物探方法概述

物探工作需要全面 合理 统筹布置工作 物探工作需要全面 合理 统筹布置工作 工作的布置是围绕着解决任务 目的要求去做的 一定要明白你所做的工 作的目的 预想达到的效果 奔着预想的效果去寻找一切可能的依据 全面性 要全面 系统考虑设计书规定的工作任务的布置 甚至要比设计 书规定的工作任务还要多的工作考虑和布置 给变更设计工作提供可能 合理性 要依据工作区的实际情况及所掌握的以往资料提供的依据 经综 合分析研究后 合情合理地布置工作 统筹性 为快速完成任务 加速评价工作成果 从时间上 方法上 技术 上 各部门协作上 外部环境上 要统筹考虑安排布署工作 要学会合理调配 人员 设备 队伍 达到即不窝工 又不浪费 高效快速地完成任务 随着找矿工作的深入 特别是在寻找隐伏矿方面物探工作将起着不可低估 的作用 所以要用好物探方法 正确地使用物探工作是我们每个搞物探 地质 工作者的职责 因此 这里主要介绍物探工作方法 思路 一 任务的确定 1 应结合具体情况 根据当地地质 地球物理特征寻找 具备物性前提的 矿床 地层 控矿构造 有关蚀变岩石等作为物探工作目标物 要尽量发挥物 探方法在构造研究 地质添图 直接和间接找矿 矿区勘探等多方面的作用 2 物探工作主要解决的问题 1 配合大 中 小比例尺进行区域地质调查工作 提供研究基础地质的 资料 2 成矿远景进行间接找矿 以圈出找矿靶区 包括贵金属 有色多金属 黑色金属 以及具有间接找矿前题的非金属矿种等 3 配合矿区及外围普查勘探 对异常进行详细研究 为寻找深部 隐状 矿提供线索 4 勘查油气 煤矿床 5 在环境地质 水文地质及工程地质中的应用 6 其它工作 包括寻找爆炸物 地下管道 考古等人文活动遗迹调查等 方面的应用 3 当探测对象 矿种 矿床类型 间接找矿目标物等 物理前提不明 物 性差异不明显 即探测目标与围岩之间的物性差异不够显著 不能肯定能测出 目标物异常时 或工作区存在较严重的干扰因素 使方法技术的效果受到影响 只能做为实验研究项目来作 4 应用综合物探方法时 要考虑其各自的特点 既使用前题 作用 效率 成本等 合理地确定具体任务 充分发挥其作用 当工作地区存在着多种可能 使用的物探方法解决的问题时 应该考虑同时解决多种问题的必要性和可能性 二 测区 比例尺和测网的确定 1 测区范围的确定 a 必须保证探测成果轮廓完整 周围有一定面积的正常场背景 为了节约 工作量 一般可将普查区划分为 控制区 与 调查区 b 测区范围应尽可能地包括少量已知区 与过去工作区相衔接时 必须 有一定数量的重复测线 并尽量包括过去工作过的基点或基线点 2 比例尺的确定 a 在区域地质调查阶段 用于中 小比例尺 1 20 万到 1 10 万 及大 比例尺 1 5 万到 1 2 5 万 地质填图等 b 普查阶段 应和地质普查比例尺相当或者再大一倍 主要使用比例尺由 1 2 5 万 1 5 千 c 详查阶段 比例尺要大于 1 5 千 必要时可做微测技术 3 测网的选择 a 区域调查与普查测网的选择 以能从信噪比很低的数据中发现有意义的 最小异常为原则 测线距应不大于成图比例尺上 1cm 的长度 并保证最小有意 义地质体上有一条测线通过 其测点距应保证测线上至少有 3 个连续测点能在 既定工作精度上反映异常 b 在详查工作中 点线距必须保证观测结果能清晰地反映异常细节 以 满足数据处理和推断解释需要 在重点地段可进行微测 剖面等工作 三 工作精度 规范中有 可遵照执行 一般采用均方误差确定工作精度 