深部金属矿

深部找矿物探方法主要包括：磁法、激电、电磁法（瞬变电磁法、MT法和CSAMT 法）、地震法和井间物探方法。

磁法是通用的廉价、快速找矿方法，但以定性和半定量为主。

它在圈定岩体范围，圈定断裂带，探测含磁性物质的矿产资源等方面具有独到作用。

电磁法种类繁多，包括时间域电磁法（TEM）、频率域电磁法（MT、AMT、CSAMT）、高密度电法和激发极化法（IP），其中勘探深度大于500m的是时间域电磁法和频率域电磁法。

电磁法特别对低阻体敏感。

由于断裂带和断层两侧岩层的电性差异较大，矿床和产出环境中常伴有低阻的蚀变带、角砾岩带、蛇纹岩化、剪切破碎带等，此外由硫化物颗粒组成的硫化物矿床往往电阻率很低，有些金属矿体也是低阻体，所以电磁法是勘探金属矿的重要方法。

地震法是物探方法中分辨率最高、最精确的方法。

但由于金属矿床多产出在岩浆岩及其围岩和变质岩及火山岩之中，矿体与围岩没有明显的波阻抗差，而在基岩裸露地区激发条件又很差，所以地震法在金属矿勘探中很少应用。

但近年来，随着数据处理方法和仪器设备的改善及提高，地震法在金属矿勘探中已取得了明显进展。

井间物探包括井中瞬变电磁法和井间高密度电法和井间地震，可以直接探测矿化带和矿体在井间的展布。

井中瞬变电磁法勘探深度可达2000m。

对于金属矿产的勘查，除了利用传统的电法之外，电磁法仍然是主要的方法．近年来激电法（ＳＩＰ／ＣＲ）、人工源和天然源的混合场源法（ＥＨ４）、人工源声频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）、瞬变电磁（ＴＥＭ）、大地电磁法（ＭＴ）等已逐步应用于金属矿勘查中，并在寻找深部隐伏矿床、构造复杂区的矿床等方面都取得了有用的成果。

ＭＴ是频率域电磁法的典型方法，是通过改变频率达到测深目的的天然源电磁法，所以ＭＴ在寻找深部隐伏矿中有不可替代的优势。

ＭＴ的勘探深度不仅与频率有关，还与地表电导率及其厚度有关ＭＴ虽然在寻找深部隐伏矿中有不可替代的优势，但是它的信号很弱且抗干扰能力较差，所以ＭＴ经过几十年的发展，为了适应不同的观测环境，ＭＴ发展了很多变种方法且在找矿中得到了应用，如以提高信噪比的可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）和以提高分辨率的混合源电磁法（ＥＨ ４），ＣＳＡＭＴ的频率范围一般为ｎ～８１９２Ｈｚ，勘探深度大于２ｋｍ，ＥＨ ４的频率范围一般为１０～１００ｋＨｚ，在１ｋｍ以内有较高的分辨率。

ＴＥＭ是时间域电磁法的典型方法，ＴＥＭ直到上世纪七十年代，在澳大利亚得到了发展和应用，ＴＥＭ与传统的直流电法、激电方法相比，其探测深度明显要大，垂向分辨率也高，易于探测到覆盖层下的良导体，探测深度可达３００～４００ｍ．近年来，随着仪器设备的不断改进，探测深度可达１５００ｍ。

