淺析金屬礦電法勘探技術的應用與發展

解鵬

[摘要]近十多年來，電法勘探技術在我國有色金屬勘探、尋找地下水等領域得到了廣泛的應用，同時在各種防治水中也得到了長足的發展。本文旨在分析電法勘探在金屬礦勘查中的具體應用，來為今后我國礦區安全有效勘查提供一點有益借鑒。

[關鍵詞]電法勘探 金屬礦勘查 應用

中圖分類號：O434文獻標識碼： A

1電法勘探的發展現狀、具體概念及優勢所在

所謂電法勘探主要是指地質工作者根據地殼中各種巖石或礦體的不同電磁學性質和電化學特性，通過對人工或天然電場、電磁場以及電化學場的有效空間分布規律和時間特性的觀測研究，來尋找不同類型的有用礦床和查明地質構造以及解決地質問題的地球物理勘探方法。目前電法勘探經過不斷發展已經被廣泛應用在尋找金屬礦、非金屬礦床、勘探地下水資源、應用于某些建筑工程地質以及深部地質問題等領域中。當前隨著科學技術的飛速發展，科學家們已經根據不同的野外測區地質條件、工作效率、解決地質問題能力的不同等各個方面探索出各種不同的電法勘探技術，主要有電阻率法、瞬變電磁法以及CSAMT法等各種方法。各種電法勘探技術都有其特定的應用范圍和優勢，總得來說電法勘探具有成本低廉、綠色環保、設備輕巧、易于搬遷和施工靈活等優勢，其獲得的資料分辨率更高、探測更為精確，在金屬礦勘查中有著廣闊的應用前景。

2電法勘探在金屬礦勘查中的具體應用

電法勘探極大的滿足了金屬礦山的勘探工作，在實際應用中要提前對礦區的地質構造、水文等進行研究，選擇合適的電法勘探方法，保證電法勘探技術的正常應用。在實際的金屬礦勘探過程中，主要采用以下幾種方法來進行勘探：

（1）金屬礦電法勘探技術的現狀

電法勘探技術的應用可以追溯到19世紀初,至今已有100多年的歷史。我國電法勘探始于20世紀30年代,經過70余年的發展,我國的電法勘探無論在基礎理論、方法技術和應用效果等方面都取得了巨大的進展,使電法成為應用地球物理學中方法種類最多、應用面最廣、適應性最強的一門分支學科。同時,經過廣大地球物理工作者不懈努力,在深部構造、礦產資源、水文及工程地質、考古、環竟地質、災害地質等領域,電法勘探已經和正在發揮著重要作用。

根據有關統計資料,金屬礦電法勘探的成功率呈逐年下降的趨勢,二十世紀五十年代找礦的成功率為1%,到二十世紀末下降到0.2%左右,造成找礦成功率下降的原因主要是:忽視對以往資料的收集研究,綜合研究不夠深入;地表出露礦已基本找完,找礦對象主要為隱伏和深埋藏礦;方法技術選擇不當。因此,在目前的電法勘探工作中,急需建立礦床的定位預測和定量評價模型,總結出一套適用不同地質環境、不同礦種、不同成礦類型的勘查技術方法體系,以提高我國的電法勘探的技術水平。

（2）電法勘探方法選擇

方法技術的選擇不僅要重視其先進性,更要重視其針對性、適用性和經濟性;不僅要重視各種方法技術的組合,更要重視其有效配置;不僅要重視方法技術實施的時序,更要重視其時效。

在實際應用中,首先要對工作地區的研究程度進行系統地了解,充分認識工作地區目標礦床的地質、地球物理及地球化學特點;對收集的資料進行分析、歸納、整理及成礦背景研究。其次,應根據現有技術水平及地質找礦過程中要解決的實際問題,選擇經濟有效的電極排列裝置。應根據工作區的具體地質條件確定勘探目標地質體―與欲尋找礦產有某種關系,從而確定電法勘探的目標地質體。要保證現有電法勘探方法技術能找到該目標物,且工作方法在經濟上是合理的,同時還要注意獲取系統、完整的電法勘探資料,全面認識礦區地質體地球物理場特征,這對后續找礦評價工作十分重要。

