摘 要：通過分析國內(nèi)外礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀，指出礦產(chǎn)資源是制約我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的主要瓶頸，只有提高礦產(chǎn)勘查技術(shù)，從更多的難辨礦和隱伏礦中尋找礦產(chǎn)資源，提高國家資源儲量，才能有利于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。同時指出EH4電導(dǎo)率電磁測深法，可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）是隱伏礦勘查的重要手段。

關(guān)鍵詞：隱伏礦 電磁勘查 CSAMT EH4

中圖分類號：P62文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098x（2013）05（c）-0085-02

目前，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，各種資源的需求量越來越大，特別是在不可再生的礦產(chǎn)資源方面，供給量和需求量形成了明顯的反比，有色金屬在國際寡頭的壟斷下，礦產(chǎn)價格節(jié)節(jié)攀升，嚴(yán)重影響了國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展，這就對礦產(chǎn)勘查提出了更高的要求，向深部尋找更多的隱伏礦和難辨礦是當(dāng)前勘探工作的主要任務(wù)，EH4電導(dǎo)率電磁測深法，可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT），是目前國內(nèi)比較有效的隱伏礦勘查技術(shù)。

1 隱伏礦勘查的緊迫性和必要性

1.1 國內(nèi)需求形勢

2003年至2009年，中國一次能源、粗鋼、銅、鋁消費(fèi)量分別增長了77%、118%、100%和139%，這種增長速度是人類歷史上不曾有過的。2009年，全球19%的能源、47%的鋼、36%的銅和鋁被中國消費(fèi)掉了。更為重要的是，全球每年主要礦產(chǎn)新增需求的80%以上來自于中國，而國內(nèi)資源供應(yīng)難以滿足如此快速增長的需求，進(jìn)口依存度不斷攀升。2011年，我國鐵礦石的對外依存度為56%，進(jìn)口量達(dá)到6.86億t，10年間，年均復(fù)合增長率達(dá)到22%。

1.2 國內(nèi)生產(chǎn)形勢

目前，現(xiàn)有國有礦山中，有30%的煤礦、40%的石油、40%的有色金屬和50%的鐵礦將面臨資源枯竭；大中型礦山有2/3進(jìn)入衰老期，而其中近1/3面臨資源枯竭。盡管我國鐵礦石原礦產(chǎn)量一直攀升，由2001年的2.17億t增長至2011年的13.27億t，年均復(fù)合增長率為19.9%。但國內(nèi)礦山鐵礦石品位低，現(xiàn)華北地區(qū)部分礦山的開采品位已降到17%以下，并且埋藏在地下100m以下，開采成本高，平均達(dá)到了100美元一噸，明顯高于國際三大礦山（力拓、必和必拓、淡水河）的成本價50美元。只有通過加快礦山建設(shè)步伐，挖掘老礦山生產(chǎn)潛力，爭取我國鐵礦石原礦產(chǎn)量進(jìn)一步增長，到2015年全國鐵礦石原礦產(chǎn)量將增至15億t，達(dá)到40%的鐵礦資源自給率的目標(biāo)。

1.3 國際價格形勢

中國是全球鋼鐵最大的生產(chǎn)國，鐵礦石的需求量自然也是世界上最大的國家之一。中國對全球三大鐵礦石巨頭（淡水河谷、力拓、必和必拓）的依賴度超過60%。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年，力拓、必和必拓兩大礦山的利潤超過了中國77家大中型鋼企800多億人民幣的利潤總和。僅巴西淡水河谷一家，2011年的凈利潤為228.85億美元，相當(dāng)于18個寶鋼，是同年中國A股上市鐵鋼企業(yè)合計凈利潤的7倍，等于A股上市鋼鐵公司過去5年的總利潤。在過去幾年中，中國鋼企雖然發(fā)展迅速，但是在與鐵礦石巨頭談判中卻不能占據(jù)優(yōu)勢，不得不接受不斷上漲的原材料成本，在諸多因素的共同作用下，全球礦產(chǎn)品價格一路飆升。2002年至2012年，我國鐵礦石年均到岸價從24.8美元/t上漲到2013年4月的178.05美元/t，增長了618%；近年來由于受金融危機(jī)的影響有所下降，但仍然維持在140美元附近，約為人民幣1000元上下。2003年至2008年五年間，由于國際礦業(yè)公司的漲價，我國礦產(chǎn)品進(jìn)口多付出4400億美元，換算為3.3萬億元，相當(dāng)于當(dāng)年廣東省一個省的GDP。其中在2008年我國礦產(chǎn)品進(jìn)口就多付了1.25萬億元，鐵礦石進(jìn)口就占支出的3430億元。

