杨再立

摘要：在矿产资源形势日益严峻的背景下，成矿理论和实践均表明在深部寻找大型、超大型矿床和多金属矿集区是具有很大的前景与潜力，然而大多数传统的勘查技术手段已不适用于深部矿勘查，因此具有探测深度大、精度高、工作效率高等特点的地球物理勘探技术或许将成为未来深部金属矿产勘查的唯一选择。然而，深部地区矿往往具有埋藏深，响应信号微弱，勘探困难大等特点，要想在深部金属矿勘查过程中取得重大突破，不仅需要投入大量的人力、财力和物力，而且对勘探方法、技术先进性和质量也有很大的要求，只有充分认识到深部金属矿勘查技术的特点，才能加强深部金属矿勘查的研究与应用。

关键词：物探技术;深部矿;勘查特点;电磁法;综合物探

深部金属矿勘查成为我国矿产行业发展的一个重要主题，在深部隐伏地区进行矿床的搜索，能进一步扩大资源开采量，这也是提高矿产资源保障能力的主要途径。

一、电磁法勘探在深部金属矿产勘查中的应用

在众多的地球物理勘探方法中，由于金属矿的导电（磁）性好，与围岩差异明显，用电磁法勘查金属矿床，地质效果较为显著。目前用于深部金属矿产勘查的电磁法勘探主要有可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）及音频大地电磁测深法（AMT）。这两种方法代表了基于平面波卡尼亚电阻率频率域电磁测深法的两个相反的发展方向。CSAMT是重设备、大功率可控源，而AMT是轻设备、天然源。CSAMT是在大地电磁测深（MT）和音频大地电磁测深（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。相比AMT，CSAMT克服了天然场源随机性和信号能量弱的特点，抗干扰性更强，但不适合在地形、气候恶劣的地区使用。

（一）CSAMT 在深部金属矿产勘查中的应用

可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）最早是由加拿大多伦多大学Strangway教授和他的研究生Goldstein提出。这种方法采用人工的电性源发射电磁波，以弥补天然场信号弱的不足，具有数据质量高、重复性好、勘探深度大、解释剖面横向分辨率高、人工信号强度大等特点，所以地球物理界一直认为它具有寻找深部矿床的能力，而近年来其在地下深部勘探中亦确实发挥着越来越重要的作用。张国鸿等为了考查电磁法在探测深部金属矿及地质构造方面的实际效果，用可控源音频大地电磁法（CSAMT）分别在埋深为500 m和1 100 m的两个已知隐伏铁、铜矿体上进行了实验工作，实验结果表明地电异常显示了矿体、断层以及岩层接触带的分布。王凯等运用可控源音频大地电磁法（CSAMT）圈定了寻找铁矿的有利部位，且勘探结果与已知钻孔揭示结果吻合较好，说明了CSAMT在深部矿产勘探工作中的可行性和有效性。

（二）AMT在深部金属矿产勘查中的应用

音频大地电磁测深原理是基于大地电磁测深法原理，是在20世纪50年代提出的一种地球物理探测方法。这种方法具有如下特点：（1）利用天然场源，无近场效应影响;（2）仪器轻便，可适用于地形、气候恶劣地区使用;（3）探测深度范围大，浅能至几米，深可达2 000 m;（4）对二维构造反应比较逼真，能真实反映地质规律;（5）工作效率高，不受通讯条件约束。王玉敏等通过音频大地电磁测深法对山东苍山宋楼地区进行勘查，圈定了矿区深部有利的成矿空间。谭红艳等在丰山南山开展EH4音频大地电磁测深法，经综合分析后确定了找矿靶位。后在钻探验证中发现深部隐伏铜金工业富矿体，说明在危机矿山应用EH4寻找深部隐伏矿体具有可行性。综上所述，音频大地电磁法凭其准确反映隐伏构造、探测深度大及工作效率高等优势，近年来的应用愈来愈加广泛。

