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探讨地球物理方法在金属矿深部找矿中的应用

2021-11-02李春伟

智能建筑与工程机械 2021年8期
关键词:金属矿矿产资源勘探

摘要:针对藏在地球深部的金属矿产资源进行探测时,使用地球物理法能够发挥有效的预测作用。近几年来,利用地球物理方式进行深部找矿已经取得了一定的成效,随着科学技术水平的不断提升,人们对于地球物理法的重视程度越来越高,理论知识和技术手段都在不断的完善。地质找矿中常用到的地球物理法,包括地震探测法、磁力探测法、重力探测法和激发极化法,这些方式为金属矿的找矿工作带来了新的机遇,而且具有非常广阔的发展前景。因此,在本文中就针对地球物理法进行了简单的介绍,并且探讨了其在金属矿深部找矿中的具体应用,希望能够进一步提升技术靠着矿工作效率,满足人们对于矿产资源开发利用的实际需求。

关键词:地球物理法;金属矿;深部找矿;应用

中图分类号:P618   文献标识码:A    文章编号:2096-6903(2021)08-0000-00

0 引言

随着经济水平的不断增长,矿产领域也得到了迅速的发展,现如今找矿工作不断深入,很多地表的矿产资源都得到了开采和利用,而且有些矿产资源已经逐步走向了衰竭,因此如何开展深部找矿工作已经成为目前工作中的关键内容。随着地球物理探测技术的不断发展,将其应用在深部找矿中具有非常广阔的发展前景,而且对于金属矿找矿工作也有着重大的意义,能够进一步促进矿产行业的稳步发展。

1 地球物理勘探方法概述

所谓的地球物理法,也就是指在物理方法的基础上,对地质问题进行深入的研究和分析,利用技术手段和仪器测量,收集研究区域的物理信息,利用科学有效的技术方式提取找矿中所需要的信息,并充分了解围岩、构造以及岩体的相关特征,包括放射性、密度、电性、磁性等等,结合地质资料对地下的地质构造进行深入的分析,及时了解矿产的实际分布状况。近几年来,随着技术水平的不断发展,地球物理探测技术也得到了极大的提升,已经成为目前金属矿深部找矿中应用广泛的技术手段,不仅能够有效提高探测精度和深度,而且探测方法还具备多元化的特点,其深度能够达到1000-2000米以上,对于一些隐伏的矿床结构能够进行准确的定位预测。因此,在矿产资源开发过程中,地球物理探测法已经成为最为关键的技术手段,也获得了人们的高度关注。

2 金属矿深部找矿中存在难题

金属矿产具有非常高的利用价值,对于我国国民经济的增长具有非常重要的意义。近几年来,随着经济水平的不断增长,人们的生活水平也得到了极大的提升,社会发展过程中,对于金属矿产资源的需求量也在不断的增加。在这样的情况下,也促进了金属矿产开采行业的进一步发展,一些浅层的金属资源已经逐渐枯竭,深层金属资源的开发利用已经成为目前工作中的主要内容。但是,对于深层金属资源来说,找矿难度非常大,而且经常会受到各种因素的影响,由于矿产资源形成的时间非常长,还需要在特定而且复杂的地质条件下才能够形成深藏于某些区域,分布也相对分散,这些问题都进一步加大了金属矿找矿的难度。所以,为了能够更好的获得这些深层的矿产资源,在实际开发过程中就应该充分了解地质构造以及地质条件进行找矿工作,但是进行金属矿产资源开发过程中,很容易受到地质构造因素的破坏,在这样的情况下也会引发地质灾害的出现,对人们的生命财产安全产生了极大的威胁。由于金属矿产资源勘测的难度非常大,而且具有很强的复杂性,所以需要充分利用先进的勘测技术进行全面的研究和分析,实际开采过程中,一般都重视个案性、实例性,然而在实际开采过程中,实践性明显不足,很难对深部掌控工作进行专业化的指导,导致金属矿深部找矿工作面临极大的問题,也需要进一步加大找矿技术的研究力度,通过不断的学习和培训,进一步提高深部找矿技术的研究力度,切实提高找矿效果,促进金属矿产资源的进一步开发利用。