在金属找矿方面，除了传统的电法外，电磁法是最主要的方法。

而且由于电磁法具有勘探深度大不受高阻层屏蔽等的优点，已成为深部找矿中的常用地球物理方法。

缺点是一般电磁法受低阻覆盖层屏蔽影响大，不利于探测低阻覆盖层下的深部矿体。

大地电磁测深(Magnetotelluric 简称MT)是一种以天然存在的区域性分布的交变电磁场为场源的电磁勘探法。

这类天然电磁场具有很大的能量，很宽的频带，可以穿过巨厚的岩石圈，为研究几十乃至上百公里深的地壳与上地幔提供信息。

这种新的勘探方法不需要大功率供电设备又有如此巨大的勘探深度，它不受高阻层屛蔽，它野外装备轻便，它效率高、成本低。

激电法的特点。

1、能探测各种结构的金属矿：它是目前能探测与围岩无明显导电性差异的浸染状金属矿的唯一的电法勘探方法。

2、干扰因素较少且有可能识别和去除：激电法不像大多数其他电法勘探方法那样会因地形和离子导电性差异而产生假异常。

石墨、石墨化、炭化岩石和无工业价值的矿化可以产生激电异常，是严重的干扰。

谱激电法的出现和发展，使识别这些干扰异常和矿异常有了可能。

3、具有较大的探测深度和克服低阻覆盖层影响的能力：一般电磁法受低阻覆盖层屏蔽影响大，不利于探测低阻覆盖层下的深部矿体。

相比之下，偶极装置的激电法克服低阻覆盖层影响，寻找深部矿体的能力要比其他方法都强。

缺点是激发极化法由于供电系统设备笨重，施工困难、成本高、效率低。

频谱激电法（SIP）法的主要优点：( 1) 由于SIP 法观测的是某一时间段的极化场( 总场) , 所以在供电电流较小的情况下, 可以观测到较大的激电效应信息, 因此具有较高的分辨率。

( 2) SIP 法野外观测常采用偶极装置, 装置轻便, 受电磁耦合的干扰小, 具有异常幅度大, 对极化体形状和产状的分辨能力较强, 对覆盖层的穿透深度大等优点。

( 3) 由于接收机具有选频和滤波系统, 它只接收由发送机发出的固定频率信号, 因此, 在克服电极极化不稳和不良接地条件方面以及在避免工业游散电流和天然大地电流场的影响方面均比直流激电法有优势, 具有较强的抗干扰能力。

在某些相当困难的条件下, 该方法仍能获得较好的观测资料。

( 4) SIP 在深部金属矿勘探中优势突出, 相对直流激电法而言, 可观测研究的参数多, 多参数组合解释能够提供更丰富的地质信息, 应用前景更为广阔。

组合使用反演提供的导电性参数、I P 谱强度参数与IP 谱形态参数, 可以从不同角度侧重于不同方面去研究电化学场的特性, 有可能对评价激电异常源性质提供较多的途径, 可以较好地解决矿异常与非矿异常的区分问题, 提高了寻找隐伏矿的能力。

( 5) SIP 法能够区分矿与非矿。

当频率相关系数C1 > 0.4 时, 表征极化体内极化颗粒较均匀, C1< 0. 4 时, 表征极化体内极化颗粒不均匀。

据此, 可按极化体在目标地质体中的结构差异来识别目标体的地质属性( 即区分矿与非矿) 。

此项功能又可细分为: 识别金属硫化物IP 异常与含碳质地层IP 异常,根据大量实验统计结果, 当时间常数S1 > 100 s 时,极化体为高含量石墨或石墨化岩石; S1 > 10 s 时, 极化体为高含量硫化物或石墨化岩石。

相对于普通电法, SIP法具有参数多、抗干扰、勘探深度大, 异常单一等特点, 能够较准确地圈定金属硫化物富集体的空间分布位置。

但该方法工作效率低、成本高, 不适宜做大面积的工作, 只能应用于详查定位研究阶段。

CSAMT的特点： 1、工作效率高；2、勘探深度大，其勘探深度在数十m至2～3km 之间；3、垂向分辨力好；4、水平方向分辨能力高；5、地形影响小。

6、高阻的屏蔽作用小。

CSAMT法使用的是交变电磁场，因而它可以穿透高阻层，有些无法用直流电法探测的高阻层下的地质体，用CSAMT法可得到好的效果；7、CSAMT法也常被下列问题所困扰场源的各种影响，静位移效应，低阻覆盖层下的深部探测，三维问题的正反演等。

