盧 騰，郝樂輝

（1.江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六一大隊，江西 鷹潭 335000；2.江西省能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330103）

礦產(chǎn)資源在我國現(xiàn)代化建設中發(fā)揮著不可或缺的作用，但隨著開采力度不斷加大，部分地區(qū)的地表礦和淺礦層的產(chǎn)量已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟發(fā)展需要。關于放射性物探方法的研究，國外主要集中在地表勘探以及采空區(qū)勘探層面。國內(nèi)的放射性物探研究，主要是由科研院校和研究院等單位率先開展，利用放射性物探方法的先進技術，模擬開采場景，研究放射性物探方法在深部找礦應用中的效果。

文獻[1]詳細介紹了鄂爾多斯盆地的水文地質(zhì)條件，以富縣作為研究對象，應用多種物探方法進行了綜合研究[1]。文獻[2]通過高精度的測磁以及激電測量工作，描述了內(nèi)蒙古扎賚特旗神山的礦產(chǎn)資源的分布情況[2]。放射性物探方法具有比其他物探方法更環(huán)保的特征點，近年來被礦產(chǎn)開采領域廣泛應用。研究資料顯示，目前學術界關于放射性物探方法的應用效果分析的文獻并不是十分豐富，需要進一步深入研究。

1 礦山深部找礦工作研究現(xiàn)狀

地質(zhì)找礦作為礦產(chǎn)開采的重要環(huán)節(jié)，是在礦山深部開展找礦工作的常見技術手段。礦山深部的找礦工作，需要在現(xiàn)有的在找礦數(shù)據(jù)以及找礦經(jīng)驗的基礎上，結(jié)合先進的技術手段進行合理的成礦預測。依據(jù)礦產(chǎn)資源的開采狀況，將研究區(qū)劃分為高、低兩種程度的找礦勘查區(qū)域。由于地質(zhì)條件等多種因素影響，礦山深部地區(qū)的空間結(jié)構(gòu)與地表淺層的裸露程度等信息都比較難以獲取[3]。為了解決相應的技術難題，國內(nèi)學者參考了國外的研究資料，并且結(jié)合我國的總體地質(zhì)特征，礦山深部的找礦工作已經(jīng)取得了較大進展。但是部分地理條件較為惡劣的地區(qū)，還不能完全應用現(xiàn)有的物探方法，必須在整體基礎上，繼續(xù)開展相關研究。

2 礦山深部找礦工作中放射性物探方法的應用效果分析

2.1 探測精度效果分析

放射性物探方法在礦山深部找礦工作中，具有較高的探測精度，通過檢測礦體內(nèi)物質(zhì)的放射線元素的成分變化，尋找礦山深部的礦產(chǎn)資源。對探測異常的部分，提取被動源元素特征，同時，感應外來的低頻以及高頻電磁場，利用放射性物探方法的作用原理，在原有的基礎上，延伸探測的深度。在礦山深部設定放射物質(zhì)的感應裝置，將大地介質(zhì)中的放射物質(zhì)完全釋放，以便排除其他放射元素的干擾[4]。根據(jù)礦體中不同放射元素的化學特征，劃分地層結(jié)構(gòu)的不同深度層。先獲取地表結(jié)構(gòu)中不同地層的放射磁場信息，再收集礦山深部地層的放射磁場信息，根據(jù)測量到的信息計算礦山深部地區(qū)的探測距離。結(jié)合探測儀器和設備，按順序開展數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理以及物探技術應用的步驟。在應用放射性物探方法的過程中，為了保證放射性物質(zhì)能夠被準確獲取，需要根據(jù)探測任務進行實時監(jiān)測記錄，以米為單位，不斷延伸探測深度，并盡量將探測位置選擇在視野開闊的地方。放射性物探方法自身具有不受高層信號屏蔽、裝備便捷以及信息豐富的特點，能夠利用天然放射性能量，減少電力設備的使用，能夠在實際應用中減少電能消耗。將礦山深部的探測信號設定在合適的頻率區(qū)間內(nèi)，就能在很大程度上保證工作人員能夠有效接收到礦體內(nèi)的放射性物質(zhì)。當探測信號穿過氣體中的阻帶層時，同樣能夠有效探測工作的精度。