3深部找矿中地球物理方法的应用

3.1 激发极化法的应用

目前金属矿深部找矿工作中激发极化法应用的最为广泛,随着科学技术水平的不断提升,激发极化法相关的理论基础和基础手段也在不断的完善,其中最为关键的就是激电效应,利用激电效应可以充分了解到当地的地质状况进行有效的观察研究,充分了解探测区域的地质情况以后,可以使用一次电导线和供电电极AB在中间梯度上进行铺设,然后利用激发极化法进行扫描,使用这样的方式能够有效完成大面积的测量工作,更好的解释各种形状、产状,还能够直观的观察到极化的异常状态。但是,实际过程中需要保证AB极的良好接地效果,视情况而定,采用多根电极或地埋铝板,并注满盐水,接地电阻尽量保证在1K欧姆以下。通常情况下AB两极的距离为1000-2000米,另外还应该保证两级的供电量,最大限度的勘查到底层的深处。在勘查过程中,还需要加强测量极MN的高电位,实际的MN两极的距离视二次场信号和工作便利而定,一般符合1/6AB<mn<1/3AB的情况下尽量保证二次场强信号和工作便利,同时尽量减少极化电位差,MN需要使用不极化电极;还要能够有效防止电磁耦合的干扰,供电线需要放置在离测线20米以上的区域。使用激发极化法能够针对各层深度、厚度以及电参数进行有效的勘测,结合当地的实际状况及时了解激电异常的延伸和埋藏状况,对于异常点还可以使用激发极化法进行四极测探。

3.2 重力勘探法

在金属矿深部找矿工作过程中,对于矿体表面重力进行异常分析时,重力勘探法发挥了非常关键的作用,还能够针对矿床的构造特点进行合理的解释,在深部金属隐伏找矿过程中具有十分重要的意义。利用重力勘探法,能够针对地下700到2000米的深度进行有效的探测,而且还能够准确获得金属矿的相关信息,切实提高找矿的效率和找矿质量。另外,对于金属矿密度探测过程中,重力勘探法也具有非常重要的作用。但是,在实际应用过程中使用这样的方式进行勘探,也具有一定的局限性,特别是处于深山地带的金属矿,由于地形切割剧烈,在地形校正时很容易产生畸变,产生局部点状异常,很容易出现高差成像方面的误差。面对这样的情况,可以使用重力探测法和其他探测方法进行有效的结合,这样就能够提升勘探工作的效率,否则将会对金属矿找矿工作的开展产生误导性影响。

3.3 地震勘探法

在金属矿深部找矿工作过程中,地震探测法由于起步时间相对较晚,因此在实际应用中工作经验相对较少,理论方面还不够成熟,在未来,发展空间非常的广阔。但是,在金属矿找矿过程中,使用地震勘探法能够对深度进行有效的探测,对金属矿找矿工作起到了有效的指导作用,而且在这方面的应用优势也是其他探测方式无法达到的。对于一些大型甚至超大型的金属矿找矿工作中,利用地震探测法,能够通过地震波为找矿工作提供有效的支持,使用这样的方式,目前可以针对两千米的探测深度进行探测,而且还能够对成矿区域深部的地质情况进行探测,准确地预测隐伏金属矿的实际位置,尽量减少矿产开采过程中产生的地质结构破坏。通过这些特点也不难发现,地震探测法具有非常广阔的发展前景。现如今,随着科学技术的不断发展地震探测法必将获得巨大的发展前景,未来在金属矿深部找矿,工作过程中也必将发挥其关键价值。

3.4 磁力勘探法

与地震探测法相比,磁力探测法就具有非常久远的应用历史,而且技术相对比较成熟,应用范围也非常广泛。在实际探测过程中,使用磁力探测法,其主要原理就是利用金属资源在磁力场上表現出的巨大差异性,通过磁力场探测地层深部的矿产资源,了解矿产资源的产状以及形态。在金属矿找矿过程中,磁力探测法具有非常重要的意义,使用这样的探测方式就其指示精准的特点,能够更好的研究地质结构状态,在地质填图方面具有良好的优势。而且利用磁力探测法也能够更加精准的找到深部金属矿的实际位置,起到准确定位的作用,能够更好地指导相关工作人员进行深部金属矿的找矿工作,切实提高找矿效率。

3.5地球化学测量找矿

矿体形成过程中,围岩也会受到影响,岩石中会形成局部地球化学原生异常,即原生晕。受到不同方面的影响后,原生晕和矿体可能会被破坏,但破坏后也会形成次生晕,所以当发现次生晕或原生晕时,就会发现矿体。但次生晕和原生晕所在的区域不一定是矿体所在的区域,因为经过长期的变化,次生晕或原生晕已经远离矿区,甚至超过1000米,所以可以用这种方法进行深部找矿。因此,这种方法的主要步骤是收集土壤样本和岩石。将分析以下两种勘探方法。(1)构造叠加晕找矿。这种找矿方法用了20年时间完成,取得了很大进展。它也获得了科学进步的特征。在矿物形成过程中,会产生矿体晕,矿体晕因为会按照一定的规律分布,所以具有一定的形状。构造叠加晕找矿方法是对矿体进行分析,通过叠加晕形成原生叠加晕模型,从而进行找矿预测。(2)构造地球化学找矿。在岩石地球化学调查的基础上,开展了构造地球化学找矿。两者的区别在于采样介质。岩石地球化学测量采用的介质是岩性界面,而构造地球化学勘探以褶皱构造核及其两翼为介质。通过分析矿物元素,研究其空间分布和含量,进而分析成矿元素的演化规律和分散度,进而看断层中是否存在与矿石有关的地球化学异常。当发现异常时,需要对其进行圈定,然后。这种找矿方法主要适用于已知矿山深部和外围地区的隐伏矿。

