矿产资源调查的物探方法和仪器设备

矿产资源调查的物探方法和仪器设备刘国栋（北京欧华联科技有限责任公司，北京100096）率域电磁法，直流电法和地震法等。

笔者所指的矿产资源主要为有色金属矿和贵金属矿，如铜、铅、锌、锡、钨、镍、铬、金、金刚石矿等。

这类矿产资源具有不同的成因，控制条件和物理性质，形成了特征不同的地球物理场，因此对它们进行物探调查的方法也各异。例如有些矿产受构造和断裂控制或者呈层状产生，此时应主要采用地震方法和电磁法；有些矿产资源与岩浆岩或矽卡岩带有密切关系，此时应首先采用快速、廉价的磁法；有些矿产资源伴有高磁性，高密度或高波速，此时应采用对应的物探手段等。

由于不同物探方法的探测精度差异很大，以及物探数据的多解性，因此在矿产资源探测的不同阶段要采用不同的物探手段，并与地质资源密切结合，进行综合物探解释，以期获得更可观的结果。笔者就矿产资源调查中的一些物探方法和仪器设备做一些探讨。

1磁法磁法是*经典的物探方法。很多有色金属矿与岩浆岩充填的断裂带，矽卡岩带以及与岩浆活动伴随的热液活动带有关。由于岩浆岩一般都含有磁性物质，因此通过地面磁测可以快速的圈定与岩浆活动有关的有色金属矿远景区。此外某些金属矿伴生有磁铁矿，某些金属矿产在基性和超基性岩之中，某些金属矿与弱磁性的蚀变带有关，此时可利用磁法直接寻找这类矿产资源。

矿产资源调查中一般都观测全磁场T有多种观测全磁场T的磁力仪，例如，质子磁力仪（核旋），Qvehause磁力仪，光泵磁力仪钾光泵，铯光泵，氦光泵）和相应的磁场梯度仪。

标准质子磁力仪的分辨率高达Q01叩精度为1ITOvehause磁力仪和光泵磁力仪的分辨率均是1n.在矿产资源调查中一般都应用质子磁力仪。近3年来国内矿产资源调查部门共进口了300多台GS―19T标准质子磁力仪，该仪器小型、轻便、全数字化、稳定，获得用户好评。

磁场梯度仪主要用于确定磁异常边界和浅层探测，也可作为磁力仪使用。

2重力重力法主要用于寻找高密度的矿产资源以及与高密度基岩和超基性岩伴生的矿产资源。CG-5型重力仪和BURRS重力仪是当今观测精度*高的重力仪，其读数分辨率达1X10-5m/S，重复观测精度<5X10―5mS*10X10-5m厂S.如果在山区使用如此高精度的重力仪进行观测，地改精度很难达到要求。地改不足或过剩，将出现与地形高差成镜像的假异常。3电磁法电磁法是矿产资源调查和勘探中*常用的物探方法。电磁法可分三大类，即时间域电磁法，频率域电磁法和直流电法111.时间域电磁法有2种，一种是通过观测由地面回线发射的一次场在地下介质中感应出的、随时间变化的二次场来探测地下电性结构，通常称为瞬变电磁法（TM）另一种是通过观测由地面偶极源发射的电流脉冲在地下介质中产生的、随时间变化的二次场来探测地下电性结构，称为长偏移距瞬变电磁法OOTEM）。31瞬变电磁法（TEM）瞬变电磁法分辨率高，探测深度适中（与测区物探与化探31卷地下平均电阻率值有关）它在圈定断裂，破碎带，蚀变带，岩浆岩接触带，地下电性分层等方面能提供较可靠的信息，对陡立的地质构造分辨程度高，可直接寻找高导矿体。国内有多个单位研发或生产瞬变电磁仪，国外厂家生产的瞬变电磁仪有PROWPEMenaTM以及V8和GDP-32系统中含有的瞬变电磁功能。发和生产。该公司自1978年开始生产EM37瞬变电磁仪，至今已更新换代4次。目前生产的瞬变电区别是勘探深度不同，*大勘探深度可以达1500~2000m此外，还有井中瞬变电磁仪。在过去4年中，国内已有31家用户购买了PROTM瞬变电磁仪。PROTM瞬变电磁仪的主要特点是：分辨率高，抗干扰能力强，工作效率高，三分量、30个观测道同时观测，工作温度一40~60防水，防潮，接收一发射相互分离，适应各种野外观测装置，工作稳定，重复准确率100%.下面例举几个POTM瞬变电磁仪的应用实例。实例。是EM37（PROIEMS7前身）在澳大利亚探测金矿实例。是PROTM对黑龙江乌拉嘎金矿深部找矿的勘探结果。右上角I号异常是低阻体，它与正在开采的金矿体一致，推测是由于岩石破碎程度较高，含金矿存于破碎带，蚀变，导致低点号反演的视电阻率断面3频率域电磁法瞬变电磁场响应曲线频率域电磁法是通过在地面观测随时间变化的图中的粗线为推断的锡矿带，己被钻探证实；根据云南省有色地质调查院资料，2006地质解释断面阻。据此推测剖面左侧的号低阻体以及深部的I号低阻带，应是金矿区远景区刘国栋。电磁法及电法仪器的新进展和应用张宝林，蔡新平，梁光河，等。综合地球物理方法对金矿深部找矿靶区的验证刘国栋，张木生，邓前辉，等。唐山大震区的深部瞬变电磁法勘探胡祖志，胡祥云。大地电磁三维反演方法综述梁光河，徐学旺，肖骑彬，等。大地电磁测深法在铜镍矿勘查中的应用谭捍东，李聪嫔，王彩琪。大地电磁三维反演在土层铜矿探测下转52页物探与化探31卷一教，S是面电荷。磁法梯度测量，即在2个不同高度观测磁场的差值；在岩性测深中，实际上是测量2个不同频率（或不同深度）电场的差值。在磁法勘探中，可以作向上或向下延拓处理。如果向下延拓时，当延拓到矿体的深度时，曲线值会突变，由此可以得到矿体的深度。在岩性测深中，测量的2个不同频率的电场差值，实际上就是向下延拓，延拓到某个极化体的深度时，曲线也会突变。表1列出了岩性测深的理论基础与磁力勘探的表1岩性测深与磁力勘探对比磁力勘探岩性测深理论基础磁偶极子场电偶极子场上半空间拉普拉斯方程。=0拉普拉斯方程AUd=0下半空间泊松方程AUc=―4n泊松方程Uf―ztrSi测量方式可以不同高度进行梯度测量用不同频点进行微分测量测量方法利用剖面曲线值向下延拓，求得磁性体深度用不同频点向下测量，求得极化体深度理论基础，以便强调它们之间的可比性。3结语磁力勘探是地球物理勘查方法大家族中应用*早、研究*多的一种物探方法。通过对磁力勘探与岩性测深理论基础的对比，能看到这2种物探方法在理论基础方面有太多的可比性，由此可以探讨岩性测深微分方程的建立及正演计算的方法，从而为岩性测深理论基础的研究提出一条思路。