主要內(nèi)容：
一、地面物探方法技術(shù)概述
二、國(guó)內(nèi)外勘查地球物理新技術(shù)
三、勘查地球物理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
一
地面物探方法技術(shù)概述
地面地球物理勘探方法包括六個(gè)大類：
重（力）、磁（力）、電（電磁）、（地）震、放（射性）和（地）熱。
自瑞典在1640年采用磁性指南針尋找鐵礦以來，地球物理技術(shù)用于礦產(chǎn)勘查已有300多年的歷史。上世紀(jì)50年代以來，許多不同的頻率域和時(shí)間域電磁(FEM和TEM) 勘探系統(tǒng)先后被開發(fā)出來用于圈定塊狀硫化物礦床引起的低電阻率異常。
到上世紀(jì) 60年代和70年代的斑巖銅礦勘查全盛時(shí)期，許多不同地球物理勘探方法都獲得了不同程度成功：重力、磁法、激發(fā)極化和自然電位。
今天，這些同樣方法仍然在使用，但隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，使這些方法特別是地球物理電法/電磁法和地震勘探技術(shù)具有更高的精度和靈敏度。例如:
IP技術(shù)從傳統(tǒng)時(shí)間域方法演變成了如今稱為復(fù)電阻率或頻譜（SIP）的多頻的IP技術(shù)，并可用于區(qū)分蝕變、硫化物和地質(zhì)干擾引起的異常；
垂直測(cè)深法，如可控源音頻大地電磁測(cè)深(CSAMT)和瞬變電磁法(TDEM或TEM)可以用來圈定地質(zhì)結(jié)構(gòu)和塊狀硫化物礦體；
復(fù)電阻率法和TEM還可用于地面和井中兩種勘探方式。井中物探技術(shù)，特別是跨孔地球物理層析成像技術(shù)可以用于評(píng)價(jià)孔間礦化和蝕變帶的空間分布特征；
地震儀器和數(shù)據(jù)處理解釋技術(shù)的發(fā)展大大地增加了其深部和淺部勘探的分辨率和解釋能力。
尋找隱伏或深部礦需求的日益增長(zhǎng)，帶動(dòng)了大探測(cè)深度物探技術(shù)的迅速發(fā)展。
80年代以來，可控源音頻大地電磁法（CSAMT）、瞬變電磁法（TEM）、復(fù)電阻率或頻譜激電、金屬礦地震、陣列電磁、井中電磁波和地-井TEM等技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用取得引人矚目的技術(shù)進(jìn)步。
瞬變電磁法（Transient EM, 或TEM）
在一次場(chǎng)關(guān)斷期間測(cè)量地下介質(zhì)中感應(yīng)電流產(chǎn)生的隨時(shí)間衰減的二次場(chǎng)——瞬變電磁測(cè)深，最大探測(cè)深度可達(dá)到600米以上，該方法適用于探測(cè)低阻覆蓋下的良導(dǎo)礦體，如塊狀硫化礦體。
另外，TEM剖面測(cè)量可用于快速發(fā)現(xiàn)和圈定良導(dǎo)電異常地質(zhì)體的平面位置。
可控源音頻大地電磁法（CSAMT）
是一種人工源的音頻大地電磁測(cè)深技術(shù)，采用大功率（>20KW）接地電偶極發(fā)射，在0.1Hz – 10KHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，通過反演解釋獲得地下二維電阻率斷面，從而圈定目標(biāo)地質(zhì)體。其探測(cè)深度從幾十米到1500米以上，也是目前地質(zhì)找礦中最常用且勘探深度最大的物探方法技術(shù)之一。
金屬礦地震技術(shù)（硬巖地震）
能源礦產(chǎn)資源勘查中成熟的高分辨地震技術(shù)用于金屬礦勘查，特別適合于研究程度較高的礦區(qū)查明深部控礦構(gòu)造、圈定容礦巖體甚至直接尋找深部隱伏礦體。
目前主要使用：反射波、折射波、散射波勘探技術(shù)。
特點(diǎn)：勘探深度大、空間分辨率高
分布式（陣列）寬帶電磁法：AMT/MT
利用天然場(chǎng)音頻大地電磁測(cè)深和大地電磁測(cè)深探測(cè)深度大的特點(diǎn)，采用小點(diǎn)距分布式（陣列）采集方式，通過二、三維反演技術(shù)提高空間分辨率和抗干擾能力。
