物探方法在金属矿床勘探工作阶段的应用

【摘要】€本文首先介绍了地下物探方法，然后♫介绍了常用的几种地下物探方法的简介与应用，接着对找矿方向以及辽宁团山子区域地质概况进行了讲解，最后介绍了放射性物探方法找金依据及应用。

【关键词】物探方法，金属矿床，勘探，应用

中图分类号： O434 文献标识码： A

一、前言

随着矿产资源日益的需求，勘查金属矿产已经成为重要的工作。由于矿的深度的加深，勘查工作的难度也不断地增加。为了能够快速有效的找到，物探方法的使用使勘查工作能够更加的精准。

二、地下物探方法

地下物探是指将勘探仪器全部或部分置于钻孔井或坑道中激发和观测地球物理场的勘探方法它主要包括井中地球物理勘查技术和坑道地球物理勘查技术。井中地球物理勘查技术又可细分为地球物理测井与井中物探。通常所说的狭义的地下物探技术是指井中物探方法技术主要用于解决井中周围地质问题。埋深、离井距离、方位等形状产状追索和圈定矿体或矿化带的范围、研究孔间矿体的连续性等问题。井中物探技术与常规的测井技术、地面物探技术虽然在方法原理上基本相同。但是在探测对象、范围、分辨率、精度等方面都ฑ存在着很大的差异。传统的重、磁、电、地震等地面物探方法都可应用于地下物探中，但是，钻孔井或坑道中的地下温度、压力、施工等特殊条件往往会限制。其应用目前常用的单孔或坑道地下物探方法井中电磁法、井中坑道自然电位法、井中坑道激发极化法、井中坑道充电法等。

三、常用的几种地下物探方法的简介与应用

1、井中电磁法方法原理及应用领域

井中电磁法是应用低频简谐场或不稳定场，以钻孔为测量线研究钻孔周围空间借以发现钻孔周边的良导电性矿体并确定其空间展布和延伸的一种方法。该方法通常以钻孔为中心或者在钻孔周边布置大激发回线，通过钻孔中的探头进行接收和测量。井中探头通常由EM传感器和井眼定向仪组成。目前EM传感器有感应线圈场回馈感应线圈和磁通门磁力计3种。回馈感应线圈相对于普通感应线圈具有极大的增益在稳定性、信号保真度等方面也要强很多，磁通门磁力计是新近引入井中电磁测量的灵敏度和精度很高但尚需进一步改进和完善。多年来，在三轴测量的基础上井中电磁术已得到强化与改进，不仅实现了通电时间段内的测量，还能在更低频率段内开展工作，在深部矿产勘查中的优势和能力日渐显现出来以少量的钻探成本，获得相当低的噪声水平、目标体的发现体积大大增加。即使在干扰因素较复杂的近矿勘查区对目标体的探测能力也大为增强。目前，井中电磁法可用于探测圈定并描述表征钻孔周边的良导体，特别是应用于块状硫化物的勘探，它可以有效延伸和扩展对块状硫化物的探测探测孔径可达几百米。

2、井中坑道自然电位法方法原理及应用领域

井中坑道自然电位法测量的是坑道钻孔中自然电场的电位或电位梯度结合地面测量结果。坑道自然电位法能全面反映自然电位的空间分布。根据这一分布特征研究和分析异常，阐明异常的性质、空间位置、产状要素及其形状等。理论与实践表明，巷道虽然对自然电位有所影响，但仅限于电位绝对值的变化，而不影响其分布形态。因此，坑道的存在一般不影响异常的定性分析，相反，由于其观测方式多样，可全空间不同方位观测，可以有效地判定矿体的空间赋存方位。

3、井中坑道激发极化法方法原理及应用领域

井中激发极化法以不同岩石、矿石激电效应的差异为物质基础，通过观测和研究激电效应探查地下的地质情况。井中激发极化法作为地面激发极化法在地下的延伸，可用于评价地面激发极化异常。与电阻率法和电磁法相比，激发极化法不仅可用于勘查电阻率与围岩差异明显的块状硫化物矿床，还能较好地勘查电阻率相差大的浸染状斑岩型金属矿床这是电阻率法和电磁法所不能比拟的。而且对于地面激电法来说，在山区工作纯地形起伏不产生假异常也是其特点之一。根据供电及测量电极位置的不同这种方法可分为井-井、井-地、地-井3种工作方式。井-井方式可用于追索和研究深部矿体和2个钻孔之间矿体的相互关系；井-地方式可沿矿体走向在地表圈定矿体的范围；地-井方式用于发现井旁或井底的盲矿体并确定其位置。

