物探技术在地质找矿与资源勘查的应用

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摘要：作为一种自然资源，矿产资源比较有活力；且矿产资源丰富的国家，其开发会作为主要的经济支柱，所以，矿产资源影响了国家的经济发展。为了提升找矿的准确性，减少在找矿过程中对周围环境的破坏程度，需要优化和完善找矿技术。因此，本文对物探技术在地质找矿与资源勘查中的应用进行分析，希望对今后地质找矿技术提供参考。

关键词：物探技术；地质找矿；资源勘查；应用

随着科学技术的发展，地质勘探中的新工艺、技术、设备等层出不穷。采矿技术和计量方法的发展推动了矿产资源的开发，是实现经济增长的有力措施之一。但是，在地质条件较为困难的条件下，勘探技术提供的数据是有限的，为了获取更多、更详尽的地址信息，科学家和工人们使用物探技术取得了突破，有效获得了表面土壤、地下以及更深层的材料。利用物探技术，可以提升矿物开采的潜力，保证资源采集的质量和效率。所以，在物探技术使用过程中，工作人员应结合地质环境，运用多种勘查原则，以确保地质找矿和资源勘查工作的顺利开展。

1物探技术应用于地质找矿和资源勘查中的原理

通过对地球物理分布规律和变化的判断，对地球本体结构进行探索，研究其中蕴含的各种自然现象，对其展开相应的技术方式，即为物探技术。使用物探技术有助于确定地质灾害的发生，而对于不同的物质对象，使用的物探技术也存在差异。不同的矿产物质呈现的物理特征有所不同，所以，一些工作人员会使用物探技术检测一些矿产资源的信息数据，比如含量、深度等，从而判断该矿产资源是否有开采价值。在地质找矿和资源勘查作业中，其准确度和资金的利用要综合考虑到矿产自身特性及其分布的地域，自然会使用到不同的物探方式探测岩层性质。在实际作业中，工作人员要选择多种物探技术优化组合，确保找矿和资源勘查效率和精确度。实际探测工作中需要大量的人力和物力，因此工作人员要组织有关地下矿产的数据收集，利用收集到的资料判断矿产资源的位置、开发难度和安全系数，减少正式调查中耗费的资源和成本，降低正式勘探工作中必要的资金浪费。我国物产资源十分丰富，且存在的矿产资源也形形色色，但矿区的地质构造和岩层结构较为复杂。在实际测量中，工作人员要参考测量到的数据，对各区域地下结构和材料进行测验，一般会使用磁测量、重力测量、功率测量等手段，全面掌握地下结构和材料。为了提升勘查质量，还需要工作人员对勘查资料和相关数据进行对比和分析，判断探测的准确度是否符合标准。物探技术在实际应用过程中，会受到很多特殊的地形信号影响，这些信号与地层中的矿体位置及矿体类型息息相关，因此在物探中需要根据地质信号来研究新的物探技术，这些地质信号的类型较丰富，第一种是身体波，身体波是地层运动过程中产生的颤动破碎信号，其传播速度较慢，振动信号较微弱，在传播过程中往往遵循两层原则，第一层的信号往往较强，第二层则较小，因此信号在传播过程中可能会出现折射现象，因此在地质勘查时可以通过检测地层间的折射现象及信号在地层中的传输状态来实现地质找矿和资源勘查。第二种是表面波，如果信号在地层中传播的过程中出现色散现象，证明信号发生了表面折射，事实上，表面波的信号频率变化较快，因此对地质找矿的准确率提升有一定帮助，不仅如此，表面波在移动时还会遵循拐点运动规律，保证折射点与测量厚度之间始终存在必然联系。地质勘探与资源勘查中的高效性受地质勘探技术原则影响，因此在地质勘探技术应用过程中需要根据勘探的地形使用正确的地质勘探原则，第一个勘探原则就是综合信息的有效性原则，矿物的物理特性、化学特性等都是矿物勘探的重要因素，因此可以将多个勘探方法融合，根据矿石的属性提高勘探的效率，增加勘探的准确度，避免使用一种勘探技术可能出现的准确率下降问题，第二个是勘探理论原则，即进行地质勘探的过程中，使用各种类型的勘探仪器都必须遵循勘探理论，还需要由相关的技术人员进行数据分析和调查，确保勘探信息的准确性和有效性，最后一种是选择性原则，即在各个矿区进行地质找矿和资源勘查过程中需要及时评估实际的地质情况，优化物探技术，为后续的资源勘查做准备。

