李富強(qiáng)，魏向前

（天津華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)，天津 300801）

電法勘探技術(shù)即多種物理勘探技術(shù)總稱，電法勘探以地下巖土、金屬礦產(chǎn)的電性差異、電磁學(xué)性質(zhì)為勘探基礎(chǔ)，對(duì)天然電場、人工電場、電化學(xué)場或電磁場的空間分布特性和分布規(guī)律進(jìn)行觀測及研究，是我國金屬礦產(chǎn)資源探測的一種最常用、最重要的物探方法。電法勘探的適用性極高，因?yàn)樵诳碧竭^程中，電極布設(shè)能夠一次性完成，大大減少因布設(shè)電極而帶來的干擾和故障。電法勘探可以采用多種電極排列布置方式，能夠有效的對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行測量從而獲得礦質(zhì)信息以及金屬礦產(chǎn)所處位置的地面結(jié)構(gòu)特征。在野外進(jìn)行金屬礦產(chǎn)勘探時(shí)，手工勘探容易受到天氣影響而產(chǎn)生錯(cuò)誤，電法勘探采用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，不僅采集數(shù)據(jù)速度快，而且準(zhǔn)確率高，及其適用于勘探地理情況復(fù)雜的金屬礦。

1 電法勘探在金屬礦產(chǎn)勘查過程中的應(yīng)用

應(yīng)用電法勘探技術(shù)可以勘查地下水資源與能源，勘查金屬礦產(chǎn)以及非金屬礦產(chǎn)，為尋找金屬礦提供最有力的幫助。除此之外，電法勘探技術(shù)還可以解決傳統(tǒng)勘探技術(shù)無法解決的深部地質(zhì)勘探問題[1]。最近幾年電法勘探技術(shù)在金屬礦產(chǎn)勘查中取得不錯(cuò)的成績。

電法勘探技術(shù)利用金屬礦產(chǎn)的電性差異、電磁學(xué)性質(zhì)，在地面排列電極，在開啟或切斷電源的瞬間，測量電極的變化，可收集附加在金屬礦產(chǎn)上的電場。在無法接觸的地質(zhì)層，電法勘探技術(shù)利用瞬變電磁法來對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行勘探，每隔一段時(shí)間發(fā)送一次磁場。在發(fā)送磁場的間歇時(shí)間，測量金屬礦產(chǎn)生的感應(yīng)的電磁場，根據(jù)反饋的曲線特征來判斷金屬礦的深度，以及不同深度金屬礦的電性特征、電磁學(xué)性質(zhì)。在干擾性強(qiáng)的金屬礦區(qū)，電法勘探技術(shù)利用CSAMT法，來完成勘探作業(yè)。CSAMT法改變電法勘探技術(shù)發(fā)射的頻率，可以一次性發(fā)射7種不同頻率的電磁波，從而在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬礦層的分層勘探，大大減小干擾因素帶來的影響[2]。

電法勘探技術(shù)具有分別率高、勘探深度深、影響因素少等優(yōu)點(diǎn)。但是在利用電法勘探對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行勘探時(shí)，勘探人員必須綜合考慮地質(zhì)、環(huán)境以及氣候等多種因素。并且注意可能導(dǎo)致勘探結(jié)果異常的地質(zhì)體，例如，雌黃鐵礦、磁鐵礦等礦石常常隱藏在巖石層中，會(huì)引起磁場異常，對(duì)勘探造成影響，從而獲得異?？碧綌?shù)據(jù)[3]。只有科學(xué)、合理地利用電法勘探技術(shù)，才能提高金屬礦勘查效率。

2 電法勘探在金屬礦產(chǎn)勘查地貌地質(zhì)分析中的應(yīng)用

應(yīng)用電法勘探技術(shù)不但可以勘查地下水資源與能源，勘查金屬礦產(chǎn)以及非金屬礦產(chǎn)，還可以分析地形地貌的地質(zhì)特征。大多數(shù)電法勘探的工作區(qū)都是多種金屬同時(shí)存在的礦化集成區(qū)，以新疆地區(qū)為例，該地區(qū)主要富集金、銀、銅多金屬礦產(chǎn)，應(yīng)用電法勘探技術(shù)可以分析該地區(qū)的地質(zhì)特征形成原因。

應(yīng)用電法勘探技術(shù)將勘探標(biāo)本布滿整個(gè)礦區(qū)，并對(duì)地理位置異常的區(qū)域使用特殊勘探標(biāo)本。根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料顯示，該地區(qū)地質(zhì)中含有石英脈巖、閃長玢巖、經(jīng)血凝灰?guī)r、安山玢巖、花崗巖以及霏細(xì)斑巖，其中石英脈巖、閃長玢巖、經(jīng)血凝灰?guī)r電阻率較高、極化率較高，安山玢巖、花崗巖以及霏細(xì)斑巖電阻率較低，極化率較低。這六種巖石分為兩類，一類是高阻高極化巖石，一種是低阻低極化巖石。高阻高極化巖石為中性巖石，平均電阻率在200Ω.m以上，平均極化率在1.5%以上。低阻低極化巖石為酸性巖，平均電阻率在200Ω.m以下，平均極化率在1.5%以下。并且在不同地段中，同一巖石的電性也有可能不同，這是由于圍巖蝕變、礦化以及斷裂帶破碎所引起的。因此從電法勘探的結(jié)果中，根據(jù)巖石電性可以推斷地質(zhì)特征形成的原因。

