廉春姬

【摘 要】随着我国经济建设对资源需求量迅速增加，矿产资源保障能力与资源需求的矛盾日益突出，这就为地质找矿工作提出了更高的要求。物探技术作为极具深部找矿潜力的技术手段，在深部金属矿勘查中将发挥越来越重要的作用。本文结合具体工程实例详细阐述了地球物理方法在金属矿深部找矿中的应用。

【关键词】地球物理；金属矿；深部找矿；地震；电法

一、我国在深部找矿中存在的局限

深部找矿并不是勘探深度的简单增加.随着找矿目标体埋藏深度的不断变深，地下地质环境、构造复杂程度都要根据间接资料进行预测，传统的地质方法在深部找矿方面已经失去直接进行勘查的能力。

此外，深部找矿问题是探索性很强的实践问题，具体矿区的深部找矿具有很强的实例性、个案性，必须紧密结合找矿实践，不断修正对成矿特征的认识，才可能获得良好的找矿效果。

第三，深部找矿问题又具有高度的综合性，是多学科的高度综合，其中包括地质、矿产、勘查技术等相关学科的全部内容，必须实现多专业知识的有机结合，地质、物探、化探技术应用相结合，最后进行钻探验证。

二、金属矿深部找矿常用物探技术

（一）地震层析成像（CT）

地震层析成像（ComputerizedTomography，简称CT）起源于20世纪30年代，80年代以后才将其应用于金属矿的地球物理勘查工作中。其原理是用医学X射线CT的理论，借助地震波数据来反演地下结构的物性属性，并逐层剖析绘制其图像的技术。其主要目的是确定地球内部的精细结构和局部不均匀性。技术理论成熟、分辨率高、探测深度大，尤其在深部探测方面具有明显的优势。因此，主要应用于能源矿产的勘探以及地球内部物理结构及地球动力学研究。

（二）大地电磁测深（MT）

大地电磁测深（Magneto2telluricsounding，简称MT）是以天然交变电磁场为场源的被动场源电磁测深法。它是通过被动场源引起在地表观测到的电、磁场强度的变化来研究地下岩（矿）石电性及分布特征的一种方法。具有探测深度大（可探测至上地幔）、不受高阻层屏蔽、分辨能力强（尤其是对良导介质）、工作成本低（相对于地震勘探）和野外装备轻便等特点。就金属矿床而言，矿体与围岩、蚀变围岩与未蚀变岩石之间，一般均存在较大的电性差异，矿体中金属硫化物的富集会使其电阻率明显降低，而控矿脆性断裂、韧性剪切带、蚀变破碎带的出现，均可导致矿体与周围岩层（体）间明显的电性差异。这使大地电磁测深方法成为解决此类问题的有效手段。

（三）瞬变电磁法（TEM）

瞬变电磁法（TransientElectromagneticMethods，简称TEM）是电磁测深法的一种，但它是有别于大地电磁测深（MT法）以脉冲电流讯号为场源的主动场源时间域电磁勘探技术。TEM以电磁感应理论为基础，通过研究探测目标物感生出的涡流场在其周围空间形成的二次电磁场随时间变化的相应特征，推测目标物的空间形态，从而达到探测目的。基于此，TEM对于寻找高导电性的较大矿体的效能突出。另外，TEM还具有探测深度较大、受地形影响较小、施工环境宽松、作业方便等优点。这使得该方法在一些地理景观复杂的矿区得到了广泛的应用，找矿效果明显。

三、地球物理方法在金属矿深部找矿中的具体应用及效果

（一）TEM在贵州银厂坡银铅锌矿床深部找矿中的应用

银厂坡浅部为一中型独立银矿床，鉴于其浅表氧化矿体开采殆尽，在2000年大调查及民营资金支持下，对银厂坡中深部原生矿体进行定位定量综合找矿预测。由于区内铅锌矿石ρs<100Ω·m，ηs>30%，其余各种岩石ρs都比硫化铅锌矿石高出十倍以上，具有较好的电性前提，因此选用了对探测低阻体较灵敏的瞬变电磁法（TEM）。

（二）TEM、IP在云南勐兴铅锌矿深部找矿中的应用

云南勐兴铅锌矿经大规模开采后，由于矿石品位低、埋深大、上覆低阻层覆盖等不利因素，其它方法难以奏效，矿山面临资源枯竭。该区硫化铅锌矿与围岩具有明显的电性差异，加上条带状、块状、脉状矿石构造，使硫化物连通，形成良好的低电阻层，具备使用TEM、IP方法找矿的物性前提。只要有硫化矿体局部富集，就会引起TEM及IP异常。先布置TEM剖面，在TEM异常地段开展IP方法测量，反复印证。在得到多个物探组合异常后，设计验证钻孔二十八个，十三个见矿，获得相当于原保有储量三倍的新储量，实现了找矿效果重大突破。

（三）磁法、CSAMT、SIP、井中物探在安徽铜山铜矿深部找矿中的应用

铜山铜矿始建于1959年，主产铜精矿。在2000年后矿山面临资源日益枯竭的窘地，2003年矿山转入残矿回收。铜山铜矿原勘查最大深度不超过-500 m。在2005年列入第一批全国危机矿山找矿项目后，对以往矿区资料重新研究，形成新的找矿思路。在高精度磁测基础上，利用频谱激电（SIP），对前山南矿区已知矿和预测矿体深部进行了探测和定位，再利用井中物探追踪，发现了新的矿体。在南泉鲍地区，通过磁测圈定四个磁异常，与岩体对应较好。

四、金属矿深部找矿地球物理方法的发展趋势

（一）地震勘探方面

在地震勘探中，震源是产生地震信号的源头，是地震勘查技术的重要组成部分。震源所产生的信号质量将直接影响到地震勘查的效果。可控震源是一种地震勘探信号激发设备，在地震勘探中具有施工成本低、安全环保、施工组织灵活等优点。因此，可控震源作业将成为高密度地震勘探的首选。为了配合金属矿区地形复杂、山地起伏和车辆难到达等特点，体积小、重量轻、便携式的电磁驱动的高频可控震源在金属矿勘探中是一项非常有实用前景的发展目标。

（二）数据采集方面

在数据采集方面，主要发展的是高灵敏度、大容量、大功率、多功能、多取样的采样（包括记录与储存）自动化技术。在野外施工时，大线的搬运与布设就要消耗掉大量的人力和财力，因此，大线的取缔将会给金属矿区野外施工工作带来极大的方便，大大提高工作效率。可以尝试借鉴天然地震采集站的机制，研制复杂山地无缆三分量检波器，将采集到的信号保存在检波器内的存储设备中，取消大线传输信号到中心站的过程。

（三）数据处理方面

数据处理方面，主要是应用计算机技术、信息数字化、成像（包括三维）和模拟等技术，使数据处理、资料解释以及视图方式实现图形可视化及自动化。山区重力资料曲化平、小波分析及高阶统计量等现代信号处理方法，重磁、重震、电震的联合反演与交互反演、三维可视化反演、BP人工神经网络方法等在综合地球物理处理解释中也将得到更广泛的应用。

五、结语

综上，在金属矿勘探中，地球物理技术正向着轻便化、快速化、定量化、系统化、准确化、智能化的方向发展，同时高分辨率、高精度、多学科、多方位技术的集成应用将成为物探发展的必然趋势。

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