2物探技术在地质找矿和资源勘查中的实际应用

2.1电法物探技术

电法物探技术主要利用特殊的地质勘探仪器进行探测，由于地壳中含有各种地势结构、岩石、矿体。其中，矿体间存在不同的导电、导磁、介电性等，因此各个矿体的电化学结构存在很大差异，为了了解矿体的差异，在地质勘查中会使用电法，通过多种试验方式了解矿体的形状、大小、类型等特征。一般情况下，电法种类较多，方式也较为丰富，多用于金属矿勘查作业中。在地质环境较简单，倾斜角较小的岩层，应用电法探矿能有效提升矿产资源的勘查效率，准确识别矿体的位置，以及矿体的类型。工作人员可以使用电法，根据不同岩石结构下的岩层电阻值判断，寻找矿石种类。但该方法存在一定的局限性，主要是因为在实际操作时易受到外部电磁场的干扰，要求工作人员在地质找矿和资源勘查作业中，要根据当地实际情况合理应用电法。

2.2重力法物探技术

由于地壳下的岩石和矿石之间存在密度差异，为了判断矿体的大小、形状、埋藏深度等特征，工作人员一般会使用重力法。该技术依照万有引力定论对岩石密度进行勘测，通过对重力场变化下岩层密度值的判断来确定矿体实际位置。但该技术使用时，对密度差较大的矿产效果较好，而探测密度差较小的矿产时精准度较低。使用重力法进行勘探时需要注意地层下的矿石与岩石密度问题，及时勘探矿物埋藏的深度，计算矿物的实际引力，引力越大则证明勘探矿物的密度越大，引力越小则证明勘探矿物的密度较小，该技术目前广泛应用与地形较复杂的矿区，用来降低探矿及资源勘查的难度。

2.3磁力物探技术

磁力物探技术也成磁法物探技术，是目前最常见的一种物探技术，该方法主要根据各地区地质环境的差异性进行探矿，由于岩石和材料性质不同，其存在的磁性也有所不同。为了掌握岩石属性信息，工作人员可借助磁力法分析岩石的磁性。该技术是最早应用与地质勘探中的一项，技术业已成熟，且使用成本较低，是当前地质勘探工作人员常用的技术，有效提升了地质找矿和资源勘查的工作效率。工作人员为了更加了解矿体产生的磁异常现象，会利用地面、井中磁测，以及航磁测等方式对矿区的矿体进行检测。磁力物探技术在勘探矿石的位置及储量方面的作用效果较好，且经过逐渐的应用磁力物探技术也可以划分为钻井磁测法、地磁探测法，以及航空磁测法，均在不同的应用领域得到的较广泛的应用。

2.4地震物探技术

地震物探技术是一种通过探测波进行探测的技术，主要受到矿体的物理信息影响进行探测。从地层标准变化来看，地层反射和破碎程度存在差异。地震信号在地层中传播速度较慢，所以当地层发生震动时，地震信号容易被发现。若是第二层地震信号比第一次的小，则地震信号会伴随地层变化而被破坏。地震信号在地层传播时，会通过多个属相地层。一旦下层比上层大，则在分层地层时，地震信号会发生折射现象。但如果顶层比底层大，地震信号通过分层时则会产生较为清晰的反射。由此可见，该技术主要检测的是矿石土岩区域的弹性差异，通过测量地震波对矿石和土岩石物理现象的差异，进而掌握地层实际构造情况。在应用过程中，该技术能够使地震波传导至地下，遇到不同弹性的岩石和矿物会形成不同的反射，再经由地面的检测仪，利用获得的地震波数据，或不同弹性岩石层面碰撞所形成的反射信息，从而详细记录出地震波的传输时间、波形、频率等特征，探测出掩埋矿体的深度。在地震物探的过程中，矿体的地震波频等因素需要使用专业化高精度设备进行计算，并及时预测矿区矿体的实际状态，增加物探的精确性，因此该方法也具有精确度较高，结果显示鲜明，效益较高的优点被广泛应用与高效探矿中。

