211169463_基于金属矿产构建下的物探新思路

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地质勘探
G eological prospecting
基于金属矿产构建下的物探新思路
王亚男
摘要：区域物探方法是金属固体矿产资源勘查工作中的新型技术方法，该类勘探技术对于提高金属固体矿产勘查效率和勘查工作的整体技术水平均具有重要的意义。

目前金属固体矿产勘查实践中已经有多项区域物探技术得到了广泛的应用。

随着我国金属固体矿产勘查技术的不断进步，在金属固体矿产工作中研发出了更多的新型区域物探技术。

本文将对金属固体矿产勘查在区域物探中的新方法进行分析研究，以期促进我国区域物探技术以及金属固体矿产勘查事业的现代化发展。

关键词：金属固体；矿产勘查；区域物探；新方法分析
金属固体矿产资源主要包括铜矿、铁矿、铝矿、锰矿等多种具有较高应用价值的固体金属矿类型，其勘查工作对于我国的国民经济建设以及社会发展都具有重要的意义。

只有不断提高金属固体矿产勘查工作的质量和效率，才能满足社会经济高速发展过程中对金属固体矿产资源的需求。

因此必须高度重视金属固体矿产勘查工作，积极应用先进的勘查技术。

区域物探技术是近年来在金属固体矿产勘查领域中新兴的技术方法。

与传统勘查技术相比，区域物探技术在自动化、数字化以及信息化水平方面都有了显著的提高，不仅极大地提高了找矿的效率，而且有利于控制找矿成本。

现阶段已经有多项区域物探方法在金属固体矿产勘查工作中被实际应用。

随着近年来我国对金属固体矿产勘查工作重视程度的提高以及勘查技术水平的提升，以航空磁探技术、面波勘测技术以及新型重力探测技术等为代表的区域物探新方法在金属固体矿产勘查工作实践中得到了逐步的推广应用。

本文将对金属固体矿产勘查在区域物探中新方法分析研究，以推动我国矿产资源勘查技术水平的进步，并为我国的社会经济发展提供更加可靠的资源保障。

1 区域物探方法概述
区域物探方法基本含义：
所谓区域物探技术也就是区域物理地理勘探技术的简称，其主要是对某一构造带、图幅所辖范围以及某一地质单元等范围较大测区开展地球物理勘探。

在区域物探中为了能够对地下地层结构以及地质构造等进行分析，一般在工作中会采用1：10万或1：20万的中比例尺以及1：50万～1：100万的小比例尺。

区域物探技术是准确掌握地质数据、为金属固体矿产勘查工作提供参考依据的重要技术方法。

区域物探技术包括航磁勘探技术以及重力勘探技术等，随着我国地质找矿勘探技术水平以及相关勘探仪器设备的不断进步，新型区域物探技术在金属固体矿产勘查工作中逐渐推广应用，进一步提高了我国金属固体矿产勘查工作的质量和效率。

2 金属固体矿产勘查在区域物探中新方法分析研究
2.1 金属固体矿产勘查中重力勘测新方法分析
重力勘探技术是金属固体矿产勘查工作中的常用区域物探技术之一，随着我国矿产资源勘查技术水平的提高以及新型勘探设备的推广应用，在传统的重力勘探技术基础上发展出了新型的高精度重力勘探方法。

该区域物探新方法的技术原理和传统重力勘探技术原理并无明显区别，其技术改进主要体现在微伽级等新型重力观测仪设备的应用方面，目前在金属固体矿产勘查工作所使用的高精度重力仪的读数分辨率能够达到1microGal水平，既能够满足小构造探测要求，也能够实现对不同高度的梯度测量，重力梯度数据具有较高的精确度，在金属固体矿产勘查中被广泛应用于地质边界的勘探划分等工作。

我国现在又成功研制了新型的铷原子高精度绝对重力仪，进一步提高了探测精度，能够为地球内部结构的研究提供更为精确的数据信息，因此新型的高精度重力勘探技术也成为了金属固体矿产勘查领域中具有较高应用价值和广阔发展前景的区域物探新方法。