2 勘查方法及技術(shù)的更新

就勘查手段而言，物化探技術(shù)可以勘查肉眼看不到的地下地質(zhì)——構(gòu)造特征，發(fā)現(xiàn)元素乃至原子結(jié)構(gòu)層面的成礦信息，大大豐富了找礦標(biāo)志的內(nèi)涵和外延。根據(jù)礦產(chǎn)埋藏深度的劃分，將隱伏礦分為1，淺部隱伏礦，產(chǎn)出深度為0～300 m，這個深度較淺，使用一般的物化探方法便能探測，2較深部隱伏礦，產(chǎn)出深度為300～500 m，3深部隱伏礦，產(chǎn)出深度為500～2000 m，在這個深度范圍，傳統(tǒng)勘查方法難以奏效。如今，中國礦產(chǎn)資源開發(fā)深度平均在350 m左右，而國外的礦產(chǎn)開采手段都在1000 m左右如：南非蘭德金礦，已超4000 m，加拿大薩德伯里銅鎳礦開采已超2000 m，中國遼寧紅透山銅礦勘查深度只有1300 m，所以為了提高礦產(chǎn)開采量及儲量對新的勘探技術(shù)提出了更高的要求。目前，一些國家已提出了地球的玻璃體計劃，并且，固體礦產(chǎn)勘查鉆孔的深度可達(dá)4000 m，且定向性好，成本低；英國三維激光填圖公司（3DLM）已開發(fā)出了高效率的激光填圖系統(tǒng)TopeyeTM，大大提高了勘查的成功率，降低了成本，擴(kuò)大了找礦空間。然而，我國隱伏礦勘查和采礦技術(shù)方法發(fā)展緩慢且多具有間接性，導(dǎo)致找礦的周期長、費(fèi)用成倍增長、效果不明顯。EH4電磁勘查技術(shù)，可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）是進(jìn)年發(fā)展起來的重要物探找礦方法，是尋找隱伏礦礦產(chǎn)的重要手段。

2.1 EH4電導(dǎo)率電磁測深系統(tǒng)

EH4電導(dǎo)率電磁測深系統(tǒng)是基于電磁原理的地球物理勘探手段，有效探測深度為20～1200 m，但采集數(shù)據(jù)時對近場電磁干擾屏蔽要求較高，可以較精確地解析被測對象的三維形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀和局部結(jié)構(gòu)，對礦體解析度高，能夠有效探明地下隱伏多金屬礦富集情況。EH4電磁成像系統(tǒng)屬于部分可控源與天然源相結(jié)合的一種大地電磁測深系統(tǒng)。深部構(gòu)造通過天然背景場源成像（MT），其信息源為10 Hz～100 kHz。淺部構(gòu)造則通過一個新型的便攜式低功率發(fā)射器發(fā)射1～100 kHz人工電磁訊號，補(bǔ)償天然訊號的不足，從而獲得高分辨率的成像。EH4連續(xù)電導(dǎo)率成像系統(tǒng)是由美國Geometrics公司和EMI公司于20世紀(jì)90年代聯(lián)合生產(chǎn)的一種混合源頻率域電磁測深系統(tǒng)。結(jié)合了CSAMT和MT的部分優(yōu)點(diǎn)，利用人工發(fā)射信號補(bǔ)償天然信號某些頻段的不足，以獲得高分辨率的電阻率成像。其核心仍是被動源電磁法，主動發(fā)射的人工信號源探測深度很淺，用來探測淺部構(gòu)造；深部構(gòu)造通過天然背景場源成像（MT）。伍岳等在砂巖型鈾礦床上應(yīng)用研究指出：EH4在高阻覆蓋區(qū)具獨(dú)到的優(yōu)越性，可以穿透高阻蓋層；而當(dāng)基底為高阻時，且基底與上覆砂巖有明顯電性差異時，EH4能準(zhǔn)確而清晰地探測出基底的埋深和起伏。申萍、沈遠(yuǎn)超等采用EH4對橫跨中國東西的9種不同成因類型的25個礦床進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：EH4連續(xù)電導(dǎo)率成像結(jié)果能夠直觀地反映礦化異常在剖面的形態(tài)、規(guī)模、礦化強(qiáng)度等，是隱伏礦定位預(yù)測的方法之一。