2.5表面波物探技术

表面波物探技术主要依赖高精度的探头接收沿地层传播的信号，其受信号幅值的影响应用时往往呈椭圆轨迹，表面波物探技术应用的常用探头如下图1所示。由图1可知，该探头存在精度阈值，在传播不均匀的情况下，信号中会出现表面波相关现象，比如色散现象。当信号频率随着测量深度的增加而发生变化时，其表面波的波速也会随之变化，增加波速能够提升信号测量的准确度。当测量层厚度发生变化时，其产生的色散曲线和相对折射率会朝着低频方向移动，能够发现折射率、折射点和测量层厚度之间的必然联系。鉴于此，表面波物探技术可借助声波信号进行探测。声波信号在介质中不均匀，信号会出现频散。使用过程中，工作人员要关注勘探深度，因为频散曲线及其拐点会随着地层厚度而变化，曲线拐点通常会向低频方向偏移，借助拐点的位置能够完成地层厚度的探测作业。

2.6瑞雷波物探技术

瑞雷波物探技术是在瞬态技术出现后产生的新型物探技术，因其在实际应用中的良好状态得到了广泛的应用，这种新兴技术可以利用瑞雷波稳定和瞬间状态进行观测。稳定状态下的设备体积较大，成本较高，但瞬间状态的设备操作简单、工作效率较快，且识别率较高，在实际应用中效果良好。瑞雷波信号的来源是垂直作用于地面的冲击地震波，如果将影响范围集中在一起，能够检测到瑞雷波信号，结合反射波勘测的正反演，能够准确判断出实际地址信息。在实际应用过程中还能准确地探测到矿体中岩石的具体走向，为设计勘探方案提供一定的参考。

2.7地质雷达物探技术

地质雷达技术在地质找矿和资源勘查中的应用范围较广，其主要利用电磁波的频率差异进行工作，在实际应用过程中，通过利用高频电磁波，使用天线将电波直接传送至地下，并基于介质不同对电磁波反应的差异性，进而判断地下结构，即为地质雷达法，其最大的优势是准确率较高。在实际使用过程中，工作人员要根据电磁波传输的速度、时间等，过滤处理接收到的各种波长，并以反射波情况、特征等分析和评价勘探结果。该技术因其特殊性目前被广泛地应用与矿井实验工程和矿井探测，还可以根据雷达图像的亮度分辨矿床的类型，实现高精度高效探矿。

2.8物探技术的综合应用

一些地区由于物理场不同，工作人员在地质勘探作业中要综合考虑地形物探设备的使用。针对不同地形的情况，可以使用综合勘探法，利用多种物探技术和勘查方法对矿产的厚度、深度、类型等进行勘测。比如，地面核磁共振技术中，能够在图像信息的帮助下，使工作人员能够详细了解地表实际情况，并在核磁共振仪的帮助下，可以监测到每个地质土层的物质质子的核磁共振信号变化情况。结合使用综合性较强的X射线荧光技术、探底雷达等技术，可以结合矿产所在地区实际情况，为各种地质问题提供参考，确保实际勘探的合理性。X射线荧光技术能够勘测金、银、铜等各种矿产资源，而探地雷达能够使工作人员了解到地层内部相关元素的含量和分布情况，一定程度上保证了勘测作业的准确度和工作效率。

3物探技术在地质找矿和资源勘查中应用的策略

虽然物探技术在地质找矿和资源勘查中有重要的应用价值，但其在实际使用过程中需要注意各个技术的使用需求，首先，在进行地质找矿好资源勘查前，要全面掌握探查区域岩层和地质特点，综合使用地质勘查技术，为物探技术的选择和参数修改等方面提供强力的理论依据，提升物探技术的实际应用效果。在进行作业时，工作人员要从简至难地选择物探技术，逐步获得更加完善的地址信息。根据实际勘查需要，科学选择技术，以收集到完整的地址信息为中心，建立其地球物理模型，为勘查结论提供可靠的参考依据。其次，应用和研究物探技术需要树立正确的思路和方法。工作人员要完善准备工作，对物探技术开展前期考察工作，更新和维护设备，结合工程实际开展需要进行测试和调整，确保其功能参数的偏差较小。合理安排工作人员，应对复杂的工程条件下，需要专业素质较高的技术和施工人员，还要制定严格的勘查任务流程，使各项工作能够有序、安全地进行。

4结语

综上所述，在多元化产业发展的背景下，全世界对资源需求量日益增加，加强地质找矿和资源勘查产业发展势在必行。为了确保作业进度和质量，需要重视使用物探技术，最大限度使用和开发该技术，与勘探技术合理搭配使用，针对不同地质情况做好相应工作，提升地质勘探的精准度，保障矿产开发安全可靠和可行性，进而推动我国工业的可持续发展。

作者：李轶 单位：广东有色工程勘察设计院