測(cè)量頻率范圍：0.01Hz– 10KHz，探測(cè)深度從幾十米到數(shù)千米。
地-井TEM（軸向單分量或三分量）
TEM法的工作方式之一。特點(diǎn)：接收探頭更接近目標(biāo)體，受地面電磁干擾小，空間分辨率高、方位信息準(zhǔn)確、探測(cè)深度大（>2000米）
跨孔電磁波CT測(cè)量技術(shù)
是一種探測(cè)鉆孔之間礦體或其它異常地質(zhì)體（如空洞、地下水通道等）分布的高分辨率物探方法技術(shù)。其工作頻率范圍從幾十KHz 到幾百M(fèi)Hz。在金屬礦區(qū)橫向探測(cè)距離可達(dá)數(shù)百米。
物探數(shù)據(jù)的二、三維反演解釋技術(shù)
- 區(qū)域重磁三維反演、物性反演和三維可視化技術(shù)
- 瞬變電磁法（TEM）二維成像和三維反演技術(shù)
- 可控源音頻大地電磁法（CSAMT）反演技術(shù)
- 金屬礦三維地震數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)
- 陣列電磁二、三維反演技術(shù)
等技術(shù)的研究、發(fā)展和實(shí)用化取得引人矚目的進(jìn)步，大大提升了物探成果的準(zhǔn)確性和空間分辨能力。
物探找礦的基本技術(shù)思路
物探技術(shù)應(yīng)用的必備條件：勘查目標(biāo)的地球物理前提。
物探技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)方法選擇：勘探地質(zhì)目標(biāo)的空間物性結(jié)構(gòu)。
物探找礦的基本技術(shù)思路：‘直接找礦’與‘間接找礦’并舉的戰(zhàn)略。
地面物探與地下物探組合運(yùn)用的戰(zhàn)術(shù)
直接找礦：發(fā)現(xiàn)礦致異?！岢稣业V靶位
用物探等勘查技術(shù)方法取得直接是深部礦床（礦體）發(fā)出的信息—物探等勘查技術(shù)方法的異常，根據(jù)物探等勘查技術(shù)方法的基本原理和已建立的地質(zhì)—地球物理等勘查技術(shù)方法找礦模型，研判異常是否為礦致異常，也就是對(duì)異常進(jìn)行定性解釋；若認(rèn)為是礦致異常，經(jīng)過定量解釋后，對(duì)礦床或礦體進(jìn)行定位、定深、定形態(tài)，通過鉆探（或其它深部探礦工程）發(fā)現(xiàn)深部礦體，這就是直接找礦方式。
間接找礦：進(jìn)行立體填圖—圈出礦體可能的空間部位
用物探等勘查技術(shù)方法取得深部控礦、容礦、含礦地質(zhì)體或地質(zhì)現(xiàn)象（巖體、地層、接觸帶、破碎帶、火山機(jī)構(gòu)、褶皺帶、沉積盆地等）的信息，經(jīng)過解釋和定量反演，編繪成前述目標(biāo)地質(zhì)體（特別是深部目標(biāo)地質(zhì)體）的推斷立體地質(zhì)圖，根據(jù)成礦規(guī)律、成礦模式和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)準(zhǔn)則，在推斷立體地質(zhì)圖上圈出礦床（礦體）可能的部位，通過鉆探（或其它深部探礦工程）發(fā)現(xiàn)深部礦體，這就是間接找礦方式。
當(dāng)?shù)V體與圍巖的物性無差異，不能滿足物探直接找礦條件時(shí)，或物性雖有差異，但礦體規(guī)模小而埋深又大，不能滿足物探在地表直接找深部礦的條件時(shí)，為了在地表找深部礦，應(yīng)該采用物探間接找礦方式進(jìn)行深部找礦。物探間接找礦時(shí)的目標(biāo)地質(zhì)體深度雖然大，但其體積遠(yuǎn)大于礦體，因此，發(fā)現(xiàn)它們要容易些。物探間接找礦在技術(shù)上遇到的難題也只有采用綜合方法才能較好解決。
在物探進(jìn)行直接找礦的實(shí)際工作中，還應(yīng)該同時(shí)運(yùn)用間接找礦工作方式。
一是有利于更好地判斷所發(fā)現(xiàn)的異常是否為礦致異常；
