宋順昌

(貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院，貴州 貴陽 550000)

0 引 言

當(dāng)代社會(huì)發(fā)展和各類生活、生產(chǎn)活動(dòng)均離不開礦產(chǎn)這一重要資源，隨著常年對(duì)礦產(chǎn)資源的高需求量，以及20世紀(jì)存在無節(jié)制開采礦山等行為，據(jù)相關(guān)資源現(xiàn)存量調(diào)查結(jié)果，我國(guó)現(xiàn)存礦產(chǎn)儲(chǔ)存量已經(jīng)不多，淺層的礦產(chǎn)已被開發(fā)的所剩無幾，未來我國(guó)將需要逐步開采埋藏更深、地質(zhì)環(huán)境更復(fù)雜的礦產(chǎn)資源，若因勘探技術(shù)的限制無法有效的勘查礦產(chǎn)資源，勢(shì)必將阻礙社會(huì)的正常運(yùn)行，因此必須要重視、引進(jìn)和革新勘探技術(shù)，才能促進(jìn)相關(guān)行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1 相關(guān)概念

1.1 地質(zhì)找礦

地質(zhì)主要指地球物質(zhì)組成及其內(nèi)部主要構(gòu)造、結(jié)構(gòu)，另外還包含地球自身的物理性質(zhì)。地球是人類賴以生存的場(chǎng)所，人類生存于發(fā)展的各類資源都來自地球母親，地表下的地質(zhì)多由巖石、礦石等組成，各類地質(zhì)有其發(fā)展史，可分為地殼發(fā)展期和地球的形成期等?；诘厍虻难莼饔眉暗厍騼?nèi)外的地質(zhì)作用，地球內(nèi)便形成了礦產(chǎn)和各種地址遺產(chǎn)。地質(zhì)學(xué)是對(duì)地質(zhì)開展研究，而地質(zhì)找礦是指尋找和研究地質(zhì)中的礦產(chǎn)，研究人員需要應(yīng)用大量地質(zhì)科知識(shí)及相關(guān)勘測(cè)技術(shù)，勘查目標(biāo)區(qū)域地下的礦產(chǎn)資源信息。

1.2 資源勘查

資源勘查是指對(duì)煤礦、石油、天然氣等地質(zhì)資源進(jìn)行勘探，是對(duì)目標(biāo)區(qū)域勘查尚未被發(fā)現(xiàn)的資源的。資源勘查組不經(jīng)需要人員具備豐富地質(zhì)學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確掌握相關(guān)地質(zhì)調(diào)查及勘探技術(shù)，還需具備對(duì)區(qū)域、礦床地質(zhì)和成礦條件進(jìn)行綜合研究與分析的能力，及熟悉礦產(chǎn)開發(fā)、環(huán)境保護(hù)相關(guān)的法律。我國(guó)現(xiàn)存各類資源嚴(yán)重不足，因此國(guó)家正在進(jìn)行新一輪的資源勘查與開發(fā)，需要應(yīng)用更好的技術(shù)進(jìn)行資源勘查，以根據(jù)地質(zhì)改變更有效的開展專業(yè)測(cè)量，更準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)煤礦、石油等資源的地質(zhì)分布。

1.3 物探技術(shù)

物探技術(shù)的原理是利用振動(dòng)信號(hào)，借助地層傳播信號(hào)，信號(hào)傳播過程中，利用地層內(nèi)不同物質(zhì)的不同物性，將反饋其不同的體波、面波等勘測(cè)信息，勘探儀器將記錄這些信息，研究人員通過綜合分析相關(guān)信息得出最終的資源勘查結(jié)果。當(dāng)前物探技術(shù)主要應(yīng)用于煤礦、石油等資源的勘查中，可以地質(zhì)結(jié)構(gòu)的重力、磁力及電阻等特性來測(cè)量區(qū)域地質(zhì)情況，判斷礦產(chǎn)的位置、資源量等信息，合理的利用物探技術(shù)對(duì)地質(zhì)找礦與資源勘查有以下作用：①為資源開采提供基本的資料，如確定礦產(chǎn)等資源的分布、范圍等信息及周邊的巖石情況；②預(yù)測(cè)作用，物探獲得的地質(zhì)信息能一定程度上幫助開采等工程預(yù)測(cè)工程進(jìn)度、意外事故，從而為施工安全管理提供一定的方向，通過合理的管理來提升工程進(jìn)度和施工的安全性；③規(guī)避作用，礦產(chǎn)尋找過程中，地下存在不同資源，但礦產(chǎn)周圍的各類巖石也具有不同的磁性等性質(zhì)，可能給勘探分析帶來誤導(dǎo)，或直接影響勘探工作的開展，而物探技術(shù)能明顯避免礦石磁力吸引。