2.2 金属固体矿产勘查中电法勘测新方法分析
2.2.1 电法勘探中的K剖面新方法分析
K剖面法是金属固体矿产勘查工作中新型区域物探方法之一，其属于电法勘探技术类型。

该勘探方法的理论基础是波动场理论以及电磁场理论。

与传统的视电阻率量板法以及早期的K 剖面法不同，现阶段金属固体矿产勘查工作中的K剖面法主要是以曲线的一二次微分为基础，结合相关参数对地质体或者构造体进行分析，极大地提高了勘探精度，并能够对地质异常进行更为科学的解释分析，在金属固体矿产勘查工作中发挥了越来越重要的作用。

2.2.2 电法勘探中的高密度电法新方法分析
所谓高密度电法也就是以普通电阻率法原理为基础，结合了电测深技术以及电剖面技术的新型区域物探方法，其主要采用阵列式高密度方式进行观测点的布设，因此具有更高的勘探
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地质勘探
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效率，在金属固体矿产勘查工作中发挥了重要的作用。

在金属固体矿产勘查实践中应用高密度电法进行外业勘测时，勘探人员应在测点上将所有电极布设就位，之后就可以通过工程电测仪以及程控电极转换装置自动进行数据采集了。

在完成了数据的采集后，还可以利用配套的专业数据处理解释软件对数据进行分析，以判断电断面分布情况。

与传统电法勘探技术相比，高密度电阻率新方法只需进行一次电极布设工作，极大地减少了电极设置中发生故障的概率，提高了外业数据勘测的效率，并降低了区域物探方法应用的人力成本投入。

同时，由于该区域物探新方法能够对多种电极排列方式进行有效的测量扫描，所获取的地电断面特征数据以及其他地质信息更加丰富，且其在外业数据采集中仅需2s-5s左右的时间即能够完成一个测点的数据采集，较高的自动化水平在客观上减少了人为因素对数据采集准确性和全面性的影响。

此外，该勘探方法还能够对勘探数据进行预处理以及剖面曲线形态展示，即使在脱机条件下仍能够自动完成成果图件的绘制以及打印工作。

高密度电法勘探新方法在金属固体矿产勘查工作中的应用，极大地提高了矿产资源勘测技术的智能化水平以及数据解释能力，有效地促进了金属固体矿产资源勘测效率的提升。

2.2.3 电法勘探中的CSAMT新方法分析
CSAMT方法是在AMT音频大地勘探技术基础上发展出来的新型区域物探技术。

CSMAT方法以不同频率条件下电磁波穿透深度的差异性为基础，通过人工方式利用可控源形成电磁音频信号对地面电磁场进行探测。

然后再根据频率相移的不同来判断不同介质电阻率的深度分布情况，并对目标体的具体分布特征加以分析。

CSAMT技术在金属固体矿产勘查中的应用能够有效提高地质勘测找矿效果，为我国的社会经济发展提供更加丰富的金属固体矿产资源。

2.3 金属固体矿产勘查中地震勘测新方法分析
面波勘探技术是金属固体矿产勘查工作中近年来研发成功的新型浅层地震区域物探方法。

与传统的以激发测量纵波为基础的地震勘探技术相比，面波勘测技术则是以干扰波为主要工作对象。

在面波传递的过程中，通过对其动力学以及运动学特征的分析能够对地下介质特性进行较为准确地判断，因此该技术在金属固体矿产勘查工作中也受到了广泛关注，成为了金属固体矿产勘查的一项重要新型区域物探方法。

所谓面波指的是当介质中有分界面存在时，P波以及S波在一定条件下会相互干扰叠加，此时所产生的次声波具有能量强以及频率低的特点，由于此类地震波的形成和界面密切相关，同时其传播方向与介质分界面一致，并且当其与界面之间的距离加大时，会产生明显的能量衰减现象，所以该类型地震波被称为面波。