二是當(dāng)遇到礦體小且埋深大，使得異常弱或不明顯時(shí)，還可以在地表按間接找礦方式進(jìn)行深部找礦，一旦有鉆孔后，再及時(shí)采用井中物探進(jìn)行直接找盲礦。
物探找礦的方法組合
采用何種物探方法進(jìn)行探測(cè)有效，主要決定于探測(cè)目標(biāo)的物性差異、埋深和形態(tài)等條件，因此需要建立礦床的地質(zhì)—地球物理找礦模型，它是指導(dǎo)物探找礦工作的依據(jù)。
物探直接找礦方法組合表
物探間接找礦時(shí)的目標(biāo)地質(zhì)體基本有以下幾種，立體地質(zhì)填圖需填出的是多個(gè)地質(zhì)體的組合。在實(shí)際勘查中應(yīng)采用哪些方法組合，還要根據(jù)填圖的具體目標(biāo)地質(zhì)體的物性特點(diǎn)選定。
物探間接找礦方法組合表
二
國(guó)內(nèi)外勘查地球物理新技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例
勘查地球物理技術(shù)創(chuàng)新：
01
2-D和3-D多參數(shù)電磁測(cè)量技術(shù)
主動(dòng)源+被動(dòng)源2-D電磁測(cè)量技術(shù)
更高的礦化分辨能力
更準(zhǔn)確的礦體定位能力
更強(qiáng)的深部隱伏構(gòu)造探測(cè)能力
02
瞬變電磁（TEM）勘查技術(shù)
常規(guī)(傳統(tǒng))TEM
案例一：
案例二：瞬變電磁法在加拿大Sudbury 銅鎳礦集區(qū)深部1180米發(fā)現(xiàn)特富銅鎳礦體
03
可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）技術(shù)
CSAMT野外布設(shè)
實(shí)例一：紅透山銅礦40線CSAMT反演電阻率斷面
實(shí)例二：某金礦30號(hào)脈256線EH4地球物理測(cè)量視電阻率剖面等值線圖及地質(zhì)剖面圖
04
SIP/CR法
SIP的應(yīng)用領(lǐng)域：
淺埋深（h<>
按極化物質(zhì)在目標(biāo)體中結(jié)構(gòu)差異來識(shí)別目標(biāo)體的地質(zhì)屬性（即區(qū)分礦與非礦）。此項(xiàng)功能又可細(xì)分為兩項(xiàng)任務(wù)：
識(shí)別金屬硫化物IP異常與含碳質(zhì)地層IP異常；
在礦化背景中尋找相對(duì)富集地。
尋找深部（h<>
偶極－偶極IP法野外生產(chǎn)布設(shè)圖
SIP法軸向偶極－偶極測(cè)深剖面布極圖
（各道跑極方式形成測(cè)深窗口窗口頂?shù)姿綘睿?/p>
用SIP法識(shí)別碳質(zhì)與硫化物IP異常，找到斑巖型銅鉬礦
高τ高m低c低ρ
低τ低m高c高ρ
高τ高m低c低ρ
用SIP法排除了時(shí)域IP異常的碳質(zhì)成因，在中國(guó)東部某地找到了斑巖型銅鉬礦
高m高τ低ρ
低τ低m高c高ρ
區(qū)分的物理依據(jù)是極化體的結(jié)構(gòu)差異
05
大地電磁測(cè)深（MT）技術(shù)
MT探測(cè)深部地質(zhì)構(gòu)造、巖漿通道
06
井中地球物理測(cè)量技術(shù)
井中物探常用工作方式
VSP
井中地溫及地溫梯度測(cè)量
伽瑪測(cè)井
伽瑪射線測(cè)井
地-井TEM三分量測(cè)量技術(shù)
地-井TEM法的原理及用途示意圖
國(guó)外典型實(shí)例——加拿大薩德伯里銅鎳礦區(qū)林茲里深部礦床
鉆孔1地-井TEM測(cè)量結(jié)果
該區(qū)的銅鎳礦床均產(chǎn)于東西長(zhǎng)約60 km，南北寬約27km的一個(gè)大的橢圓形的巖盆狀巖體的邊緣，圍巖為元古代白水群的砂巖、石英巖、角閃巖和凝灰?guī)r。大部分礦床分布于巖體南緣接觸帶。
鉆孔在570米處穿過礦體中部，為正異常。
鉆孔3地-井TEM測(cè)量結(jié)果
鉆孔未穿過礦體，在740米處為典型的“孔外”型異常。
鉆孔6地-井TEM測(cè)量結(jié)果
