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深部金属矿勘查中常用物探方法与展望

2021-11-30键,姚强,贺

世界有色金属 2021年21期
关键词:金属矿物化物探

李 键,姚 强,贺 真

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局八〇七队,江苏 南京 210041;2.江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队,江苏 镇江 212005)

大量先进的物探技术应用于深部金属矿勘查,对促进地质矿产勘查发展,提高勘查工作质量和效率起到了一定作用。目前的勘探工作采用的先进技术,与传统技术相比具有明显的优势[1]。先进技术的应用对深部金属矿勘查的要求具有良好的适应性。

1 中国金属矿的找矿问题

1.1 找矿技术问题

我国地质矿产的开采工作,需要对矿产资源所在的地理环境进行勘查,勘察的内容要具体和全面,而且保证勘察技术具备较高的精准度,得到精准的数据,以此数据选择开采技术以及设计方案。要保证地质矿产的勘查质量,提高勘察效率并获得高精准度的结果,需要对地质勘查工作进一步强化。

在这个过程中,建立矿井生产的时候,不同程度地影响地质构造,造成地层缺乏稳定性,因此,需要具有针对性地制定保障措施。经过深入研究勘察技术并在实践中验证,其中三维地震勘测技术具有很高的分辨率,在地址矿产勘察中,其被作为核心技术,但是,在应用该技术的时候,其受到断层落差高度的影响,采集的数据存在一定偏差。如果落差不足5米的时候,会降低精度;如果当落差不足3米,所获得的勘测结果的精准度较低。相比较而言,在应用其他各种井下地质探测技术的时候,均会受到各种影响因素的影响,很难达到实际要求的精准度,因此,需要保证定位探测的精准性。经过实践研究并予以总结,发现各种勘测仪器设备具备的性能以及结构均存在缺陷。

1.2 找矿工作问题

我国矿产资源的需求量逐年增加,但是,在地质领域中的投入受到诸多因素的影响,在市场资源配置上,依然采用传统的模式,实际需求就很难满足,并且矿业权缺乏调控力度,虽然将地质找矿机制建立起来,但是没有根据实际需要进行调整和完善,导致该机制缺乏科学有效性,这样就会出现地质工作市场主体缺位的问题,行业秩序受到影响,地质勘查及找矿领域无法得到社会资金的支持,在行业发展的进程中,缺乏资金保障,产量已经无法满足社会需要,因此,需要加快改革地质找矿工作,从而弥补找矿工作的不足之处,并且及时降低风险。

地质找矿行业没有坚实的基础,缺乏专业的地质技术人才,且企业存在较高的人员流失率,导致在地质勘查工作过程中,无法获得准确可靠的地质资料,并且之各方面投入不足,进而增加了找矿工作的难度。由于基础地质资料不够完整,不能很好地发挥其保证作用。同时,一些工作人员在工作中缺乏积极意识,未充分发挥其价值以及潜在能力,导致行业发展受到制约,地勘行业的各项工作受到影响,不能实现健康、持续发展。

2 深部金属矿勘查中采用的物化探技术

2.1 物化探技术概述

在进行深部找矿的时候,需要解决的重点问题是明确矿区成矿的规律,通常而言,通过分析矿区的成矿演化情况,可以确定矿床深度信息。

在掌握整个区域范围的成矿系统后,达到初步认识矿床的形成情况,可以确保后续工作顺利开展。通常而言,采用的物化探技术主要分为两种方式:一种方式是通过物探技术进行深部找矿。所谓的“物探技术”,是地球物理勘探,主要是勘探磁效应和重力,在金属矿床的实际找矿工作中能够获得良好的效果。需要注意的是,在利用这项技术之前,需要掌握地层、矿石等基本情况,掌握相关参数;另一种方式,发挥化探技术的先进作用进行深部找矿,所谓的“化探技术”,是地球化学勘查,各种类型的矿床勘查工作均采用这种方法。由于当前已经基本开发完成地表下浅层矿床以及露头矿,因此,需要深层找矿,特别是勘察隐伏矿体以及找矿的时候,要深入研究隐伏矿体的存在形式以及迁移机制,对深层找矿工作的顺利展开起到一定的促进作用。