1 区域地质调查和大面积普查性工作精度应根据干扰水平和仪器设备条件 确定 以满足综合找矿综合研究需要为原则 2 一般普查性工作的精度 应根据由目标物引起的可以从干扰背景中辨认 的 有意义的最弱异常极大值的五分之一到六分之一来确定 3 异常详查和配合矿区详查评价的工作 其精度应根据异常特征和所需等 值线间隔确定 并满足解释推断时可能用到的某些数据处理技术对精度的特殊 要求 4 如有特殊情况 应在设计中另行规定 四 典型剖面性工作 典型剖面要布置在能概括反映区内不同地层 火成岩 构造和矿产的地方 并最好能与已有地质剖面重合 剖面数量由地质情况的复杂程度和异常变化情 况及工作任务确定 长度应大于地质情况已知地段的宽度 观测点距可根据需 要而定 以能取得不同地质体上的详细对比资料为原则 观测精度应适当提高 当需要对异常定量推断时 必须设计精测剖面 精测剖面应布置在能反映异常特征 最少干扰 最利于进行定量计算的地 方 并尽量可能与已有勘探线重合或通过已有探矿工程 剖面应是直线 其方 向应垂直于异常走向或通过异常极值点 剖面长度要使两端出现正常场 剖面 点距和精度要求据定量推断的需要确定 五 测地工作 对中小比例尺工作宜利用较工作比例尺大一级或同级的合格地形图定点或 GPS 定点以提高效率 所定点位的最大平面误差值 在按工作比例尺作的图上 必须不大于 2 0mm 对等于或大于 1 1 万的工作 应采用仪器敷设基线 并在此基础上逐点或 隔点测定测点或敷设控制网 所定点位的最大平面误差值 在按工作比例尺作 的图上必须不大于 2 5mm 在通视条件极差的地区 在不影响完成地质任务的前题下 可适当放宽 为了便于资料的长期利用 对测网基线的端点 重要剖面的端点 总基点 基点及主要异常位置 以及建议的异常查证工程位置 都应与附近三角点进行 联测 求出坐标值并绘在地形底图上 必要时可将上述点位的永久标志向当地 政府托管 六 物性参数测定工作 尤其是根据地质 地球物理模型进行间接找矿时 对参数的调查了解是必 不可少的 应深入广泛地进行 根据任务要求 结合工作地区的地质条件选择合适的测定方法 并按每个 异常都能解释和交待的原则确定标本采集点的分布 要求采集新鲜的岩 矿石 标本 每类岩 矿石标本不少于 30 块 按测定方法的要求确定标本采集的大小 规格 提出进行岩矿鉴定 化学分析等补充研究的方案 七 各类物探找矿方法简述 激发极化法 1 激发极化法是一种传统 有效 成熟的地球物理勘探方法 长期以来 在多金属硫化物类矿床勘查 地下水资源探测以及在识别构造圈闭或岩性圈闭 的含油气层等方面 发挥着重大作用 取得了较好的效果 激发极化法按场源 种类 可分为直流激发极化法和交流激发极化法 在稳定电流 或直流脉冲 的 激发下 电流场中岩石和矿石产生激发极化效应 研究电场随时间变化 充电和 放电过程 的特性 称为直流激发极化法 又称时间域激电法 大多数直流激电 仪同时观测视电阻率和视极化率 视充电率 两个参数 直流激电法野外工作装 置有中间梯度 对称四极 三极或联剖 偶极 偶极 二极等 是根据工作要 求进行电极间的不同排列形式 又根据观测目的不同分为剖面法和测深法 剖 面法追索和圈定异常地质体的平面分布范围 测深法则探测和评价异常体纵深分 布特征 如形态 产状 延伸等 2 激发极化法探矿特点 通常应用于直接勘探金属矿 查明地下隐伏矿 化 体 2 1 可以发现和研究浸染状 体极化 或块状 面 体极化 矿体 当矿 体的顶部或周围有矿化 或其它导电矿物矿化 的浸染存在时 