地质勘察找矿中地球物理方法的应用与实践

地质勘察找矿中地球物理方法的应用与实践

孙超

内蒙古有色地质矿业（集团）七队有限责任公司

内蒙古乌兰浩特市  137400

摘要:地球物理方法在地质勘察找矿中扮演着重要角色。该文综述了地球物理方法在找矿实践中的应用，包括重力法、磁法和电法等常用技术，通过分析各方法的原理、特点及适用条件，探讨了地球物理方法在矿产勘查中的优势和局限性，结合实际案例，阐述了地球物理方法在不同类型矿床勘查中的应用效果，研究表明地球物理方法能有效提高勘查效率和精度，为找矿工作提供重要技术支撑。

关键词:地质勘察；找矿；地球物理方法；应用；实践

引言:

地球物理方法是现代地质勘察找矿的重要手段之一，具有快速、高效、无损等优点，随着技术的不断进步，地球物理方法在矿产勘查中的应用日益广泛，该文旨在分析地球物理方法在找矿实践中的应用现状，探讨其发展趋势，为提高地质勘察找矿效率提供参考，文章将从地球物理方法的基本原理、主要技术及其应用实践三个方面进行论述。

一、地球物理方法的基本原理

（一）地球物理场及其特征

地球物理场是指地球内部各种物理过程在地表及其附近空间产生的物理场，主要包括重力场、磁场、电场、地震波场和放射性场等，这些物理场具有空间分布不均匀性和时间变化性的特征，重力场由地球及其内部质量分布引起，随着距离地心距离的增加而减小并受地形和地下密度变化影响。磁场主要由地球内部产生，呈偶极子分布，同时受太阳活动和地壳岩石磁性影响而产生短期和长期变化，电场包括自然电场和人工电场，其分布受地下介质电性和构造影响，地震波场由地震波在地下传播形成，其传播特性取决于介质的弹性参数和密度，放射性场由地下放射性元素衰变产生，其强度与岩石中放射性元素含量有关，这些物理场的特征为地球物理勘探提供了理论基础。

（二）地球物理方法的分类及原理

地球物理方法根据所利用的物理场可分为重力法、磁法、电法、地震法和放射性法等。重力法基于重力场的微小变化，通过测量重力异常来推断地下密度分布适用于大密度差异体的探测，磁法利用岩石磁性差异，通过测量磁场异常来推断地下磁性体分布常用于磁性矿体勘查，电法包括自然电法和人工电法，前者利用自然电场异常，后者通过人工激发电场并测量电阻率或电磁场响应，适用于导电性矿体探测。地震法利用人工激发的弹性波在地下传播的特性，通过记录和分析地震波来推断地下结构广泛应用于石油勘探，放射性法利用放射性元素衰变产生的射线或气体，通过测量地表放射性异常来探测含放射性元素的矿体，这些方法各有特点和适用条件，在实际勘探中常根据目标体的物理性质和埋藏条件选择合适的方法或多种方法综合应用。

二、地质勘察找矿中常用的地球物理技术

（一）重力法

重力法是通过测量地球重力场的微小变化来推断地下密度分布的方法，该技术利用高精度重力仪测量地表重力值，经过多项改正后得到重力异常，进而分析地下地质结构。重力法具有较深探测深度和较高分辨率，适用于大密度差异体的探测如盐穹顶、岩浆岩体和某些金属矿床，在实际应用中，常采用重力剖面测量和重力测网相结合的方式，通过布格异常图、剩余异常图等多种图件来解释异常结合地质资料进行综合分析，重力法在石油、天然气、煤炭和金属矿产勘查中都有广泛应用。

（二）磁法

磁法是利用岩石和矿物磁性差异，通过测量地磁场异常来推断地下磁性体分布的方法。磁法勘探设备包括地面磁力仪、航空磁力仪和海洋磁力仪等，磁法测量得到的磁异常反映了地下磁性体的空间分布，通过异常图解释可以推断磁性矿体的位置、形态和埋藏深度，磁法具有操作简便、测量速度快、成本低等优点，特别适用于铁矿、镍矿等强磁性矿床的勘查，磁法还可用于基岩构造研究和岩浆岩体探测，在实际应用中，常结合重力法等其他方法进行综合解释。

（三）电法

电法是利用地下介质电性差异探测地下结构的方法，包括自然电法和人工源电法。自然电法测量地下自然存在的电场如自然电位法；人工源电法通过人工激发电场并测量电阻率或电磁场响应，主要包括电阻率法、激发极化法和各种电磁法，电法设备包括多种电极装置和接收器，电法适用于导电性矿体探测如硫化物矿床、地下水等，不同电法技术各有特点，如电阻率法分辨率高但探测深度受限，时间域电磁法探测深度大但分辨率较低，在实际应用中常根据目标体特征和勘查需求选择合适的电法技术或多种电法组合使用。

