師亞璐 段小剛 楊朋祥

摘要：上世紀(jì)五十年代開(kāi)始，物探電法在我國(guó)得到巨大的發(fā)展。現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)擁有當(dāng)今世界上所有的物探方法。其中某些物探技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。如今物探電法已成為應(yīng)用地球物理學(xué)中方法種類最多，應(yīng)用面最廣泛，適應(yīng)性最強(qiáng)的門(mén)分支學(xué)科。

關(guān)鍵詞：金屬勘查；物探電法；作用

1金屬勘查概述

金屬具有相應(yīng)的金屬管澤，且具有一定的硬度、強(qiáng)度和相應(yīng)的延展性等金屬特性，并且在人們的日常工作與生活中得到較為廣泛的應(yīng)用。部分金屬較為稀有，其金屬性質(zhì)上具有一定的特殊性，因此擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，并促進(jìn)使用價(jià)值的提高。為對(duì)金屬進(jìn)行有效利用，首先應(yīng)做的便是勘查金屬礦產(chǎn)，從而進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)采。我國(guó)地域廣闊，礦產(chǎn)資源相對(duì)豐富，但其分布相對(duì)較廣且缺乏固定性。因此在對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，應(yīng)應(yīng)用先進(jìn)的勘查技術(shù)，并結(jié)合其規(guī)模與性質(zhì)等進(jìn)行。在對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行相應(yīng)的勘查時(shí)，主要是應(yīng)用勘查技術(shù)、方法等與金屬所處的地理環(huán)境特征等，探測(cè)該區(qū)域金屬的含量，從而為后續(xù)的開(kāi)采提供參考和指導(dǎo)。在該過(guò)程中應(yīng)充分保障穩(wěn)定性，避免對(duì)金屬產(chǎn)生干擾，且應(yīng)保障勘查的準(zhǔn)確性與可靠性。在對(duì)金屬礦產(chǎn)進(jìn)行勘查時(shí)，除了要對(duì)所在區(qū)域地表的物理特征等勘查外，還應(yīng)對(duì)礦體內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的探測(cè)，從而明確內(nèi)部是否具有放射性的物質(zhì)，在此過(guò)程中應(yīng)充分保障相關(guān)工作人員的生命安全。在對(duì)金屬進(jìn)行實(shí)際勘查時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體的因素和實(shí)際條件等進(jìn)行勘查技術(shù)的選擇，從而保障技術(shù)的合理性與針對(duì)性，提高勘查工作的技術(shù)性與專業(yè)性。

2金屬勘查中物探電法的作用

2.1CSAMT法的作用

該方法是一種古老的物探方法，興起于上世紀(jì)八十年代，在MT法的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展，成為當(dāng)今的一種地磁勘探方法。利用電磁感應(yīng)獨(dú)特的趨膚效應(yīng)，以及低頻電磁穿透能力深，高頻電磁穿透能力淺等因素，探測(cè)深度會(huì)隨著頻率的變化而變化，因此，利用這種原理可以研究不同深度下的地質(zhì)情況，得出合理化的信息。CSAMT法的特點(diǎn)：首先，CSAMT法能夠克服天然場(chǎng)源信號(hào)本身的微弱性，具有非常強(qiáng)的抗干擾能力，能夠消除大約1000Hz的“死頻”現(xiàn)象。其次，CSAMT法與傳統(tǒng)的瞬變電磁法以及直流電法比較而言，CSAMT法的勘探深度更強(qiáng)。再次，CSAMT法的橫向分辨能力非常強(qiáng)，能夠十分容易的知道斷層所在的位置，同時(shí)CSAMT法也具有縱向分辨能力，能夠?qū)Φ貙舆M(jìn)行分層。最后，CSAMT法可輕松穿透高阻層，高阻層對(duì)CSAMT法的屏蔽作用非常小。因此，CSAMT法廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)勘查、地質(zhì)調(diào)查、深部金屬以及礦產(chǎn)資源勘查等領(lǐng)域中，并在這些領(lǐng)域中均取得了非常好的效果。