可以发现规模 较小或埋藏较深的矿体 2 2 作为勘查方法 激发极化法不仅用于普查硫化矿床 某些氧化物矿床 地下水 检查其它物化探异常 而且当有色金属 贵金属 稀有元素矿产与黄 铁 黄铜 矿化或其它矿化共存时 可借以间接发现和圈定有用矿体或矿化带 2 3 常见的黄铁 黄铜 矿化 石墨化 炭质 磁铁矿化或其它分散的金 属矿化同样可以产生激电异常 要注意区分矿 化 异常与干扰异常 2 4 纯地形不产生激电异常 观测结果受地形和其它因素 浮土加厚 找 金属矿时含水断裂带的存在 的影响较小 一般要求在地表为非裸露基岩 非岩石碎屑 既地表接地电阻较小 的工 区开展激电测量工作 由于设备功率及方法的有效性限制 通常情况下探测深 度小于 300 米 为取得预期的地质效果 应根据勘查任务和测区形条件适当选择装置类型 常用置有中间梯度 联合剖面轴向偶极 偶极 对称四极测深 近场源地下供电 装置 激发化充法 等 装置类型一般选择原则 a 面积性普查工作 一般选择中间梯度装置 其异常研究应采用测深剖面 b 需详细了解目标体形态特征的 应采用测深装置 常有对称四极 多极 距轴向偶 偶极测深等 c 为解决某些特定问题 如浅表目标体上顶位置 产状等可采用联合剖面 装置 磁法勘探 磁法勘探是地球物理勘探方法之一 自然界的岩石和矿石具有不同磁性 可以产生各不相同的磁场 它使地球磁场在局部地区发生变化 出现地磁异常 利用仪器发现和研究这些磁异常 进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称 为磁法勘探 磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一 它包括地面 航空磁 法及井中磁测等 主要用来直接或间接寻找和勘探有关矿产 如铁矿 铅锌矿 铜锦矿等 进行地质填图 直接用于勘探铁钴镍等铁磁性矿产 或间接勘探与构造 磁性 地质体相关的矿产 磁法勘探可用于地质调查的各个阶段 在地质填图时 磁法勘探可以划分沉 积岩 喷出岩 基性岩 超基性岩及变质岩的分布范围 可以研究沉积岩下面的 基底构造 查明各种控制成矿的构造 如深大断裂和火山口等 在普查找矿时 磁 法勘探可用来直接寻找磁铁矿床 并可与其他物探方法配合 间接寻找或预测石 油 天然气 煤 铜 铝 镍和其他金属 金刚石等 在勘探磁铁矿床时 结合 钻探资料 可以推定矿体的形状 指导正确布置钻孔和寻找钻孔旁侧及深部的盲 矿体 此外 磁法勘探还可用于研究深部地质构造和解决其他地质问题 以及应 用于考古学等方面 磁法勘探也是基本地球物理手段 国家已纳入在全国范围内 进行系统测量 的计划 并已基本覆盖了全国重要地区 音频大地电磁测深 AMT 主要应用于查明地下深大隐伏断裂 构造 灰岩地区岩溶发育情况等 也 可以用于直接找金属矿 化 体 音频大地电磁测深应用于 100 2000m 依据 区域电阻率情况而定 以上的电阻率测深 效率较高 施工简单 能有效克服 地表起伏等不利因素 勘探深度小于 100m 的测深一般不选用此方法 能获取视电阻率 频率域 参数 经过反演可以得到电阻率断面 对横向 构造灵敏 广泛应用于深部地热 矿产 油田 煤层气等领域 是直流电测深 的有效代替方案 当探测深度大于 300m 时 通常选用电磁类物探方法测深 例 如大地电磁测量 瞬变电磁测量 包括构造控矿的类型可以用来 直接 找控 矿构造 找矿 配合地面激电扫面或测深的结果做综合解释 能提高其推断解 释准确性 由于音频大地电磁测量测量天然电磁场 