2.2 可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）

可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）它是在大地電磁法和音頻大地電磁法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的人工源頻率域測深方法，利用人工場源激發(fā)地下巖石，在電流流過時產(chǎn)生的電位差，接收不同供電頻率形成的一次場電位，由于不同頻率的場在地層中的傳播深度不同，所反映深度也就與頻率構(gòu)成一個數(shù)學(xué)關(guān)系，不同電導(dǎo)率的巖石在電流流過時所產(chǎn)生的電位和磁場是不同的，CSAMT方法就是利用不同巖石的電導(dǎo)率差異觀測一次場電位和磁場強(qiáng)度變化的一種電磁勘探方法。CSAMT采用可控制人工場源。測量由電偶極源傳送到地下的電磁場分量，兩個電極電源的距離為1～2 km。測量是在距離場源5～10 km以外的范疇進(jìn)行.此時場源可以近似為一個平面波。由于該方法的探測深度較大（通?？蛇_(dá)2 km），并且兼有剖面和測深雙重性質(zhì)，因此具有諸多優(yōu)點(diǎn)：（1）使用可控制的人工場源，測量參數(shù)為電場與磁場之比—— 卡尼亞電阻率.增強(qiáng)了抗干擾能力，并減少地形的影響。（2）利用改變頻率而非改變幾何尺寸進(jìn)行不同深度的電測深.提高了工作效率.一次發(fā)射可同時完成7個點(diǎn)的電磁測深。（3）探測深度范圍大，一般可達(dá)1～2 km。（4）橫向分辨率高?？梢造`敏地發(fā)現(xiàn)斷層。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻層。與MT和AMT法相同，CSAMT法也受靜態(tài)效應(yīng)和近場效應(yīng)的影響.可以通過多種靜態(tài)校正方法來消除“靜態(tài)效應(yīng)”的影響。

CSAMT法一出現(xiàn)就展示了比較好的應(yīng)用前景.尤其是作為普通電阻率法和激發(fā)極化法的補(bǔ)充，可以解決深層的地質(zhì)問題，如在尋找隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、推覆體或火山巖下找煤、地?zé)峥辈楹退墓こ痰刭|(zhì)勘查等方面.均取得了良好的地質(zhì)效果。

2005年，河南省地質(zhì)調(diào)查院率先將可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）引入隱伏鋁土礦的勘查領(lǐng)域，在三門峽市大安、新安縣郁山、偃師市諸葛等鋁土礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行了方法試驗，以0～600 m為主要探測目標(biāo)，完成了19條剖面共950個物理點(diǎn)。該方法通過圖件表明在曲線中部低阻拐點(diǎn)為鋁土礦層；上部波狀變化低阻曲線為含煤巖系；下部單變遞增高阻曲線為下古生界碳酸鹽巖，同時對CSAMT剖面測量結(jié)果進(jìn)行了鉆探驗證，取得了較好的效果，在郁山煤礦發(fā)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)的厚層鋁土礦，根據(jù)該方法推斷的目標(biāo)礦層與實際鉆探結(jié)果相比，誤差不超過10%?？梢奀SAMT可控源音頻大地電磁測深法對探測隱伏礦是相當(dāng)有效的手段。

3 結(jié)語

礦產(chǎn)資源是關(guān)系到國計民生的大事，根據(jù)現(xiàn)在國內(nèi)外的經(jīng)濟(jì)形勢，指出我國目前所處的困境，只有提高勘查手段才能解決目前我國礦產(chǎn)資源嚴(yán)重短缺的困境，EH4電導(dǎo)率電磁測深，可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）是比較符合我國勘查隱伏礦的重要技術(shù)。

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