浅谈物化探技术方法分享

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浅谈物化探技术方法


◇ 钱建民




　　科学技术突飞猛进的发展，给矿产勘查带来了更多的物化探技术方法，矿产勘查者有了更多的选择，运用好物化探的技术方法，可以提高矿产勘查的效率，尤其是寻找隐伏矿床，将起到关键的作用。面对各式各样的技术方法，如何运用好它们，将是矿产勘查者需要思考的问题。


一、物探技术方法


物探是利用天然存在或人工建立的地球物理场的变化来解决地质问题。地壳内某些岩石或矿石与其周围岩石之间往往存在某种物理性质的明显差异，例如磁性、密度、导电性、电化学活动性等等，用专门的仪器测量。以岩（矿）石磁性差异为基础的磁法勘探；以岩（矿）石密度差异为基础的重力勘探；以岩（矿）石电性差异为基础的电法勘探；以岩（矿）石放射性差异为基础的放射性勘探；以岩（矿）石弹性差异为基础的地震勘探。


就工作的空间而言，物探方法又可分为在地表进行观测的地面物探；在飞机上进行观测的航空物探，在海洋上进行观测的海洋物探，以及将仪器置于坑道内或钻孔中进行观测的地下物探。


不断发展的物探方法，如瞬变电磁法、大地电磁测深、可控音频大地电磁法、激化极化法、电导成像剖面仪、直流电阻率法和探地雷达广泛的应用，提高了矿产勘查成功率，促进了隐伏矿的发现。


航天科技的发展，遥感地质从简单的图象处理技术进一步到了遥感波谱分析识别研究、高分辨率光谱遥感技术（成像光谱技术、高光谱定量分析技术、高空间分辨率卫星技术）等先进技术。高分辨率光谱遥感技术一些特定的波段已经可以直接反映地表岩石中的矿物成分，可以光谱定量或半定量地直接识别地物和地物的成分。


科学技术的发展，使物探仪器小型化、智能化；全球定位系统（GPS）的应用，可以实时地确定物探测量的三维空间位置，提高了物探工作的效率；现代航空航天技术的发展，使物探工作更加快速、简捷；电法勘探复盖的频率范围越来越宽，直流——交流＜0．01Hz——109Hz，瞬变脉冲场源与谐波场源交互发展。


物探成果主要取决于仪器、方法和解释。


二、化探技术方法


地球化学探矿指所有那些系统的测量某种天然产物的一种或几种化学性质的探矿方法。主要是测定各元素在地球中的相对与绝对含量，研究一定的地质环境下相关元素的分布与迁移、元素的活动性、共生组合规律；天然产物是岩石、土壤、铁帽、冰川碎屑、水系沉积物或水等等。测量的目的是发现与矿产资源有关的地球化学信息。


化探在传统的原生晕（岩石地球化学）、土壤地球化学、水系沉积物测量、水系重砂测量的基础上，发展了原生叠加晕法、构造叠加晕法、包裹体气晕、离子晕及其叠加晕法、热晕法、矿物地球化学法及同位素地球化学方法等；在厚覆盖矿区有汞气测量法（壤中气汞测量、土壤吸附汞测量)、地电化学法(地电提取法、土壤离子电导率)、地气法、综合气体地球化学方法、烃类测量、相态分析、元素活动态测量(水提取相、非晶质铁锰氧化物相、有机络合相、活动态等)、卤素地球化学法(岩石、土壤卤素测量和土壤热释卤素测量)等等新方法、新技术。为了强化找矿信息，瑞典Kristiansson与Malmqvist(1984)首先提出的地气(geogas)方法，美国Clarke等人(1990)提出的酶提取方法、发展了水提取、吸附态提取、有机结合态提取及铁锰氧化物态提取等等，谢学锦院士等以地球气为主的元素迁移多营力接力模型为基础，提出了地球气纳微金属测量法和离子测量系统等深穿头化探方法（2003）。


化探成果主要取决于取样和分析。


三、物化探技术方法使用的原则


物探随着技术含量的提高，仪器成本也增加，也使仪器使用要求更高；另一方面，无论技术方法多先进，都有一定的局限性；再测量的物性信息，是地质体综合反映的结果，解释不是唯一的；在强化找矿信息的同时，显然也弱化了与矿体的直接关系，对寻找异常源增加了新的困难；选择活动性强，穿透力大的元素作为指示元素，矿体的位置也难以确定；一些强化元素异常信息的化探方法，如地球气纳微金属测量法和离子测量系统等深穿透化探方法，对样品的收集和测试都是艰难的挑战。在技术经济条件的限制下，我们不可能、也不需要使用全部的技术方法。


多年矿产勘查实践表明，勘查者首先需要明确的是物化探技术方法是辅助性，目的是提供翔实、可靠的有关勘查目标的参考信息。因此，选择物化探技术方法需要遵循以下几个原则：


（一）为勘查目标服务的原则


矿产勘查的目的是发现和评价在地壳内或地表由地质作用形成具有经济意义的固体自然富集物。不同的地质作用和地质环境，形成了具有不同的地球物理、地球化学特征的地质体，这是物化探技术方法的前提。由于我们勘查的是特定的地质体，它存在于特定的区域，具有一定的地球物理、地球化学特征，所有勘查工作将围绕这个勘查目标展开。因此，物化探方法技术需要遵循为勘查目标服务的原则，根据勘查目标的需要来确定具体的技术方法，才能有效的达到矿产勘查的目标。


（二）合理有效的原则


勘查目标不同，对物化探技术方法有不同的要求，不同的技术方法也有不同的特点，反应的层次也不同，不同的方法一般只能提供某方面的参考信息（如电法勘探，只能提供电性方面的信息，而且许多不同的岩、矿石或地质体有共同的电性特征，也就是说，同样的电性特征，可能是不同的地质体）。对于大面积的矿产资源调查来说，选择航空物探、遥感和水系沉积物测量的技术方法，能快速、有效的达到目的。而勘查深部的隐伏矿，则需要选择地面的物探方法，在重点地段开展相应的物化探工作。例如：化探方面的原生晕法、原生叠加晕法、构造叠加晕法等，如果矿体埋深较大，反映的信息弱，则可能选取偏提取的方法等，甚至是地球气纳微金属测量法的化探方法。物探方面，解决浅部的地质构造问题可以选择，甚低频电磁法、中梯激电装置等等；如果解决更深的问题则要选用瞬变电磁法、大地电磁测深、可控音频大地电磁法、电导成像剖面仪等方法。


不同的仪器和技术方法有不同的优点和局限性，同时也受不同的自然地理条件限制，要根据勘查目标综合分析以上因素，合理有效地选择勘查技术方法。


（三）经济从简的原则


提高工作效率、加快工作进度、降低勘查成本，多快好省寻找急需的矿产资源是矿产的勘查所追求的。跟其它经济活动一样，物化探技术的选择必须综合考虑经济效益的因素。如果物化探方法技术使用成本，超过可以直接取到样品的探矿工程，就不经济了。在能解决问题的前提下，尽可能选择技术简单，设备轻便的技术方法，以达到降低成本，提高经济效益的目的。


四、建议


在矿产勘查的实践中，根据以上原则，从实际出发，选择物化探技术方法。建议：


首先要明确的勘查地质体和勘查工作区，在研究勘查地质体的地球物理、地球化学特征和勘查区成矿地质条件、自然地理条件的基础上，建立勘查地质体的物化探异常模式，进一步概括总结出地球物理地球化学找矿标志，再根据所处的技术经济条件，经济合理的综合选择物化探技术方法。

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zhangnan

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