地球物理勘探方法在地质领域的应用

地球物理勘探方法在地质找矿领域的应用主讲人：董伟一、什么是物探物探是地球物理勘探和地球物理调查的简称。物探是为地质工作服务的一种辅助手段，物探是一门高深莫测的学科，永远在探索研究，永远在学习，不断地在进步。仪器从电子管到晶体管一直到集成电路，设备轻便了，精度高了，效率高了，勘探深度也加大了。实际上对物探人员来说，它既是一门科学更是一种谋生的手段。应用地球物理是以岩矿石或地层与其围岩的物理性质的差异为物质基础，用专业的仪器设备观测和研究天然存在或人工形成的物理场的变化规律进而达到查明地质构造，寻找矿产资源和解决工程地质水文地质以及环境监测等问题。二、物探方法分类以前我国地质工作属于苏联系列，物探主要方法和仪器有重力、磁法、电法、地震、测井等。专业单列且分的很细，培养人才较专业。课程有重复。现在要求加强综合和交叉分析资料解析异常，充分发挥个人的思维。拓宽专业面提高综合解决问题的能力。掌握和了解一个地区的区域地质情况是作为地质工作基础前提，物探主要探测地质体与围岩之间的物性差异。物性主要有密度、磁性、电性、速度、放射性、热学性质等。三、在地质矿产领域应用应用地球物理可分为纵向和横向两大类，纵向重力、磁法、电法、地震、测井五门结合在一起。寻找金属矿主要常用的方法有:（一）方法选择根据地质要求,针对需解决的地质问题选择方法,根据不同比例尺选择物探工作网度和工作精度。普查期间无工程间距，可任意布，有探槽和地质工程的近可能一致。但是，应该编设计前，先做方法试验，选择和确定最佳点距、线距，装置极距。（二）比例尺和网度选择开展地球物理勘查，拟采用循序渐进、由普查到详查，逐渐缩小靶区的办法开展工作。拟投入的物探方法如下：1.重力：微重力探测深部构造带，圈定成矿有利部位。2.磁法：区域扫面1：5万500×100m），矿区区分岩性界面和探测磁铁矿1：1万100×20m）；圈定小磁铁矿脉（50×10m）高精度磁测。3.电法：①．自然电场法（天然电场选频）：寻找硫铁矿和构造破碎带。矿区扫面1：1万（100×20m），剖面点距10～20m。②．激发极化发（激电）主要应用金属矿勘探：a．激电中梯扫面大功率1：1万（100×20m）或1：5千（50×20m、50×10m）。b．激电联剖：多个极距交点确定矿化带、构造破碎带产状走向。c．激电测深：了解地下矿化带赋存状态。AB一般大于1200m,或2000m以上。d高密度电阻率剖面测量（激发极化）：③瞬变电磁法（大功率）：主要了解和推断深部地质构造、破碎带、矿化带产状走向，前提以已知的矿脉或矿化带向下推的。装置选择:大部分用不接地回线线圈、可控源（举例仪器美国GDP32、加拿大GDD、V8、EH3等等）④电磁法国外：举例美国仪器（水文井、油田、煤炭金属矿）。国产：举例（代表CYT陈维权、杨庆锦。石油。举例胜利油田疗养院地热井，勘探深度2000—3000m，定井深度2400m）。⑤地震：主要了解和推断深部地质构造、破碎带、工民建基础，坝基基础、塌陷趋势举例栖霞滑石矿。⑤测井：包括电测井、磁测井、温度、盐度、倾斜度等等。（三）装置选择电法工作布置:1、测线方向布置尽量垂直矿脉和目标物的走向。2、点距要求尽量有1—2个测点在目标物上。3、一个工区内不应该再有其他电法组（供电的），有干扰。1.高精度磁测磁性，岩矿石一形成就地磁场磁化而具有不同程度的磁性，也就在地表引起磁异常。抗磁性（逆磁性）：磁化率表现为负值。顺磁性：磁化率为不大的正值无外磁场作用时排列较混乱。铁磁性：有两个特点①磁化强度和磁化场非线性关系。②与温度的关系，有一些稀土元素在低温下转为铁磁性(煤矿)。矿产岩石磁性表基于不同的岩性具有不同的磁化率，同种岩石断裂破碎带内磁性变弱，在地面及空间显示不同的磁场强度，可大致解决地质构造等问题。地球磁场分布，首先检查仪器测量范围，质子磁力仪一般2万—10万nT，光泵磁力仪一般3.5万—9万nT（举例说明）。仪器精度。2.