2 物探技術(shù)在地質(zhì)找礦與資源勘查中的多元應(yīng)用

2.1 電測(cè)深法

電測(cè)法法操作起來相對(duì)比較簡(jiǎn)單，直接將相關(guān)設(shè)備從觀測(cè)點(diǎn)深入到地下，研究人員通過觀測(cè)電阻率變化情況，即可以總結(jié)各巖層的分布情況。由于應(yīng)用電測(cè)深法，可以簡(jiǎn)便、直接的了解巖層分布狀況和其變化情況，可方便相關(guān)科學(xué)研究于分析高效的進(jìn)行，因此如今備受相關(guān)專家學(xué)者的重視?，F(xiàn)階段，對(duì)高密度電阻率法的研究已經(jīng)較為成熟，其應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)寬，目前以掌握淺層的地質(zhì)信息為主。但是應(yīng)用該方法之前，需科學(xué)、詳細(xì)劃分地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)，才可以開展探測(cè)，電測(cè)法主要應(yīng)用于勘測(cè)水平方向巖層，對(duì)傾斜角較小的巖層也較適用，但不適用于傾斜角較大或豎向巖層的勘探。如在香格里拉銅鉬礦區(qū)找礦工作中，由于該硫化物礦床激發(fā)極化效應(yīng)十分強(qiáng)，因此應(yīng)用了五極縱軸電測(cè)深法這一技術(shù)，結(jié)合地質(zhì)物理資料推斷出了具有較大規(guī)模的異常體，結(jié)合地質(zhì)資料與電性測(cè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷了該區(qū)域的巖石成分、形成等情況。

2.2 瑞雷波技術(shù)

該技術(shù)是新型的勘查技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中的較好表現(xiàn)使其獲得了普遍的認(rèn)可，該技術(shù)利用瑞雷波穩(wěn)定狀態(tài)或瞬間動(dòng)態(tài)均可進(jìn)行觀測(cè)，穩(wěn)定狀態(tài)需要體積較大的設(shè)備，成本很高，瞬態(tài)瑞雷波技術(shù)相對(duì)而言速度更快、操作簡(jiǎn)單，勘測(cè)的效率較高，分辨率較高。其在各類建設(shè)工程、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)估等工作中均有較好應(yīng)用效果。其信號(hào)來源于垂直作用于地面的沖擊地震波，集中其影響范圍內(nèi)可檢測(cè)的瑞利波信號(hào)，并利用反射波實(shí)現(xiàn)勘測(cè)正演與反演，實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)信息的準(zhǔn)確判斷，該技術(shù)可適用于許多現(xiàn)用的軟件，因此豐富了后期研究工作的操作方式。實(shí)際工程中綜合利用落重震源與瞬態(tài)面波技術(shù)，可幫助技術(shù)人員分析煤礦等工程的資源情況，如測(cè)定深度改變時(shí)其面波速度，對(duì)比實(shí)際鉆孔位置深的巖層情況，來判斷描述鉆孔的情況和巖層走向。

2.3 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)

該技術(shù)通過頻率較高的電磁波開展測(cè)探，利用天線將電波傳送至地下。一般基于強(qiáng)弱不同介質(zhì)對(duì)電磁波的不同反應(yīng)，來判斷地下結(jié)構(gòu)情況。實(shí)際操作時(shí)，需一直傳輸速度、時(shí)程等特點(diǎn)，對(duì)接受到的各類波長(zhǎng)進(jìn)行過濾處理和翻譯，基于反射波的狀況、特征等變量分析和評(píng)價(jià)勘查結(jié)果。該技術(shù)在礦井實(shí)驗(yàn)、礦床地質(zhì)勘查、工程檢測(cè)等工作中逐漸得到應(yīng)用，得到了一致認(rèn)可，具有準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)。如鹽類礦床的勘查工作中，可根據(jù)雷達(dá)圖像的亮度判斷礦產(chǎn)的分布區(qū)和儲(chǔ)量等信息，一般雷達(dá)圖像亮度值高，該區(qū)域含鹽量就高，見圖1，上下兩幅雷達(dá)圖像有明顯區(qū)分，色調(diào)亮白的圖顯示鹽湖干涸，而黑色的圖顯示的是干涸的洪積黃泥地。

