁矿含量最大，接下来是磁黄铁矿、毒砂等。这种类型的金属矿石具有电阻率较低、极化率较高的特点，而和周边岩石很容易产生明显的电性差异。针对这个矿床地质特性，可以选择适合的物探电法勘展开勘探。比如，前寒武纪金矿床的产出地层极化率往往小于5%，但是对于硫化矿物来说，其极化率常常大于10%，针对这种极化率之间的差异，可以采用物探电法进行勘探。

2.4 在层控地层金属勘探中的应用

通常情况下，一些金属矿产的分布规律与该地层的地质标志层具有密切的联系，在勘探过程中，根据这些地质标志层和围岩之间的明显的电性差异特性，利用物探电法确定这些地质标志层，进而准确地掌握矿产资源的分布情况和规律。比如，对于吉林金属矿区含金层矿产来说，通常会分布在珍珠组白云质大理岩和华山组下部的钙质片岩中间；
大理岩、片岩以及邻近的凝灰岩的电阻率存在着较大的差异。在实际勘探过程中，通过选择物探电法中的电阻率法，结合金属矿产和地质标志之间的电性差异特性，可以把矿产范围区域精准地划分出来，并能够精准的预测数据，从而为层控地层矿产的高效、安全开采提供必要支持。

2.5 物探电法应用要点

在对金属矿山进行勘探时，要根据矿山地质特征选择合适的勘探仪器。比如，针对一些金属矿区的对勘探数据的强干扰性，勘探地质人员首先确定金属矿区的电磁干扰频率范围和强度，然后选择合适的勘探仪器。通常情况下，为了保证强干扰情况下的数据采集准确性，勘探地质人员往往采用仪器前置精密隔离放大器对有效信号进行放大处理，从而提高勘探数据的准确性。另外，对勘探信号的处理也是勘探工作中的重要环节。在勘探过程中，勘探地质人员需要把A/D 转化后产生的数字信号进行技术处理，为此，为了保证勘探数据的科学性和准确性，勘探地质人员需要精确掌握金属矿区对勘探信号的干扰规律，从而确定信号频率的分布范围，并对该金属矿区的信号干扰规律进行科学总结，从而为金属矿产开采作业提供技术支持。

综上所述，为了满足矿产资源的需求，矿产开发企业开始走向勘探环境复杂、勘探难度较大的区域。在此背景下，物探电法得到广泛的应用，并得到不断开发和改良，推动了整个资源勘探行业的发展。在实际勘探过程中，根据勘探区域的地质条件，结合矿产与周围岩石的电性差异等特征，选择高效、合理的物探电法，可以有效降低勘探作业的难度，提高了勘探效率和勘探质量，为矿产高效率、安全开采提供技术支持。

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