表1 勘探結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總

應(yīng)用電法勘探技術(shù)對(duì)該地區(qū)進(jìn)行實(shí)際勘探，并將勘探結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，統(tǒng)計(jì)匯總結(jié)果如表1所示。在統(tǒng)計(jì)匯總的數(shù)據(jù)中，石英脈巖、閃長玢巖、經(jīng)血凝灰?guī)r的電阻率變化幅度較大，極化率變化幅度較小。安山玢巖、花崗巖以及霏細(xì)斑巖的電阻率變化幅度以及極化率變化幅度均較小。根據(jù)勘探的結(jié)果顯示，閃長玢巖的電阻率最高，常見電阻率為672Ω.m，霏細(xì)斑巖的電阻率最低，常見電阻率為90Ω.m。石英脈巖的極化率最高，最大極化率為6.27%，霏細(xì)斑巖的極化率最低，常見極化率為0.85%。因此可斷定石英脈巖、閃長玢巖、經(jīng)血凝灰?guī)r為中性巖石，所在地質(zhì)特征的形成依賴于斷裂帶破碎。安山玢巖、花崗巖以及霏細(xì)斑巖為酸性巖，所在地質(zhì)特征的形成依賴于斷裂帶破碎圍巖蝕變、礦化。事實(shí)證明電法勘探在金屬礦產(chǎn)勘查中還有地質(zhì)分析的作用，并且分析的準(zhǔn)確率較高。

3 電法勘探在金屬礦產(chǎn)勘查數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用

應(yīng)用電法勘探對(duì)件數(shù)礦產(chǎn)進(jìn)行勘探后，會(huì)獲得有關(guān)金屬礦產(chǎn)以及其所在地質(zhì)層的數(shù)據(jù)信息。利用電法勘探技術(shù)能夠?qū)λ占臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，還可以對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋、推斷產(chǎn)生的原因?？碧饺藛T在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，要重視采集到的數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性。首先要遵循電法勘探的原理，預(yù)測該電法勘探可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)結(jié)果，并且認(rèn)知單一電法勘探技術(shù)的局限性、異常特征與異常強(qiáng)度。然后綜合利用多種電法勘探技術(shù)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)。電法勘探技術(shù)可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行1D、2D、3D處理，進(jìn)行1D數(shù)據(jù)處理是電法勘探的最基本、最常見的技術(shù)手段。1D數(shù)據(jù)處理法能夠?qū)⒉杉降氖論?jù)以重疊回線、中心回線、偏移距回線等形式展現(xiàn)出來，如圖1所示。

應(yīng)用1D處理的數(shù)據(jù)都是形狀為水平狀的金屬礦物的勘探數(shù)據(jù)，應(yīng)用2D的數(shù)據(jù)技術(shù)，處理掩藏在地下非水平狀礦物的數(shù)據(jù)。2D數(shù)據(jù)技術(shù)通過建立有限元網(wǎng)絡(luò)模型以及有限差分網(wǎng)絡(luò)模型，進(jìn)行正反數(shù)據(jù)擬合。通過2D數(shù)據(jù)處理以后，能獲得與地質(zhì)圖幾乎吻合并且圖像清晰的金屬礦斷裂層示意圖。2D數(shù)據(jù)處理方法是可靠有效的，對(duì)金屬礦產(chǎn)中的異常體分辨率極高。3D數(shù)據(jù)處理技術(shù)就是將進(jìn)行2D數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行可視化處理，使得金屬礦產(chǎn)、基巖面分界更加清晰。

圖1 1D數(shù)據(jù)處理示意圖

在對(duì)采集到的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋以及推斷產(chǎn)生的原因時(shí)，也要遵循電法勘探的原理。一般情況下，首先要根據(jù)電法勘探的原理劃分異常數(shù)據(jù)，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行判定；然后，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，逐類、逐個(gè)解釋以及推斷產(chǎn)生的原因。其次根據(jù)電法勘探技術(shù)對(duì)金屬礦產(chǎn)的大體特征信息以及礦區(qū)特征信息進(jìn)行驗(yàn)證。

最后利用多種電法勘探技術(shù)收集更多的金屬礦產(chǎn)數(shù)據(jù)，避免單一電法勘探技術(shù)的局限性、異常特征與異常強(qiáng)度，從而對(duì)異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因給出最貼合實(shí)際的解釋。以物理、數(shù)學(xué)方面理論知識(shí)為基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查資料，也就是結(jié)合地質(zhì)物理平面與剖面空間分布特點(diǎn)，來分析和推斷可能影響金屬礦會(huì)產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的物理因素。

4 結(jié)語

我國科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)正在高速發(fā)展，對(duì)金屬礦產(chǎn)的需求也在不斷提升，只有對(duì)金屬礦進(jìn)行深度的勘查，然后進(jìn)行開采冶煉，才能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。然而，傳統(tǒng)的勘探技術(shù)已經(jīng)無法勘探位置較深、地形復(fù)雜的金屬礦，只有有科學(xué)、合理地利用電法勘探技術(shù)，才能充分發(fā)揮電法勘探的作用與優(yōu)勢，完成情況復(fù)雜金屬礦的勘查任務(wù)，并對(duì)金屬礦進(jìn)行二次保護(hù)。