庄溶山，陆俊杰，吴 昊

（江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210000）

有色金属是生产建设所需的重要矿产资源。长期以来，我国在矿山勘探的工艺方面和发达国家存在一定长度，导致探矿工作质量不高[1]。此种背景下，虽然我国有色金属总量很高，但金属矿产的品质不高，其利用率也就难以提升，此外浅层的有色金属矿产大量开采，储量持续下降，不能再仅限于浅层。因此，对于有色金属矿产应当加强勘探工作质量，引入更加高效的物探技术，促进我国矿山跨行业可持续发展。

1 有色金属矿山及矿石的性质

1.1 有色金属矿石

（1）密度。有色金属矿区围岩中密度最高者为麻粒岩，物探技术探得矿石不同的密度信息，为有色金属采矿工作提供重要参考。

（2）磁性。磁性方面，含有色金属矿的混合岩石，其磁性要比其他种类的矿石高约1-2个等级，但其他岩石的磁性没有明显的差异。有色金属矿本体的磁性较低，但如果含磁黄铁矿等带有磁性的金属矿是，才存在弱磁性。

（3）电性。大多数有色金属矿岩和矿化岩石的电性差异不大，矿石围岩成微—极化典型，以及高电阻率，但是富含多金属的矿石则是高极化，电阻也较高。矿石中如果含有闪锌，其电学性质就会和周围的围岩存在显著差异。

1.2 有色金属矿山的特殊地质

通常情况，有色金属的地质结构比较简单，主要为闪岩相变粒岩系，大多会在外部有暴露。有色金属矿区的底层结构为火山碎屑岩，其上部被碎屑石所覆盖。在有色金属矿区的第四层系里，主要为砂堆积物构成，这是厚层疏松风化演变而成。在有色金属矿山中，不同区域的地质构造是不同的，位于矿区东部的岩层褶皱较为紧密，而西部则是更加凭证，断裂的构造包括成矿期以及矿前、矿后几种不同的断裂[2]。此外，在有色金属矿中还常见如方铅矿、闪锌以及磁黄铁矿等。因不同的地质构造以及成分构成，使物探时就会遇到不同的情况，比如褶皱、断层以及断裂等地质都可能见到。另外，矿区周边还存在剩余重力异常的情况，这是因为以下几个方面的因素：①因为有色金属矿通常矿体埋深并不深。②在有色金属矿中矿化石变岩系在矿区呈规模性分布。综合上述因素，导致在开展矿山高密度勘探工作中，能够见到范围较大的剩余重力情况，但这种异常并没有明显的规律性。

受到有色金属矿区其特殊的地质影响，还会出现磁异常，主要表现有正负极的转换异常、正极磁力异常以及负极磁力异常。如果是正极负极异常的情况，主要是因为碎石分布有关，因为金属矿山中可能含有的闪岩相变岩在碎石层里会和金属矿本身的磁性不同，不能有效融合，导致了这一方面的异常。正磁异常的情况，主要是矿中存在较多含量的磁黄铁成分。最后负磁异常，主要是因为矿石构造中不含或者只含量较少的带有磁性的成分。最后有色金属矿周边可存在激电电率异常的情况。在对矿山进行勘探时，对于有色金属矿含量最高的地区，可能出现等值线的异常、弯曲以及局部膨胀的情况。

2 有色金属矿山的物探技术

2.1 瞬时电磁法

瞬时电池法是有色金属矿山勘探的一种常用物探手段，利用瞬时电磁信号来了解矿山的地质情况。这种方法能够实现大深度的物探工作，且具有很强的覆盖率，对于勘探地点也没有过高的环境要求，采用这种方法的技术操作比较简单。比如在进行金属矿产采矿工作之前，如果金属矿是断层结构，那么可通过瞬变电池探测漏水断裂的情况，结合钻探观察水文地质，是否存在漏水断裂的情况，预判采矿可能出现的风险，并及时加以处理。

2.2 相位激电电测探法

这种方式用到有色金属矿山物探工作中，具有明显的抗干扰效果，特别适用于电性、磁性异常的有色金属矿山勘探工作中，此外，断裂破碎层以及断层等地质结构也会带来电性和磁性的异常，所以采用相位激电电测法是一种很适合应用到有色金属矿山中的物探技术。

2.3 电声测探法

因有色金属矿山的电性、磁性的异常问题，导致物探应当考虑抗干扰问题，所以会采用相位探测法。但需要注意，因为有色金属矿山不同位置的地质环境、地质构造是有明显差异的，带来的干扰也是不同的[3]。因此除要考虑抗干扰外，还应考虑这方面的问题。比如电声探测法利用有色金属矿区不同的电阻率和极化率，来探测矿体资源的空间分布。这种技术的应用能够更加全面地探查有色金属矿山，也减少了不同干扰条件带来的图像波动。

2.4 综合电法

为提高有色金属矿山物探工作的工作效率，不仅局限于传统的物探技术，还应积极引入更加高效的科技。综合电法就是一种较为新颖的物探技术，目前在金属矿山勘探工作中得到了一定的推广。这种技术有助于帮助了解矿体的大致规模及形态，更加清晰地判断矿体的所在位置，为之后的采矿工作提供支持。

2.5 坑道道物探方法

坑道物探方法简单的说就是将常用的物探方法应用到坑道中，比较常用的就是瞬变电池发和激光极化法。将这些常用的电法物探技术直接应用到坑道中，能够减少矿体厚度带来的影响，实现了深度的物探。在坑道中直接布置物探点，也提升了地质信息的收集防范。这种方法特别适合在开采过程中的跟踪物探，实时获取勘探信息，并能够在勘探过程中，扩展了一定范围，了解周围环境的情况，及时发现周边是否存在交通隧道等情况，防止对交通造成破坏。