（四）地震法

地震法是通过人工激发弹性波并记录其在地下传播特征来研究地下结构的方法。地震勘探设备包括震源（如炸药、震源车）、检波器和记录仪等，根据利用的地震波类型，可分为折射波法和反射波法，地震法通过分析地震波的走时、振幅和频率等特征，推断地下介质的弹性参数和几何结构，该方法分辨率高，探测深度大，是油气勘探的主要手段，也广泛应用于煤田、金属矿床和地下水勘查，近年来三维地震技术的发展大大提高了地下构造成像的精度。

（五）放射性法

放射性法是利用放射性元素衰变产生的射线或气体来探测含放射性元素矿体的方法，主要包括伽马测量法和氡测量法。放射性勘探设备包括各种辐射探测器如闪烁计数器、盖革计数器等，放射性法通过测量地表或钻孔中的放射性异常，可直接探测铀矿、钍矿等放射性矿床，也可用于某些非放射性矿床的勘查，该方法灵敏度高，操作简便，但受地形、植被等因素影响较大，在实际应用中常结合航空测量技术进行大面积普查，然后进行地面详查。

三、地球物理方法在找矿实践中的应用

（一）地球物理方法在金属矿产勘查中的应用

在金属矿产勘查中地球物理方法发挥着重要作用，磁法广泛应用于铁矿、镍矿等强磁性矿床的勘查，通过测量磁异常可快速圈定矿体位置，重力法适用于大密度差异的金属矿床如铬铁矿、铜镍硫化物矿等。电法在硫化物矿床勘查中尤为有效，如激发极化法可探测低品位斑岩铜矿，时间域电磁法适用于深部矿体探测，放射性法直接用于铀矿勘查，在实际应用中，常采用多种方法联合勘查如在铜矿勘查中结合磁法、重力法和电法，通过综合解释提高找矿精度，近年来高精度航空地球物理测量技术的应用，大大提高了区域找矿效率。

（二）地球物理方法在非金属矿产勘查中的应用

非金属矿产种类繁多，物理性质各异，地球物理方法的应用需因矿而异，在钾盐矿勘查中重力法和电法是主要手段，通过测量负重力异常和低电阻率异常来圈定矿体。对于磷矿，常采用放射性法，利用磷矿中常伴生的放射性元素进行探测，在石墨矿勘查中电法效果显著尤其是极化率法可有效区分石墨矿与其他导电体，对于菱镁矿，磁法可用于探测伴生的磁铁矿，在大理石、花岗岩等装饰石材勘查中地震法和电法可用于评估岩体完整性，地球物理方法在钻石、宝石等稀有非金属矿产勘查中也有重要应用，如在金伯利岩管探测中结合磁法和重力法。

（三）地球物理方法在能源矿产勘查中的应用

能源矿产勘查是地球物理方法应用最为广泛和成熟的领域，在石油天然气勘探中地震法是核心技术，尤其是三维地震技术可提供高分辨率的地下构造图像，为油气藏预测提供关键依据。重力法和磁法常用于区域构造研究和盆地分析，在煤田勘查中，地震法用于揭示煤层赋存状况，电法可探测煤层厚度变化，对于油页岩和煤层气，常采用地震法和测井相结合的方式评估资源潜力，在地热资源勘查中电法和地震法是主要手段，用于探测高温热储和断裂带，重力法在盐穹构造勘查中具有独特优势，对石油天然气勘探具有重要指导意义。

（四）地球物理方法在地下水勘查中的应用

地下水勘查是地球物理方法的重要应用领域，电法是最常用的技术，其中垂直电测深法可有效划分含水层，剖面电测法适用于断裂带含水层探测，时间域电磁法在深部地下水勘查中优势明显。地震法可用于研究含水层结构和岩性，尤其是浅层反射波法在孔隙型地下水勘查中效果显著，重力法可用于岩溶地下水勘查，通过测量负重力异常来推断岩溶发育区，在地下水污染调查中电法和地震法可用于污染羽流的监测和评估，近年来核磁共振测井技术在地下水勘查中的应用日益广泛，可直接测量含水层的渗透率和孔隙度，地球物理方法在地下水勘查中的综合应用，极大地提高了勘查效率和精度。

结束语:

地球物理方法在地质勘察找矿中发挥着重要作用，具有独特的优势，随着技术的不断进步，地球物理方法的应用范围将进一步扩大，精度和可靠性也将不断提高，未来地球物理方法与其他勘查技术的集成应用将成为趋势，有望为矿产资源勘查带来新的突破，地球物理方法在深部找矿、隐伏矿床勘查等领域仍面临挑战，需要进一步研究和创新。

参考文献

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