在實際應用中,常用的電法勘探方法有電阻率法、充電法、激發極化法、自然電場法、大地電磁測深法和電磁感應法等;常用的電極排列有中間梯度排列、聯合削面排列、固定點電源排列、對稱四極測深排列等電極排列方式。

（3）CSAMT法：這種方法可以在那些具有較強干擾的金屬礦區進行作業，其抗干擾能力強，它通過利用改變頻率而不改變幾何尺寸來進行不同深度的電測，不僅提高了工作效率而且減輕了勞動強度，可以一次性完成七個點的電磁測深，方便簡單，其通過接收頻點和采用整條斷面反演，有效的提高了分辨率，其對地形要求不高，適應性很強，而且勘探范圍大，當某些地質體無法使用直流電法勘探時，可以采用此法。

除此之外，在利用電法勘探金屬礦的時候還應該在儀器、信號處理以及方法等幾個方面多加注意：

在使用儀器方面，勘探工作者要根據礦山的電磁干擾的頻率范圍和強度情況，設計各種濾波器來對各種干擾進行消除，尤其要注意控制來自地面的共模干擾，因此在利用電法勘探在金屬礦山時應該在使用儀器前置精密隔離放大器以此來放大有效信號，抵抗干擾，根據金屬礦山受干擾的具體情況如強干擾或者是中干擾乃至是弱干擾來靈活選擇合適的放大器和濾波器。

在信號處理方面主要是要A/D轉化后所產生的數字信號進行處理。金屬礦山周圍的電磁干擾具有隨機性的特點，其干擾出現的時間、強度也具有隨機性，因此可以通過長時間的持續觀測來探求其干擾規律，找到其頻率分布范圍，總結出干擾的特點規律，以此來設計電法儀器的各種濾波器，同時還可以通過模擬信號處理和數字信號的有機結合來達到良好的效果。

在采用電法勘探對金屬礦山進行勘查的過程中還應該注意根據礦山的具體特點來選擇合適的方法。金屬礦山地質勘探要求高、難度大，易于受到各種干擾，同時地下存在著大量的人工坑道，這些都會對電法的正?？碧綆聿涣几蓴_，可以通過開展多參數的測井、近礦激電法、井下電法、地面電法等多種方法來加強對金屬礦山的勘查的準確率。

3自然電場法

利用大地自然電場作為場源,進行找礦和解決其他地質問題的勘探方法。該法是人們應用最早的一種電法勘探方法。它毋須用人工方法向地下供電。至于自然電場產生的原因,目前尚有不同見解。地下潛水面切割電子導電礦體,潛水面上部發生氧化作用,下部發生還原作用,使礦體上、下兩端表面產生不均勻的雙電層,進而在礦體內外形成自然電流,通常在礦體上方的地表可觀測到負的自然電位異常,依此可實現找礦目的。另一觀點認為,礦體本身并不參加化學反應,只起傳遞電子作用。此外,還有人提出電極電位學說和波差電池學說等。對于離子導體情況,地下水在巖石孔隙中流動時,由于水溶液中常含有大量的正、負離子,且巖石顆粒有吸引負離子的作用,致使地下水帶走大量的正離子,形成自然電場。野外工作時,將電極N置于很遠處(∞處),測量電極M(M、N極皆為不極化電極)沿測線逐點測量自然電位U。測量結果可繪成U的剖面曲線圖和平面等值線圖。自然電場法不用人工供電,故儀器設備較輕便,生產效率高。該法主要用于尋找電子導電的金屬礦床與非金屬礦床、進行地質填圖和確定地下水流速、流向等水文地質問題。

但是同時也應該看到，雖然電法勘探在使用中會受到各種不良的干擾給其正常的工作帶來影響，但是這些干擾和不良影響并非是不可以控制和消除的，只要我們在實際作業中采用正確的控制方法，從儀器、信號、數據處理等各個方面進行有效控制，那么一定會在金屬礦的勘查中取得良好的效果。因此在電法勘探的實際應用中如何有效避免電磁干擾及大量坑道對電法勘探所帶來的不良影響，這是正常電法勘探所必須要面對和有效解決的。

4總結

綜上所述，電法勘探在金屬礦勘查中具有極大的優勢，前景廣闊，因此在實際使用電法對金屬礦山進行勘探的過程中要注意做到發揮其優勢，采用各種方法來避免其受到不良影響和干擾，努力在實際應用中取得良好效果。

參考文獻

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