鉆孔未穿過礦體，在1000米處為典型的“邊緣”型異常，在1035米處出現(xiàn)了難于解釋的負(fù)異常。
鉆孔7地-井TEM測(cè)量結(jié)果
鉆孔未穿過礦體，為典型的“孔外”型異常。
07
金屬礦地震勘探技術(shù)
2-D 地震剖面，反射層：V-火山巖層序頂部；G-Geco礦層
3-D 地震勘探圈定1300米深隱伏硫化物礦體
主要發(fā)現(xiàn)：
火山巖層序頂面，區(qū)域上重要含礦層，深部的延伸形態(tài)；指明找礦方向；
Geco含礦層的深部延伸，該礦層已經(jīng)發(fā)現(xiàn)若干礦床。鉆探驗(yàn)證了地質(zhì)解釋。
實(shí)例1：加拿大Sudbury銅鎳礦三維地震勘探
實(shí)例2：在加拿大Bathurst礦集區(qū)，利用三維反射地震在1300米深發(fā)現(xiàn)塊狀硫化物礦體
2-D，3-D地震勘探技術(shù) Seismic Survey
08
三維可視化反演技術(shù)
地球物理參數(shù)三維可視化反演技術(shù)（Visualized3-D Geophysical Parameter Inversion）
中酸性巖體磁三維物性反演結(jié)果（磁化率）
3-DMagnetic Parameter Inversion
重力三維物性反演結(jié)果（剩余密度）
3-DGravity Parameter Inversion (Residual Density)
交互式重、磁三維反演
Interactive 3-D Gravity/magneticInversion
IP三維反演
實(shí)例1：西澳Pilbara鐵礦帶物探多參數(shù)反演
實(shí)例2：重磁三維反演發(fā)現(xiàn)的深部盲礦體
實(shí)例3：Oyu Tolgoi激電IP三維反演
重力三維反演建立的玄武巖三維分布 - 金礦母巖
09
深部金屬礦勘查三維地質(zhì)填圖綜合地球物理技術(shù)
地質(zhì)（鉆孔）、地球物理、地球化學(xué)綜合技術(shù)三維地質(zhì)填圖
九瑞示范區(qū)1:5萬航磁數(shù)據(jù)三維視磁性反演結(jié)果
九瑞示范區(qū)布格重力異常三維視密度反演結(jié)果水平切片組合圖及體視圖
地層物性柱
九瑞示范區(qū)物性（磁性、密度、電阻率）統(tǒng)計(jì)結(jié)果
九瑞示范區(qū)立體填圖地層分層單元（密度）
01線、02線地震勘探時(shí)間剖面圖
綜合剖面圖（綜合方法、綜合地質(zhì)解釋）
三維地質(zhì)建模
綜合地球物理解釋剖面三維組合圖
三
勘查地球物理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
當(dāng)今地質(zhì)找礦面臨的挑戰(zhàn)
出露地表或淺埋藏礦大部分已被發(fā)現(xiàn)或開采，需要尋找：
地質(zhì)找礦對(duì)勘查技術(shù)新要求
大探測(cè)深度、高靈敏度、高分辨率、抗干擾的性質(zhì)，能取得深部直接礦化的信息，探測(cè)深度達(dá)1000m-2000m以上；
集成性和綜合性：在一次探測(cè)中能獲得多種性質(zhì)的找礦信息；能有效分析與綜合各種找礦信息；
探測(cè)目標(biāo) (尤其是物性反差弱的目標(biāo))的識(shí)別、區(qū)分和描述的能力；
具有適應(yīng)特殊工作條件(如高山、沙漠、厚覆蓋區(qū)、巖溶區(qū)、各種強(qiáng)大的人文干擾等)的能力；
具有快速掃面,及時(shí)提供解釋結(jié)果,并給出直觀三維地質(zhì)模型的能力；
快捷有效：方便應(yīng)用，成本相對(duì)較低，并能獲得良好的實(shí)際找礦效果。
地質(zhì)找礦對(duì)勘查技術(shù)新要求
要求更好的2-D和3-D地球物理技術(shù)來探測(cè)和分辨深部礦體。
要求更好的綜合地質(zhì)地球物理地球化學(xué)遙感多元信息技術(shù)來構(gòu)建三維地質(zhì)模型。
作者：林品榮
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