圖1 雷達(dá)圖像Fig.1 Radar image

3 地質(zhì)找礦與資源勘查中應(yīng)用物探技術(shù)的策略

3.1 應(yīng)用原則

首先，實(shí)際資源勘查、礦山勘察工作中，應(yīng)從簡(jiǎn)至難的選擇和使用各種物探技術(shù)，從點(diǎn)到線，有線到面的逐步獲得更完善的地質(zhì)信息。測(cè)量過程中，還需要真實(shí)完整記錄和保存測(cè)量數(shù)據(jù)，方便日后相關(guān)工作使用。根據(jù)勘探需要，合理選擇技術(shù)及技術(shù)參數(shù)，以收集完整的地質(zhì)信息，并通過建立地球物理模型，提升資料分析、數(shù)據(jù)處理的能力，為勘探結(jié)論提供全面、可靠的參考。其次，進(jìn)行找礦與地質(zhì)勘察前，要全面的了解所探查區(qū)域的巖層與地質(zhì)特點(diǎn)，因此需要工作人員綜合使用GPS等地勘技術(shù)，獲得相關(guān)的地質(zhì)信息，為物探技術(shù)的選擇和參數(shù)的修改提供依據(jù)，從而提升物探技術(shù)在資源勘察中應(yīng)用效果。

3.2 使用地球物理模型

通過勘探目標(biāo)區(qū)域重力、磁場(chǎng)、電磁及巖層磁性、密度、地震波速等物理資料，工作人員能較好的對(duì)巖層構(gòu)成做出科學(xué)分析，若在此基礎(chǔ)上結(jié)合勘探區(qū)域的地質(zhì)背景等數(shù)據(jù)，可構(gòu)建出相關(guān)區(qū)域的地球物理模型，技術(shù)人員通過該模型可較準(zhǔn)確估算該區(qū)域資源儲(chǔ)藏量，并劃分區(qū)域斷裂帶，從而提升礦山評(píng)價(jià)的客觀性。在云南文山某鋁土礦地球物理勘探中，應(yīng)用了大地電磁法開展探測(cè)，針對(duì)該礦區(qū)沉積型鋁土礦圍巖物理特征進(jìn)行了勘探，表明其呈低阻高極化特征。根據(jù)勘測(cè)數(shù)據(jù)處理和二次反演及可行性實(shí)驗(yàn)找礦模型，對(duì)礦區(qū)深部及外圍的找礦十分重要。

3.3 優(yōu)化技術(shù)準(zhǔn)備

新時(shí)代，我國(guó)對(duì)地質(zhì)找礦與資源勘查工作有了更高的目標(biāo)，研究和應(yīng)用物探技術(shù)，都需要樹立正確合理的思路與方法，才能不斷的改進(jìn)相關(guān)技術(shù)，并提升其應(yīng)用效果。如實(shí)際應(yīng)用物探技術(shù)之前，需要完善準(zhǔn)備工作，首先對(duì)物探技術(shù)進(jìn)行全面的前期考察，更新相關(guān)的設(shè)備，并結(jié)合工程情況開展各項(xiàng)測(cè)試和優(yōu)化，尤其應(yīng)保證功能參數(shù)不存在偏差，其次應(yīng)合理的安排物探人員，合理的組建勘探團(tuán)隊(duì)，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工程條件，不僅需要安排更多的技術(shù)人員、施工人員，還需要制定嚴(yán)格、合理的勘探任務(wù)流程，保證各項(xiàng)工作安全、有序、合理的開展。

4 結(jié) 語

綜上所述，面對(duì)新時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油、煤礦等資源的需求，地質(zhì)找礦與資源勘查工作變得十分重要。因此，需要積極、合理的應(yīng)用各種物探技術(shù)，并遵循合理的應(yīng)用原則，與其他勘探技術(shù)搭配使用，以提升資源地質(zhì)勘探的精確度。