矿产勘查中的物化探技术应用及其地质效果研究

矿产勘查中的物化探技术应用及其地质效果研究

王全旗

内蒙古第三地质矿产勘查开发有限责任公司 内蒙古呼和浩特市 010010

摘要：随着科技的不断进步，物化探技术在精度、深度和环境友好性方面都有了显著的提升，深入理解和评估这些技术的地质效果对于优化勘查策略、提高资源发现率至关重要。现代矿产勘查越来越多地采用物理和化学勘探技术的综合应用，以提高勘查的准确性和效率。基于此，本研究旨在综合评估物化探技术在矿产勘查中的应用效果，分析其优势和局限，探讨如何在未来的矿产资源勘查中更有效地利用这些技术。

关键词：矿产勘查；物化探技术应用；地质效果

0引言：

在实现资源开发的同时，也需要平衡环境保护和可持续发展的需求，减少勘探和开采活动对环境的影响。随着易于开采的矿产资源逐渐减少，矿产勘查越来越依赖于高科技和创新方法来探测隐蔽或深埋的矿床。如利用地磁、重力、地震、电法等物理方法来探测地下结构和矿体，或者通过分析土壤、水体、植物等样品中的化学成分来预测矿产资源的分布。

1、物化探技术概述—物理勘探技术

物理勘探技术利用地球物理场（如地磁场、重力场、地震波场等）的自然变化或人为激发的变化，来探查地下的结构和物质组成。这些技术能有效识别矿床的位置、形态、大小和深度。如地磁勘探，原理是测定地磁场的强度和方向变化，利用不同岩石和矿物对磁场的响应不同进行分析，一般应用在寻找含铁磁性矿物的矿床，如铁矿、磁铁矿等，技术发展已经从传统磁力计发展到高精度磁力梯度测量；重力勘探，原理是测量地表的重力场变化，探测地下密度异常区域，通常应用适用于寻找密度较大的矿体，如铅锌矿、铜矿，技术已经引入卫星重力测量，大大提高了探测的精度和效率；地震勘探，原理是通过人工激发地震波或使用自然地震波，分析地震波在地下的传播特性，广泛应用于油气勘探、煤矿勘探等，技术依赖于三维地震勘探和多波地震勘探技术的发展；电法勘探，通过测量地下电阻率的分布，来确定地下岩石和矿体的性质，应用于探测地下含水层、矿体等，尤其适用于寻找硫化矿床，已经引入电磁波方法，如频率域电磁法、时域电磁法等；放射性勘探，原理是利用岩石和矿物中放射性元素的自然衰变释放的γ射线或其他射线，用于寻找铀矿、钍矿等放射性矿产，技术特点有高灵敏度探测器，如γ射线谱仪[1]。

2、物化探技术概述—化学勘探技术

化学勘探技术是指利用化学方法来探查和评估地下矿产资源的技术，这些技术是基于地球化学原理，通过分析地表或近地表的固体、液体和气体样品中的化学成分，来推断地下的矿产分布。如地球化学勘探，原理是通过分析土壤、沉积物、岩石等固体样品中的化学元素含量和组成，预测地下矿产，适用于多种类型的矿床，如金属矿床、非金属矿床等，技术发展已经从传统的元素测量发展到微量元素和同位素分析，提高了勘查的灵敏度和准确性；气体地球化学勘探，原理是检测地表或地下的气体成分，如氡、甲烷等，这些气体可能与矿产有关，主要用于油气勘探，也适用于铀矿和其他类型矿床的勘查，技术人员会利用高灵敏度的气体分析仪器，例如气相色谱仪；水体地球化学勘探，通过分析地下水或地表水的化学成分，推断地下的矿产资源，适用于探查溶解在水中的矿物，如铀、硫化物矿床等，技术进展已经包括了先进的水样分析技术，如质谱分析、稳定同位素分析等；生物地球化学勘探，利用植物、微生物等生物体对某些元素的富集能力，通过分析这些生物体或其组织中的化学成分，间接推断地下矿产，一般应用在特定区域，如在植被覆盖的地区，用于寻找金、铜、铅、锌等元素，技术方面已经发展了生物地球化学样品的采集和分析方法，包括植物叶片、树干、微生物等。