2.2 探測密度效果分析

通常情況下，礦山深部的物探工作與礦體內(nèi)放射性物質(zhì)的排列密度會影響探測效果，因此需要結(jié)合放射性物探方法進行實地勘探。探測密度不僅包括礦體內(nèi)部的密度，還包括礦體周圍的土壤密度，因此在研究過程中缺一不可。礦山深部的地表場源，表現(xiàn)為光線垂直入射到礦體內(nèi)部，與礦體內(nèi)的物質(zhì)產(chǎn)生化學反應后，會出現(xiàn)水平極電磁波不穩(wěn)定的現(xiàn)象，為采數(shù)據(jù)處理工作節(jié)約了一部分時間。但是礦山深部的場源天然的程度較高，導致信號傳輸較為不穩(wěn)定，需要利用物探方法的信號解析功能進行處理，然后得出完整的探測信息。據(jù)資料顯示，礦山深部的原生地層狀態(tài)會受時間影響，在不同時期呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)特征，具體分為縱向變化與橫向變化，但無論是哪種變化狀態(tài)都會影響礦體物質(zhì)的排布密度。因此，利用放射性物探方法，獲取礦山深部的地層結(jié)構(gòu)變化特征，并不斷加強探測密度。放射性物探方法的作用基礎，就是礦體內(nèi)物質(zhì)與周圍的空氣介質(zhì)之間產(chǎn)生的化探異常信號頻波，將信號頻波固定在同一個信道上，進一步對礦體深部展開探測。由于礦井深部的施工條件較差，為了避免出現(xiàn)施工安全事故，需要在施工前對礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行預測和識別，而放射性物探方法具有較高的探測密度，能在探測過程中提供礦山深部的地質(zhì)體信息，保證探測工作的密度符合施工標準。

2.3 探測速度效果分析

在礦山深部找礦工作中，應用放射性物探方法能夠有效提升探測速度，直接減少人力、財力和時間的投入。在探測過程中，不同類型的礦體，其磁場強度也不同，是影響探測速度的原因之一。將放射性物探方法作為研究不同礦體類型和地質(zhì)體的技術支撐。此外，礦物含量不均也會影響探測速度，需要在施工前對礦山深部的周圍地表和礦層展開詳細調(diào)查。通過測繪礦體內(nèi)物質(zhì)的異常曲線，得出具體數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)等值線特征，研究礦體的分布規(guī)律。根據(jù)礦體深部的地勢走向與構(gòu)造邊緣的斷裂程度，判斷放射性物探方法的應用范圍。通常情況下，礦體深部的零直線與等值線之間會存在一定差距，而這種差距極可能存在正向和負向的化探異常，在橫向異化的條件下，化探異常的形態(tài)與礦體的接觸帶位置，體現(xiàn)出了礦體內(nèi)的可能成礦位置。利用不同礦物質(zhì)的元素差異，向礦山深部的地下層傳輸定量的放射物質(zhì)，將電影膠片作為探測的基片，利用化學方法進行埋杯工作，并對采集到的樣品進行生物提取。根據(jù)監(jiān)測額結(jié)果，結(jié)合放射性物探方法，進行精細化處理，與傳統(tǒng)探測方法相比，節(jié)省了多個探測步驟，而最終得到的結(jié)果具有較高的準確性。在勘探階段節(jié)省的時間，能夠為后續(xù)礦體開采工作提供更多的空間，并且獲得更加可靠的探測結(jié)果。初期的物質(zhì)感應范圍通常是局限在礦體的地表周圍，當頻域里高頻成分分布較廣的時候，會縮小物質(zhì)感應范圍，結(jié)合放射性物探方法，能夠快速獲取擴散中期的礦體物質(zhì)成分。

2.4 探測深度效果分析

由于探測對象是礦山深部，所以設探測設備的測量方式需要集合張量、標量和矢量三種測量方式。放射性物探方法，通常是應用在一維介質(zhì)層和二維的地質(zhì)目標體之間，在地質(zhì)條件較為復雜時，也能夠利用場源釋放的特定信號，準確獲取礦山深部的物質(zhì)信息。當探測深度較淺時，通用型設備就能應用在找礦工作中，而當探測位置位于礦體中部時，就需要在探測前詳細獲取數(shù)據(jù)信息，探測位置越深，需要結(jié)合的物探技術就要具備更好的使用性能。礦山深部的探測收發(fā)距離，受探測設備的精確度以及技術條件限制，利用放射性物探方法，結(jié)合定距變頻手段，選擇近區(qū)測量或者遠區(qū)測量的方式，布置探測工作。同時，利用放射性物探方法合理布置探測設備和回線裝置，根據(jù)實際的施工情況，投入使用GPS定位設備，定位探測深度，具體如下圖所示。

根據(jù)圖1 可知，在整體的礦山深部條件下，回線裝置的地點與地勢走向有關。當?shù)V山深部的土層厚度和礦體發(fā)育程度都較為發(fā)達時，探測設備的精度也需要調(diào)整對應的數(shù)值，并根據(jù)礦體周圍的巖層結(jié)構(gòu)進行科學探測。根據(jù)礦山深部的礦體排列布局，進行簡單地延拓處理，主要目的是抑制來自周圍的局部干擾，結(jié)合放射性物探方法，獲取礦體深部的異常情況。在礦山深部，礦體的地質(zhì)體積是影響探測深度的主要原因，一旦礦體的體積過大，需要先對礦體的體積進行測算，并根據(jù)地質(zhì)體的埋深調(diào)整探測深度范圍。

圖1 回線裝置圖

3 結(jié)語

本文通過四個角度詳細分析了放射性物探方法在礦山深部找礦工作中的應用效果，為礦山探測工作提供了新的思路。同時，豐富了學術界關于礦山深部找礦工作的研究內(nèi)容，在一定程度上拓寬了放射性物探方法的應用范圍。由于研究條件有限，文章對礦體表層的應用技術研究得還不夠透徹，未來將不斷完善。