4地球物理法发展展望

4.1 仪器设备

现如今科学技术发展的速度越来越快,在短短的几十年内,地球物理探测法也得到了不断的推广和完善,在金属矿深部找矿中也得到了广泛应用,并且取得了一定的成就。但是,由于地质条件的因素也促使地球物理探测法不断的创新,特别是一些地形比较复杂,起伏较大的地区,金属矿的找矿工作面临着较大的难度,促使地球物理方法中使用到的仪器逐渐向着轻便化、高精度、多功能、数字化、系列化和智能化的方向不断发展。

地球物理仪器的种类繁多,目前尚没有一种统一的分类方法,通常可以按应用领域来划分。随着科技的进步和发展,我国在重大科研装备研制领域取得了创新性的重大突破,开展的地球物理仪器研制工作中,突破了稳定性高,采样精度高,发射功率大,抗噪能力强等一系列关键技术,并实现了部分设备的国产化,实现了批量生产,达到了国际领先水平,对我国的资源勘查工作具有巨大的推动作用。

4.2数据处理

二十世纪五、六十年代,我国的地球物理勘探数据处理刚刚起步,主要以人工手动记录和整理为主,数据处理也仅限于数据整理。处理方法以模拟回放为主。六十年代中后期,计算机的问世,引来了地球物理勘探数据的进一步发展,逐渐转为数字处理,结合计算机进行人机交互处理,并随即形成了专业的技术部门或者数据处理中心。计算机的进一步发展在软件方面,进一步的满足了物探数据数量大、重复运算次数多和记录道数不断增加的特点,逐渐向数字化、自动化、智能化转变。

随着近年来计算机技术突飞猛进的发展,在物探仪器和软件方面的广泛应用,进一步压制干扰,提高分辨能力,提取更多的有用信息,数据处理方法也得到了长足的发展。数据预处理、叠加、偏移、滤波、校正计算、正演、反演等方法相继得以实现,各种地球物理勘探理论均得到了科学的验证。提高各类地质问题的地球物理解释、推断效果,并不断提高地球物理数据处理的工作效率和图像处理技术,成为未来地球物理勘探技术发展的新方向,进而更好地指导找矿工作。

5结语

深部金属矿找矿工作过程中,地球物理法应用得越来越广泛,也发挥了非常关键的作用。所以,进行金属矿深部找矿时,相关工作人员一定要充分认识地球物理法的应用优势,明确在金属矿找矿工作中的重要意义,加强培训学习力度,掌握更多的操作方式,结合目前基础矿找矿工作中遇到的难题,充分发挥地球物理法的应用价值,切实提高金属矿深部找矿工作效率和质量,促进金属矿找矿工作的进一步发展。

参考文献:

[1] 杨海磊.地球物理方法在金属矿深部找矿中的应用及展望[J].世界有色金属,2020(4):207+209.

[2] 张华青.地球物理勘查方法在铜镍矿床深部找矿中的应用[J].智能城市,2020,6(1):48-49.

[3] 林增民.地球物理找矿方法在胶东招平金矿带厚覆盖区深部找矿中的应用[J].世界有色金属,2019(15):53+56.

[4] 張建民,高秀鹤,曾昭发.深部有色金属矿床地球物理探测新进展[J].黄金,2019,40(1):4-12.

[5] 罗华华.对地球物理方法在金属矿深部找矿中的应用及展望的研究[J].中国战略新兴产业,2018(44):109-110.

收稿日期:2021-07-02

作者简介:李春伟(1986—),男,甘肃高台人,本科,工程师,研究方向:地球物理勘查技术。

Discussion on the Application of Geophysical Methods in Deep Prospecting of Metal Mines

LI Chunwei

(Geophysical Prospecting Team, Nonferrous Geological Exploration Bureau of Xinjiang Uygur Autonomous Region, UrumqiXinjiang 830011)

Abstract: The use of geophysical methods can play an effective role in predicting metal mineral resources hidden in the deep part of the earth. In recent years, the use of geophysical methods for deep ore prospecting has achieved certain results. With the continuous improvement of the level of science and technology, people are paying more and more attention to geophysical methods, and the theoretical knowledge and technical means are constantly increasing. Perfect. The geophysical methods commonly used in geological prospecting include seismic exploration, magnetic exploration, gravity exploration and induced polarization. These methods have brought new opportunities for the prospecting of metal mines, and they have very broad prospects. Development prospects. Therefore, this article briefly introduces the geophysical method, and discusses its specific application in the deep prospecting of metal mines. It is hoped that the technology can further improve the efficiency of mine work and meet people's requirements for the development and utilization of mineral resources. Actual demand.

Keywords: Geophysical method; metal ore; deep prospecting; application

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