2.6 遥感技术

遥感技术能够实现远程、可视的勘探效果，在对有色金属矿山开展遥感技术的勘探工作中，能够在很大的范围中探查矿源。同时遥感技术所提供的图像清晰、真实，并能够对信息进行处理，提取其中蚀变信息，以及矿区中的断裂层、成矿岩体、以及围岩等，都能通过遥感图像更加清晰地呈现出来，尤其可以帮助探测、发掘新的矿源。

2.7 综合物探技术

综合物探就是将几种物探技术进行整合。在对有色金属矿山勘探与开车工作中，会按照深度进行分类，以500米为界限，如果埋深在500米以下，归类为浅矿。如果埋矿深度超过500米，那么就归类为深矿。不同深度的勘探难度是明显不同的，对于深度较浅、地质结构简单的金属矿山矿井，通常采用单一的物探技术就能满足要求。但对于深度较深的矿山，就可采用综合物探技术，因为每个技术都有自己的优劣，采用做种技术整合的方式，能够实现不同技术的优势互补，提高物探质量，对大深度的矿井开展更高精度的物探工作。虽然有色金属矿产资源大量分布在500米深度以内的浅层，但是在长期以来的大量开采，浅层的有色金属越来越少。为推进可持续战略，不能仅就局限于浅层，还应将视野扩展到深部储备，利用综合物探技术提高物探的深度，挖掘更多高质量的深埋有色金属矿产。

3 案例分析

3.1 案例情况概述

SK有色金属矿位于湖南，以当地山体岩体为中心，从中心向外依次是接触带的交代矽卡岩、近接触带的充填型矿床，以及热液交代充填控矿床，这几个矿床构成了一套有色金属矿，矿中存在铜铁、金矿、银矿、铅锌等多种有色金属。地表可见铁帽型以及残破金矿床。矿区平面大致分成三个南北贯通的成矿带，中部为金矿、金矿、铜矿以及铅锌成矿带，西部则为金矿及铅锌成矿带，东部为金矿、铜矿以及铅锌矿成矿带。金矿普遍位于浅部，中部则是铅、锌、铁。深部主要为铜矿。呈现三层的成矿结构。

3.2 勘探思路

该矿的结构较为复杂，在探查矿产资源时，必须结合地质科学以及适宜当地地质条件的物探技术，制定能够适用本矿区多层次的探矿需求，选择几种探测技术的组合，以此对浅层、中层、深层进行勘察。思路为化探和物探相结合，其中化探技术包括吸附相态汞、坑道原生晕、有机气体集成、铅同位素以及构造地球化学等新老技术的综合方法。物探技术以坑道物探方法为主，并结合集中物探法构建综合物探方案。以下主要以物探为主要探讨对象，化探不作过多叙述。总体的探测思路如下：

（1）对于矿山深部的找矿，首先进行成矿地质条件分析，采用地下物探技术，并配合化探方法组合，综合分析后进行工程验证。

（2）矿山近外围的勘探，首先分析这部分区域的地质条件，通过遥感技术获取蚀变矿化信息，接着利用原生晕以及次生晕等化探技术开展剖面化探，之后进行地面及地下物探，以及吸附相态汞、有机气体集成等化探技术，最后进行工程验证。

3.3 物探技术

物探技术的应用旨在掌握矿床的富集规律、评估矿床类型，掌握控矿构造，进行科学的成矿预测，从而选择采矿的有利位置，制定合理的采矿方案。

3.3.1 坑道物探方法

在本工程中通过坑道物探方法用于矿区找矿，这种方式通过钻井直接进入到地下空间，比地面物探更加客观可靠。①借助钻井将本工程的观测装置布置在坑道中，这种方式防止了地面物探受到岩体的影响和其它干扰，能够有效提升勘探的深度以及精度。②将场源放置到坑井周边的各方向，与矿井坑道中测量，不仅能够探测到矿井内部的地质信息，还能够对矿井周边进行扩展，增大了立体空间的地理信息收集。③把场源放置到矿井中的已知矿体上进行测量，以进一步探明矿体的平面范围及立体产状，获取更多的深部信息。④本工程钻取多个钻孔，并进行相互对测，旨在发现更多未探知的矿体资源。

3.3.2 综合物探方法

本工程采用了综合物探法，具体包括瞬变电池法、激发极化法、大功率充电法等。因为本工程在深部埋有大量的矿产资源，因此就应当采用综合物探，利用瞬变电池法、以及激发极化法对矿区进行综合物探。此外还要考虑重力、磁力、电性，对物探结果进行综合分析，考虑这些方面的干扰，尽量多设置测点，本工程共设置130个测点，每两个测点的间距为20米左右，综合不同测点的探测结果，排除干扰因素，得到最终的探测结果。

通过上述物探技术，有效获取了矿区的Pb,Zn,Au,Ag相关信息，另据该矿的早期钻探成果，也侧面证实上述物探技术能够取得可信的成果。

4 结语

综上，有色金属矿山工程离不开物探技术，在采矿工程中开展物理勘探，探明矿山地质结构的相关信息，从而制定合理的采矿方案。虽然有色金属矿产资源大量分布在500米深度以内的浅层，但是在长期以来的大量开采，浅层的有色金属储量下降。为推进可持续战略，不能仅就局限于浅层，还应将视野扩展到深部储备，利用综合物探技术提高物探的深度，挖掘更多高质量的深埋有色金属矿产。