因此该方法很容易受到各 种干扰因素的影响 例如人文活动 交通道路 输变电线等 当近地表出露岩 性及第四系覆盖层电性变换较大时 会引起大地电磁测量静态位移 通常的数 据处理方法不能完全消除其影响 对测量结果会有一定干扰 需要结合地质 钻探或其他物探方法综合分析利用 可控源音频大地电磁测深 CSAMT CSAMT 在地质勘查中对于 2000m 依据区域电阻率情况而定 以上的电 阻率测深 效率较高 施工简单 勘探深度小于 200m 的测深一般不选用此方 法 能获取视电阻率 频率域 和阻抗相位 频率域 两个参数 经过反演可 以得到电阻率断面 和阻抗相位拟断面综合解释 对横向构造灵敏 主要应用于 深部地热 矿产 油田 煤层气等领域 主要应用于查明地下深大隐伏断 裂 构造 灰岩地区岩溶发育情况等 也可以用于直接找金属矿 化 体 例 如构造控矿的类型可以用来 直接 找控矿构造 找矿 点距 20m 50m 太 小的电道信号太弱 但并不因为点距小就能提高解释的横向分辨率 太大的话 横向分辨较弱 同时施工效率不高 2 CSAMT 的优点 1 对于低阻地质体非常敏感 2 垂向分辨率高可有效识别断层 尤其 1D 反演 定位准确 3 地形影响小 切易于校正 4 勘探深度大 5 可很好的克服地表的高阻屏蔽作用 穿透高阻层 实现普通电法 地震 折射无法勘查的目的 6 工作效率高 3 CSAMT 装置 1 装置形式 AB 接地长导线为发射源 在 3 趋肤深度 的扇形范围内布置测网 通 过在接收点同时测量电场和磁场两个互相垂直的水平分量的振幅和相位 计算 阻抗视电阻率 PE H 和相位差 E H 装置图如上图 瞬变电磁法 瞬变电磁法 Time Domain Electromagnetic Method 简称 TDEM 或 TEM 瞬变电磁法以接地导线或不接地回线通以脉冲电流 以激励探测目的物感生二 次电流 在脉冲间隙测量二次场随时间变化的响应的一种电磁探测方法 通常应用于勘探深度在 100 600 米深度 具体视区域电阻率确定 内煤矿 水患调查 水文地质调查 金属矿产勘查 工程地质勘查中的富水区域 断裂 构造 金属矿 化 体分部情况 瞬变电磁法的特点有以下几点优点 1 把频率域法的精度问题转换成灵敏 度问题 加大功率灵敏度可以增大信噪比 加大勘探深度 2 在高阻围岩地区不会 产生地形起伏影响的假异常 在低阻围岩区 由于是多道观测 早期道的地形影响 A B O 3 Hy Ex 也较易分辨 3 可以采用同点组合 同一回线 重叠回线 内一回线 进行观测 使 与探测目标的耦合最紧 取得的异常响应强 形态简单 分层能力强 4 线圈点位 方位或接发距要求相对不严格 测地工作简单 工效高 5 有穿透低阻覆盖的 能力 探测深度大 6 剖面测量与测深工作同时完成 提供了更多有用信息 减少了多解性 主要有中心回线 大定源装置 其中中心回线的探测深度较小 但横向分 辨率较高 适用于 100m 200m 左右探深 大定源的探测深度较大 一般在框 内测量 使用 IX1Dv3 的大定源解释程序时 可以在框内 2 3 区域甚至更大的区 域测量 如果想采用中心回线的解释手段 只能在 1 3 区域内测量 与大地电磁测量法相比较具有无静态效应影响 探测深度相对较小 通常 只能进行一维反演 对低阻区域穿透能力强 对地下水探测反应灵敏 分辨率 较高的特点 在人口聚集 交通 工业发达的地区通常有电磁干扰 改方法应 用效果也容易受其影响 高密度电法勘探 高密度电法勘探 Electrical Ima