瞬变电磁法的特点： 1、穿透高阻能力强； 2、勘探深度大，分层能力强，对低阻异常反应灵敏； 3、测感应磁场，受地形影响小； 4、测量方式（装置）：中心回线、重叠回线、大定源组合等，地井系统； 5、线圈点位、方位或接收距要求相对不严格，测地工作简单，工效高。

井中和井间物探主要用于追踪在钻井中发现的矿体向外围延展情况和在井间的连续性。

方法有井中瞬变电磁法、井间地震法、井中及井间高密度电法。

由于井中物探的传感器（接收装置）靠近矿体，所以分辨率高。

反射波地震方法在探测沉积层控矿床和控矿构造方面效果较好, 而散射波地震方法不但可探测与矿体有关的地下局部不均匀体, 而且, 结合其它物化探资料还可确定隐伏矿体的位置。

根据具体地质任务性质，针对方法特点、选择相应的方法和方法组合1、寻找强磁性的铁矿，可开展磁法勘探，强磁异常往往与矿体相对应，可用于直接找矿。

2、一般来说，侵入岩体具有高磁性，低密度的特点，因此在普查阶段可投入磁法和重力工作，高磁、相对重力低体往往反映了隐伏岩体。

3、火山岩体一般具有较强的磁性，但其磁性很不均匀，可用磁法来圈定火山岩的分布范围。

4、多金属硫化矿的极化率一般较高，用激发极化法效果较好。

一、直接找矿磁铁矿与围岩的磁性差异巨大，密度差异也很明显。

用磁法配合重力找磁铁矿。

二、间接找矿（一）岩体：中酸性岩体具有中等磁性，酸性岩体弱磁性，岩体的密度一般比围岩要低。

用重力和磁法找岩体。

（二）接触带：磁性岩体相对围岩磁性较高、密度较低，可用磁法和重力圈定岩体；弱磁性岩体的密度一般较围岩低，可用重力方法圈定岩体。

（三）大理岩（矽卡岩）俘虏体：相对岩体来说大理岩（矽卡岩）俘虏体的密度高、电阻率高、磁性低，可用重力，磁法、电阻率法。

（四）断裂构造：岩石受断裂构造作用后，岩石破碎，密度和电阻率都会降低，可用重力和电阻率法。

（五）矿化蚀变带：与围岩相比具有较高的极化率，用激电法。

具有大探测深度的混合场源电磁仪2EH24发挥了关键作用.该仪器是大地电磁(M T)和可控源音频大地电磁(CSAM T)的结合体,采用可控源以弥补天然场信号微弱及不稳定性,并且克服了天然场源在1 kHz和10 Hz附近信号差(噪声洞)的固有问题.通过采集地下地质体对天然场源或人工场源的电磁响应,并经相应处理建立地下电性结构,其有效探测深度达1 km以上。

案例：兰陵铁矿是山东省物化探勘查院采用SIP 法解决深部磁铁矿矿体空间赋存位置的成功典例, 兰陵铁矿埋藏深度大(-750 m 以下) , 矿脉倾角大( 大于65b) , 地质构造复杂, 地面磁异常宽度大。

因此, 地面布孔难度非常大。

在连续6 个钻孔未见矿的情况下, 采用CSAMT 和SIP 法, 成功地解决了矿脉的埋深及倾斜方向问题, 按照设计钻孔, 在840 m 和995 m 见到了2 个主矿带, 其中995 m 的矿带为主矿带, 见矿总厚度68 m。

在寻找深部金属矿中, CSAMT 和SIP 相互配合是最佳物探方法技术组合。

CSAMT 具有效率高成本低、勘探深度大、分辨率高等优势。

对深部隐伏断裂构造的变化规律及细节有较高的分辨能力,因此, 在CSAMT 勘探的基础上, 选取成矿地质条件有利部位, 然后利用SIP 对断裂构造的矿化蚀变程度予以定性, 相互取长补短, 是目前深部找矿较为有效的地球物理勘探技术组合。