4、井中坑道充电法方法原理及应用领域

井中坑道充电法原理同地面充电法，均以地下岩石、矿石的电导性差异为物质基础，观测充电电场的分布。并据此推断整个地下良导电地质体✘及其周围岩石电性的分布情况，解决某些特定的地质问题在寻找良导电性矿体时与地面充电法的区别在于，供电电极之一置于钻孔或坑道中被揭露的矿体上，也可置于矿体附近的围岩上称之为间接充电。测量可在地面或在充电钻孔或邻孔的不同深度上进行以确定该矿体的ช大小与形状。近年来，为了增强探测能力发展了大功率的深部多源充电法。这种增强型的充电法在铜镍矿、金矿、铅锌铜矿等矿体找矿方面取得了很多成果。

四、找矿方向

辽宁省兴城子团山子地区为山海关台拱的一部分，在该区金矿普查的钻孔中，发现视厚度达24.43m，品位在3.58×10-6的碎裂蚀变岩型金矿体。

团山子地区位于中朝准地台的燕山台褶带东部，山海关台拱与辽西凹陷接壤部位的台拱一侧，北西部与五指山D虹螺山构造岩浆活动带相毗邻，青龙-葫芦岛近东西向断裂带通过本区。

区内以断裂构造为主，有近东西向、北东向及北西向，金矿化主要受近东西向断裂控制。

区域岩浆活动强烈，分布有太古宙混合花岗岩、燕山早期二长花岗岩及岩浆期后脉岩及燕山早期碱厂岩体。区内脉岩种类较多，其中辉绿岩脉与金矿化空间关系明显，金矿体上、下盘均有辉绿岩脉。围岩蚀变主要有钾化、硅化、镜铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、绿泥石化、黏土化和碳酸盐化。

六、放射性物探方法找金依据及应用

1、放射性物探方法应用的前题条件

本区金矿化受断裂构造控制明显，区内金矿化与钾化、镜铁矿化、赤铁矿化关系密切，说明主要成矿期中明显存在有中高温热液活动，放射性元素钍的地球化学行为与中高温热液有关，在中高温热活动中易于活化迁移，在有利部位富集[2]。

2、放射性物探方法找金的地质学依据

岩石中放射性元素的含量与岩石形成时的物理化学条件有关。不同的岩石放射性元素衰变时放射的γ射线能量是不同的。如果放射性元素与金及多金属形成稳定的地球化学组合，那么利用放射性仪器进行能谱、射气及伽玛测量，就可研究岩石中的放射性特征，从而间接了解金及多金属成矿的可能性。

3、放射性测量在寻找金矿中的应用

（一）、含金碎裂蚀变带K/Th比值特征

钍和钾有一起产生的趋势，因此碱性岩中钍的浓度非常高。在岩浆期后热液蚀变过程中，常有大量K的进入，使得热液中碱的浓度不断增加，钍的络合物溶解度也明显增高，造成钍以液相的形式大量流失，K/Th值就是利用K和Th的对抗性突出热液的钾化蚀变作用。

（二）、含金碎裂蚀变带F参数特征

F参数表示在核金非共生矿中，钍钾元素含量之积与铀元素含量之比的自然对数。Th/U为表征地球化学特征的参数，它与岩浆岩的物质成分有关，而且不同温度的热液中Th、U富集程度不同。用Th/U来归一钾元素，有助于消除岩浆岩成分或高温热液蚀变的影响，突出低温的钾化蚀变带，增强K・Th/U值对地表的作用。在团山子金矿找矿中F参数指示蚀变岩有特殊功效。非蚀变岩F值大，而蚀变岩F值小。

（三）、含金碎裂蚀变带H参数特征

考虑到γ射线在土壤层中的穿透能力较小，而氡气可以在土壤层中运移较大的距离。在地表测得的γ照射量率仅由覆盖层的放射性物质所引起，而氡测量获得的氡浓度是覆盖层的放射性物质及覆盖层下部的放射性物质两部分引起。当深部不存在矿体（化）时，氡浓度与地表的γ照射量率将有一个大致的固定比值，而当深部有矿体（化）存在时，地表的氡浓度增大，其比值也随之变化，因而可以利用氡浓度与伽玛总量的比值（H参数）来解释异常。

七、结束语

物探方法在金属矿床勘探工作中的应用已经取得了明显的进展。物探方法在金属矿床的勘查应用中还有着广泛的前景。同时物探方法也应该不断地研究，让其更能发挥优势。