二、重力勘探在深部金属矿产勘查中的应用

重力勘探主要是通过测量由地下密度不均匀体引起的重力异常来推断测区的地质构造或矿产分布情况。我国大规模开展重力工作是在 20世纪 50 年代，而第二代重力测量始于 20 世纪 80 年代，重力异常精度提高了近 10 倍，并具有更高的勘探能力。随着时代的进步和科学技术的快速发展，测量精度、数据处理方法和解释水平得到极大的提高，加之计算机技术的普遍应用，重力勘探已发展到高精度重力探测阶段，并在勘探领域得到广泛应用。进十年来，重力勘探技术取得的进步主要体现在三维技术，目前重力勘探新技术有重力复测采集技术、重力处理与三维反演技术和重力解释新技术，而在复杂地区开展重力勘探，三维模型比二维模型更加符合地下地质体的实际状态，因此重力勘探必将走向三维技术时代。但对深部金属进行矿产勘查时，重力勘探很少单独使用，往往结合其他物探手段进行综合使用，从不同角度进行整合分析，以提高找矿预测的准确性。

三、地震勘探在深部金属矿产勘查中的应用

地震勘探是利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和状态的地球物理勘探方法。近年来，高分辨率地震勘探仪器装备、处理软件升级换代速度明显加快，地震资料采集、处理与解释出现了一体化的趋势。地震勘探的基本方法有折射波法、反射波法和透射波法。而高分辨率反射地震是深部金属矿勘查最有前景的技术之一，因为其在精细揭示盆地深部结构特征、追踪含矿层、甚至直接发现深部矿体方面逐渐显示出巨大的优势。Pretorius等在南非Witswatersrand盆地使用3D反射地震技术清晰揭示1 000～3 000 m深度的含金矿层的空间结构;White等在加拿大Thompson镍矿带使用反射地震技术成功追踪到太古宙基底之下的含矿层，而在加拿大Sudbury Cu-Ni矿集区，反射地震成功发现1 800 m深的块状硫化物形成的散射场。Urosevic等对在澳大利亚Kambalda地区寻找硫化矿物所采集的3D地震数据进行了定量解释，成功发现了赋存镍硫化物矿体的新区域。综上所述，地震勘探特别是3D反射地震技术将在深部金属矿勘查中愈来愈发挥重要的作用，应用前景也将越来越加广阔。

四、综合物探在深部金属矿产勘查中的应用

综合物探方法作为深部隐伏矿产勘查的重要手段，具有快速、经济、有效等特点，并在深部矿产勘查手段中具有举足轻重的地位。在矿区运用两种或多种物探方法可进行相互佐证，联合运用并综合分析可有效提高物探成果的可靠性。徐忠平等在新疆罗布泊一带某铜镍矿区开展高分辨率反射地震剖面和重力测量，通过联合反演结果查明了矿区深部构造特征，并划分出矿体赋存的有利部位。在此基础上，在已知的钻孔中开展井中瞬变电磁法勘探，并结合钻孔资料辅证联合反演推断的准确性。综合物探结果表明在1 000 m～1 500 m圈定的低阻异常带存在良导体，为有利的赋矿部位。为验证物探推断结果的可靠性，布置钻孔进行验证，结果表明在地下600 m～1 280 m存在高品位矿体，实现了深部找矿的目标。刘敏通过对山西省东亢—户村地区接触交代型铁矿床综合勘查技术应用研究，证实了高精度重、磁方法相結合是寻找深部此类矿床最有效的方法。

五、结语

目前我国矿产勘查的主要对象已转变为深部矿。成矿理论和实践均表明在深部寻找大型、超大型矿床和多金属矿集区是具有很大的前景与潜力，然而大多数传统的勘查技术手段已不适用于深部矿勘查，因此具有探测深度大、精度高、工作效率高等特点的地球物理勘探技术或许将成为未来深部金属矿产勘查的唯一选择。然而，现有的先进的物探技术尚存在瑕疵。因此，在物探理论上必须涌现出崭新的、先进的甚至超前的理念，并在技术上取得质的提高、改进和突破。

参考文献

[1]姚大为，朱威，王大勇，等. 音频大地电磁法在武山外围深部勘查中的应用[J]. 物探与化探，2015，39（1）：100-103.

（作者单位：河北省地矿局第二地质大队）