天然电场选频电位测量（γ能谱仪）由于构造赋水后呈低电位反映，通过不同的频率响应，天然电场选频可大致了解构造情况。3.电法勘探电性，根据研究目标与其周围介质的电性差异愈大，其周围产生的电场的变化愈明显。当人们利用专门的电测仪器观测地壳周围电场的变化并研究电场分布规律，便可以推断引起电场变化的地下目标体（地质构造或有用矿产或其他目标物）的电性特征和赋存状态。电阻率表极化率表电法分为自然电位法、直流电法和交流电法。1.直流电法分为电阻率法、激发极化法、充电法以直流电形式供电，测量参数△V、I、ρa、ηa2.交流电法以交流电形式供电，测量参数△V、I、ρa、Fs3.激电中梯：4.激电联合剖面测量：可进一步了解构造的倾向。至少投入两个极距，AO极差要大一般90、130、220m。有几个交点连线基本可判断为大致倾向。4.激电测深电测深剖面尽量布置一条断面10（或20）米点距，剖面长短根据异常范围确定，原则两侧到正常场，在图上一看明显。（举例说明）有时异常中心部位可加密，提高异常分辨率。5.高密度电阻率剖面测量（激发极化）可较准确地确定构造位置及倾角。点距不同效果不一样，点距越密异常分辨率越高，异常越明显。（例）6.大功率瞬变电磁法利用不接地回线以脉冲电流，发射一次脉冲磁场，激发地下低阻介质产生感应涡流，感应涡流产生二次磁场，通过接收断电后衰减的二次磁场，从而解决中深部地质构造问题。7.可控源音频大地电磁测深在最终选定的靶区内，进行可控源音频大地电磁测深，功率40—50kw，勘测深度2000m，从而解决深部地质构造问题。GDP-32Ⅱ多功能接收机主要技术指标，GDP-32Ⅱ属美国Zonge工程公司的第四代可控源和天然场源电法和电磁法探测多通道接收机。它几乎具有全部中、低频段的电测功能，其主要电测方法：直流电阻率法(Res)、直流域激电法(TDIP)、交流激电法(FDIP)、复电阻率法(CR)、可控源音频大地电磁法(CSAMT)、谐波分析可控源音频大地电磁法(HACSAMT)、音频大地电磁法(AMT)、大地电磁法(MT)、瞬变电磁法(TEM)和毫微秒瞬变电磁法(NanoTEM)等。所以它可广泛用于固体矿产勘探、工程物探和油气勘探等方面。此外，今后还有望用于环境地质调查与监控。（四）野外工作布置和施工物探工作必须要有集体观念，因为物探工作是由一个团体来完成的，任何一个环节出现一个小错误都很容易形成最后成果出现大错。工作效率和精度主要决定于你这个团队的工作态度，以及操作的熟练程度。物探工作必须严格执行设计和有关规范的各项要求，如果在工作中发现原有的方法或参数有不合理的、有新的更实用快捷的方案，想改变原有设计时，必须先做方法实验，用数据证明你的方案的可行性，提交书面报告，得到上级部门的批复同意后，才可以执行新的方案。四、资料解译必须有地质物化探综合剖面图，中梯|、联剖、电测深以及钻孔布置等等。1.成图种类从平面到剖面、再到空间分布。作图方法和软件。重点讲手图和电脑成图区别。2.解析套路异常分类讲究的是从一个面、一条带、到一个点。再从平面到剖面、再到空间分布。①结合已知地质解析,举例内蒙林西铜矿（加拿大仪器MK3）。②进一步物探解译。结合综合物探解译，多方法。从面到点、从浅到深。根据物探异常推出异常带走向、产状及异常体的空间。物探资料的解释坚持从已知到未知的解释原则，首先建立已知矿区的成矿模型，并与地质成矿规律相结合，这样的异常解释才是客观可靠的。异常分类讲究的是一个面、一条带、一个点。先从整幅图上看异常有几个区，几条带，再细分每条异常带由几个小异常组成，根据每个小异常的形态分析单个异常的物性特征和物性体在地下空间分布和赋存形态。是否与地质现象吻合，结合地质的物探异常的解释，才能使物探异常的解释更完善依据更加充分。物探图件主要有平面等值线图，剖平图，测深图，绘出物探成果推断图等等。绘出地质物探综合剖面图，使物探资料成果看起来更加直观明了。包括推测地质体的产状和设计钻孔等。绘图时应区分AB、中梯、四极AB/2、AO。三极、联剖。区分有用异常和干扰异常，排除干扰异常给资料解释带来的片面性。谢谢大家！