目前已经发展出了多项面波勘探新方法，并在金属固体矿产勘查工作中得到了不同程度的推广应用。

在金属固体矿产勘查实践中主要包括主动源和被动源这两大类面波勘探技术类型。

2.3.1 SASW方法分析
所谓SASW勘探法也就是表面波谱分析技术，其主要是激发震源产生宽频带地震波信号，再通过检波器接收信号，之后结合单一频率相位差和检波器之间间距等要素对频率相速度进行计算并完成频散曲线的绘制。

通过SASW方法的应用能够对多层介质同时进行探测，以准确测定其厚度等指标参数，该勘探方法具有较高的勘测精度和效率，不过容易受到近场效应、空间假频等因素的干扰，不适用于有较强干扰存在的测区勘查工作。

2.3.2 F-K方法分析
F-K方法也就是频率波数法，该技术以傅立叶二维变化为基础对频率空间域信号进行转化，从而获得频率波数域以及能量分布信息的数据集，之后就可以按照振幅能量特点来对频散曲线进行提取了。

该勘探技术的应用较早，但存在高阶能量分辨率相对较差的问题。

近年来随着区域物探技术的不断进步，该技术用新的频率—速度域取代了过去的频率—波数域，并将多种信号算法引入到数据分析解释中，使面波频散图像的精度以及高阶面波分辨率均得到了显著的提升。

在应用该区域物探新方法开展金属固体矿产勘查工作时，应沿测线方向合理布设检波器，避免空道出现，对成像精度造成不利的影响。

在传统频率波数法基础上，通过技术改进还发展出了相移法，其能够直接根据空间相位数据对相速度进行计算，其在对基阶面波进行频散曲线提取时具有明显技术优势。

根据金属固体矿产勘查工作需要，对相移法也进行了技术改进，使常规相移法的成像品质得到了进一步的提升，能够更好地满足分辨基阶面波的要求。

2.3.3 线性拉东变换法
线性拉东变换法也就是离散化T-P法，由于其具有较高的面波高阶分辨率，因此在金属固体矿产勘查工作中也是一项重要的区域物探技术，其技术应用较为成熟。

近年来该技术得到了进一步的改进，新的T-P法与传统勘探技术相比，在瞬态面波频散曲线提取中的失真明显降低，具有更好的端点效应和可靠性，为提高金属固体矿产勘查效率提供了可靠的技术支持。

2.3.4 SPAC方法分析
SPAC方法也就是空间自相关方法，属于被动源面波勘探技术类型，其主要是以系数为基础对相速度进行计算分析。

现阶段在金属固体矿产勘查工作中主要采用频域计算以及时域计算封方式来对勘测数据加以处理解释。

其中时域计算方式首先需要截取连续记录的勘测数据，并将其划分为不同道集。

之后应对各道数据采取窄带滤波处理，并在不同频率条件下对圆心和圆周各点空间自相关系数进行计算以及方位平均处理。

再根据观测半径所对应的自相关系数对相速度加以计算。

而频率域计算方式则只需经过一次傅立叶变换就能够通过时域进行计算分析，省略了窄带滤波缓解，其计算效率更高。

与其他传统区域物探方法相比，空间自相关法更能有效提高低频段面波分辨率。

在金属固体矿产勘查工作实践中，航空物探技术往往需要与重力勘测、电法或磁法等其他区域物探技术综合应用。

随着区域物探技术的不断进步以及航空平台的发展，目前已经研发出了多项新型航空物探方法，并在金属固体矿产勘查领域得到逐步的推广应用。

2.4.1 新型航空伽马能谱勘探技术分析
随着区域物探技术的不断发展，越来越多的新型勘探方法被应用于金属固体矿产勘查工作中。

在航空物探领域也发展出了更为先进的航空GRS16型等新型伽马能谱测量技术，该技术以自动稳谱技术为基础，能够较为便捷地完成勘探数据记录以及数字输出任务，同时在技术应用中所使用的航空伽马能谱仪具有较高的数字化水平，其能谱道梳理已经达到1024道水平。

目前已经有256道的新型GR-820型航空伽玛仪投入到了金属固体矿产勘查工作实践中。

此外，在航空伽马能谱数据的解释方面也发展出了新型的Praga专业软件系统，其不仅能够对伽马能谱的全谱测量数据进行自动化的处理分析，而且还具备数据校正功能以及噪声消除功能等，谱线数据处理效率以及分析能力与传统数据处理软件相比均有了明显的提高，可以更好地满足金属固体矿产勘查工作的实际需要。