3 激发极化法

激发极化法是矿产勘查中应用较为广泛的方法之一，在寻找铜、铁、煤、铅锌矿床都取得了一定的地质效果，并且利用此方法找水效果十分显著，也被誉为“找水新法”。其利用极距排列的装置检测地质矿产中岩体和矿石的激发极化反应。应用激发极化法需要结合岩层的布局、矿石的电极效应和电场的排布方式，以此研究激发极化效应出现时的空间变化特征与分布规律，勘查的本质就是电磁效应的检测。激发极化法在矿产资源的普查勘探中作用较大，利用新型科学技术，可以探测深埋超过２-３公里下的大型工业矿体，与瞬变电磁法相比激发极化法设备的输出功率更低，操作技术也吏为简便。

4、物化探技术的地质效果分析

物化探技术在矿产勘查领域的有效性评估是至关重要的，不仅涉及到技术的效果评估标准，还包括数据处理与解释的方法，以及成功与失败案例的比较分析，同时，理解这些技术的限制与面临的挑战也同样重要。

在矿产勘查工作中利用物化探技术可以获得详细的地质信息，不过在现实应用中难免会出现不确定性，从而影响勘查结果。并且在对矿产勘查得到的数据信息进行分析和整理时，也可能会由于人为因素而影响勘查结果的准确性。一般情况下，在地质找矿中应用物化探技术，是需要具有丰富工作经验的勘查人员指挥实施，如果工作人员技术水平较低，就会影响到物化探技术的实际运作效杲。因此在实际勘查工作中，要制定完善的勘查计划。伴随着信息化和科学技术的不断进步，勘查工作的效率也将不断提高，不过其收集的数据信息也将不断增加，分析难度逐渐提升，这就要求工作人员具备专业的技术水平，能够在矿产勘查中科学合理地应用物化探技术。为提高矿产勘查中的技术应用和找矿效果，首先应严格遵守物化探技术的应用原则，确保勘查数据分析的准确性，能够对勘查区域的环境条件进行分析决策。其次在确定矿产范围后，要关注地质情况，综合考虑矿产资源的形成原因，确保矿产资源能够有效利用。最后还需要对勘查过程中的外部因素进行有效控制，例如在一些深度较大的地层中，地质曲面比较复杂，丰富的矿体可能分布在不良的环境因素之中，从而对勘查结果造成影响，无法保障物化探技术勘查所获得的精度。最后在使用物化探技术进行矿产地质勘查时，应重点关注隐伏矿的勘查，综合考虑矿体的生产条件，选择有效的矿产资源。

4.1效果评估标准

效果评估标准包含多种，如技术在定位和识别矿体方面的准确性、技术对不同矿物组成和浓度的响应能力、技术能够探测到的最大深度、技术在不同深度或条件下的分辨能力，另外还要考虑技术的经济性，包括成本与勘探效果的对比以及技术适用的地质环境和矿产类型。

4.2数据处理与解释

数据获取和预处理包括数据的采集、噪声滤除和校正。数据解释，既利用地质知识和理论模型，将勘探数据转化为地质信息。软件和工具一般会应用地球物理和地球化学软件进行数据建模和可视化分析。综合评估过程中，技术人员会结合地质、地球物理、地球化学和其他相关数据，进行全面解释[2]。

4.3技术限制与挑战

每种技术都有其适用范围和局限性，如深度限制、分辨率限制等，且在复杂地质环境下，如断裂带、复杂地层等，技术也可能面临挑战。技术人员要考虑勘探活动对环境的影响，推动更环保和可持续的勘探方法，并不断跟随科技发展，持续更新和融合新的技术和方法，以提高勘探效率和准确度。

5结束语

综上所述，结合物理和化学勘探技术能够提供更全面、更深入的地下信息，使得矿产资源的探测更为准确和高效。且现代物化探方法更加注重减少对环境的破坏，符合可持续发展的需求。在未来，技术人员要继续探究地球物理、地球化学、信息科学等多学科之间的融合，提高数据分析和解释的准确性，并研究更加环境友好的勘探技术，降低对生态环境的影响，实现矿产资源的可持续开发。

参考文献：

[1]王月强.基于物化探技术的煤矿勘查方法研究与实践——以某煤矿为例[J].内蒙古煤炭经济,2023(13):181-183.

[2]吴仁飞,刘舜.物化探技术在矿产勘查中的应用分析[J].世界有色金属,2023(01):115-117.