2.2 物化探技术

2.2.1 重力法物化探技术

重力法物化探技术除了用于密度大的矿产资源寻找之外,可以用于寻找的超基性岩伴生矿产资源以及高密度基岩。具体的应用中需要查明断层,明确基岩的起伏情况以及隐伏的岩体等,并做好详细记录,进而根据该情况,配合其它的物探方法,实现勘察。进入到二十世纪90年代,中国的油气勘探领域提出有关技术的新概念,即高精度重力勘探,而且该技术在勘探工作被大量应用。现在应用的重力仪观测精度较高,读数的分辨率可以达到每平方秒0.001×10-5m,如果进行重复观测,精度不会超过每平方秒0.005×10-5m。

2.2.2 磁法物化探技术

在物探方法中,磁法的理论上是比较完备的,而且能够获得良好的找矿效果。有很多的金属矿与基性超基性岩密切相关,当岩浆活动的时候,会伴随有热液活动,金属矿与其具有密切相关性[2]。

包括控矿构造、地层、矿床和有关的蚀变岩石都是磁测的时候需要具备的条件,也是保证磁法技术合理应用的关键。在高精度磁测的时候,其不仅具有非常广的应用范围,而且工作精度达到5nT和分辨率达到0.1nT,该原因是可以通过绝对测量获得地磁场的总量异常(△T)情况。中国的航遥中心将新一代的磁测设备研制出来,即航空氦光泵磁力仪(HC-2000型),其具有非常高的灵敏度,能够达到0.0025nT,与二十世纪50年代所使用的进口仪器相比较,灵敏度是非常高的,已经达到了上万倍。将这种仪器用于地质调查中,在深部找矿的过程中能够很好地发挥作用,且效果良好。

井中三分量磁测技术的探测效果良好,但是并没有大范围推广,如果强磁性矿床距离钻井非常远,应用该技术可以获得良好的效果。

2.2.3 电法物化探技术

从二十世纪80年代以来,进行金属矿勘查的过程中主要采用瞬变电磁法、激发极化法和可控源音频大地电磁法等,这些方法在找矿工作中取得了一定的成果。随着找矿工作的不断增加深度,这些物探技术依然能够发挥较大的作用。其中瞬变电磁法是在电磁感应法的基础上转变而来,其在寻找深部隐伏矿方面,具备较大的优势。瞬变电磁法在大地电磁测深中是比较常用的,其分辨能力和生产效率高,而且抗干扰能力更强,在面积性区域普查以及详查的过程中采用这种方法能够获得良好的效果。

3 物探技术的展望

从中国金属矿的分布情况来看,有关物探技术的未来发展需要重点关注以下三个方面:

其一,重视瞬变电磁测量法,重点探究该技术在应用领域的发展情况。高温超导技术在地球物理探测中地应用,获得了一定的成效,使得单分量高温超导磁强计更加实用,同时,研制成功高温超导三分量磁强计,其不仅可以手动操作,而且可以实现全自动控制,操作简单易懂,并且够实了高精度测量。

其二,重视地下物探的发展情况,通过应用100瓦的大功率无线电波法地面发射极,使地-井方式无线电波很好地发挥作用[3]。

其三,在电磁探测技术的发展中,大深度高分辨率是也是未来的发展方向。技术在发展和应用中不断地积累经验,以此实现多频等幅同步供电。还有一些关键的技术,可以实现密集频点供电、实现高精度混合同步和实施大功率励磁稳流供电,各项技术均得到改善,从而满足深部找矿的发展要求。

4 结语

通过上面的研究可知,在新形势下,我国的快速发展和社会能源需求呈现出快速增长的趋势,因此,需要技术改革和必要的资金支持,以此满足需求。虽然,我国地勘行业的资金投入严重短缺,但是这并不意味着我国不重视地勘行业,而是注重地质科技,实现了供给侧改革。地质矿产勘查工作具有长期性和可持续性,为了保障行业的可持续发展,需要持续关注勘察技术的发展情况。在具体工作中,深部金属矿勘查需要采用物探方法,结合矿井所在区域的实际情况,合理选用物探方法,比如重力法物化探技术、磁法物化探技术和电法物化探技术等。同时,加大技术装备制造的资金投入,重视配套设施地建设,做好新技术的宣传推广工作,提高行业的整体技术水平。

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