2.4.2 新型航空磁力测量技术分析
以航空飞行器为平台基础，搭载航空磁力仪对测区进行勘探，以完成金属固体矿产勘查任务的航空磁力测量技术虽然是区域物探中的传统航空物探方法，但近年来随着三维数据分析技术、新型GPS以及GIS技术的发展以及高精度新型磁法勘测仪器设备的推广应用，航空磁力测量技术的金属固体矿产勘查能力以及找矿成果都取得了明显的进步。

目前在金属固体矿产勘查领域已经加强了对新型的航磁技术、异场地磁弱信息提取、三分量磁力测量技术以及全梯度航磁磁力测量等技术设备的研究。

同时，目前在金属固体矿产勘查的航空磁力测量中虽然仍广泛应用航空磁力仪等勘探设备，但新型航空磁力仪也在向小型化方向发展，且仪器的数字化以及智能化水平在不断提高，其测量分辨率也在逐渐提高，目前已经能够达到pT级水平。

新型的超导或者原子磁力仪、航空三分量测力仪等各种新型航空磁力测量仪器设备均在研发过程中，未来各项新型探测仪器的应用将进一步提高金属固体矿产勘查的效率。

2.4.3 新型航空重力测量技术分析
航空重力测区技术虽然在金属固体矿产勘查工作中已经是较为成熟的航空物探方法，但随着近年来信息航空重力梯度测量设备的发展，航空重力测量的精度不断提高，目前空间分辨率已经达到了3km以下，且能够实现0.6mGal的测量精度。

同时，超导重力梯度测量仪器设备以及惯导式新型航空重力测量仪器也都在持续地研发和推广中，将进一步提高金属固体矿产勘查的质量和效率。

此外，航空重力测量技术的相关数据解释软件也在更新升级，目前已经有Encom Model Vision以及GM—SYS等专业重磁数据软件被应用与金属固体矿产勘查工作中，极大地提高了模型构建的效率，且能够便捷的对模型参数进行修改更新，并能够满足金属固体矿产勘查中二维以及三维地质解释和重磁正反演的要求，是具有较高应用价值的新型数据解释处理方法。

2.4.4 新型航空电磁测量技术分析
近年来航空电磁测量技术成为了金属固体矿产勘查工作中的重要区域物探方法，传统的利用直升机吊舱搭载时间域测量系统的航空电磁测量方法已经取得了较为成熟的技术应用经验。

而随着新型航空器的发展，以无人机为航空搭载平台的新型航空电磁方法受到了高度重视。

通过对无人机电磁测量的实际应用经验的总结发现，与传统的固定翼飞行平台相比，该新型勘探方法在升级速度、定位准确等方面均具有明显的技术优势，使金属固体矿产勘查效率得到了极大地提高。

同时，在无人机电磁测量数据的分析解释方面，目前也已经研发出了格栅化算法以及性能更好且更为精准的地图数据和数据库系统，能够为大数据实现无缝协同提供技术支持。

在应用航空电磁测量技术时，还可以综合应用OasisMontaj等磁性数据解释处理软件系统，以自动完成数据存储、分析处理、数据解释、成图以及数据共享等多项任务，以满足区域物探数据反演、处理、模拟以及成图等要求。

此外，新型的三维地磁探测技术也是现阶段航空电磁勘探技术的重要发展方向之一，虽然该区域物探新方法尚未在金属固体矿产勘查工作中得到实践应用，但其仍具有较好的发展前景。

3 总结
在金属固体矿产勘查工作中，应加强对各类型区域物探技术的研究，充分了解各项区域物探技术特点以及技术适用条件，准确掌握不同区域物探技术要点，不断提高区域物探技术在金属固体矿产勘查工作中应用的科学性、规范性以及有效性，以提高金属固体矿产勘查工作的效率，取得更好的找矿效果。

同时，金属固体矿产勘查人员应注意对区域物探技术实践应用经验的总结，并以此为基础积极进行技术创新和改进，促进区域物探新方法的研发和推广应用，从而推动我国金属固体矿产勘查技术水平的全面提升，有效缓解我国社会经济高速发展与金属矿产资源供给量不足之间的矛盾。