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(lèi)：

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(lái),，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(lái)，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(kāi)發(fā)出來(lái)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(chēng)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(lái)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(lái)，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(guò)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(guò)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)礦致異常—提出找礦靶位

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?zhuān)?span>若認(rèn)為是礦致異常,，經(jīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)差異,，不能滿(mǎn)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(mǎn)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(xiàn)CSAMT反演電阻率斷面

   實(shí)例二：某金礦30號(hào)脈256線(xiàn)EH4地球物理測(cè)量視電阻率剖面等值線(xiàn)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(lái)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(xiàn)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wàn)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(xiàn),、02線(xiàn)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?zhuān)?/p>

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(kāi)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(lái)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(lái)構(gòu)建三維地質(zhì)模型。