2.2激發(fā)極化法的作用

激發(fā)極化法是根據(jù)巖石、礦石的激發(fā)極化效應(yīng)來(lái)尋找金屬和解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等問(wèn)題的一組電法勘探方法。它又分為直流激發(fā)極化法（時(shí)間域法）和交流激發(fā)極化法（頻率域法（SIP））。常用的電極排列有中間梯度排列、聯(lián)合剖面排列、固定點(diǎn)電源排列、對(duì)稱四極測(cè)深排列等。也可以用使礦體直接或間接充電的辦法來(lái)圈定礦體的延展范圍和增大勘探深度。隨著激發(fā)極化法在新領(lǐng)域的應(yīng)用、新技術(shù)的突破與發(fā)展，礦產(chǎn)資源的勘探越來(lái)越受關(guān)注，因而掌握該類型礦床的探測(cè)手段具有重要的理論意義及現(xiàn)實(shí)意義。目前在礦區(qū)通過(guò)激發(fā)極化法物探工作，為地質(zhì)找尋晶質(zhì)礦產(chǎn)提供了較好的依據(jù)，取得了良好的應(yīng)用效果。

2.3瞬變電磁法的作用

瞬變電磁法以巖石的導(dǎo)電性差異為基礎(chǔ)，利用接地或不接地回線向地下發(fā)送脈沖電流作為場(chǎng)源，激勵(lì)探測(cè)目的物感生二次電流，在脈沖間隙測(cè)量二次場(chǎng)隨時(shí)間的響應(yīng)，從而了解地下介質(zhì)的電性變化情況。井下瞬變電磁法是在井下巷道內(nèi)有限的空間內(nèi)進(jìn)行，瞬變電磁場(chǎng)呈全空間分布，因而全空間效應(yīng)成為礦井瞬變電磁法固有的問(wèn)題，這樣接收線圈接收到的信號(hào)是來(lái)自發(fā)射線圈周?chē)臻g巖石電性的綜合反映。礦井瞬變電磁法勘探，可以根據(jù)勘探地質(zhì)任務(wù)的需要，將線圈置于巷道底板、頂板或迎頭探測(cè)巷道底板、頂板或迎頭方向一定深度范圍內(nèi)含水異常體的分布情況。井下瞬變電磁勘探一般采作多匝重疊回線裝置，選擇多匝重疊回線的優(yōu)點(diǎn)是：它可實(shí)現(xiàn)與探測(cè)地質(zhì)對(duì)象的最佳耦合，重疊回線裝置響應(yīng)曲線形態(tài)簡(jiǎn)單，具有較高的接收電平、較好的穿透深度及異常便于分析解釋等特點(diǎn)。

3電法勘探的難點(diǎn)

金屬礦的勘探過(guò)程中，電法勘探是其中必不可少的手段之一，我國(guó)已經(jīng)在不少礦山利用電法勘探技術(shù)取得了突破性的成就，勘探開(kāi)采大量礦石加以利用，為我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)做出了卓越不可估量的貢獻(xiàn)。與此同時(shí)也總結(jié)出電法勘探的眾多難點(diǎn)和注意事項(xiàng)。電法勘探受外界因素的影響相對(duì)較大，規(guī)模性設(shè)施建筑等所產(chǎn)生的電磁干擾對(duì)勘探工作帶來(lái)了很大困擾，一定程度上的減慢了勘探工作的工作進(jìn)程，因此工作人員必須采取大量有效措施對(duì)不相干因素進(jìn)行消除，在最大程度上減輕甚至消除外界信號(hào)干擾，使勘探工作能夠順利進(jìn)行。因此周?chē)h(huán)境因素的干擾是電法勘探成功的阻礙，是工作中必須預(yù)測(cè)解決的環(huán)節(jié)之一。勘探金屬礦過(guò)程中，還應(yīng)對(duì)隱伏礦和低級(jí)礦有準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)工作人員需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱伏礦的情況，并使用物理探測(cè)組合對(duì)該地區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格勘探，不同地段采用不同記錄方法。低級(jí)礦的位置由于比較偏，以現(xiàn)在的勘探水平不易檢測(cè)出該種情況的礦段，所以工作人員應(yīng)作出合理的預(yù)測(cè)和作出發(fā)現(xiàn)低級(jí)礦的處理準(zhǔn)備。另外工作人員應(yīng)注意一些異常的異質(zhì)體這些異質(zhì)體和金屬礦類似，同屬于良性導(dǎo)體，很容易出現(xiàn)類似金屬礦的反饋信號(hào)，工作人員必須對(duì)這種異質(zhì)體進(jìn)行偏重分析。

4金屬勘查中物探電法的應(yīng)用

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(cè)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(jiàn)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(lái)，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(guò)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(guò)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。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(lái)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。

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（作者單位：遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊(duì)有限責(zé)任公司）