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物探技术在地质找矿中的应用分析论文

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2024-04-14 13:43:36    来源:    作者:heting

摘要:地质找矿是一项复杂而艰苦的工作,需要综合运用各种方法和技术。物探技术是应用最广泛、发展最快的一种方法,也是地质找矿的主要手段之一。在寻找隐伏的金属、非金属和能源、地下水等矿产资源时,物探方法具有其他方法无法替代的优势。目前,我国物探技术已经有了极大的发展。基于此,本文主要从物探技术的应用角度出发,对目前常用的几种物探技术的应用进行分析。

  摘要:地质找矿是一项复杂而艰苦的工作,需要综合运用各种方法和技术。物探技术是应用最广泛、发展最快的一种方法,也是地质找矿的主要手段之一。在寻找隐伏的金属、非金属和能源、地下水等矿产资源时,物探方法具有其他方法无法替代的优势。目前,我国物探技术已经有了极大的发展。基于此,本文主要从物探技术的应用角度出发,对目前常用的几种物探技术的应用进行分析。

  关键词:物探技术,地质找矿,应用

  地球物理勘探技术是地质工作的主要手段之一。在地球物理勘探工作中,物探方法包括大地电磁测深、重力测量、地震测量等。其中大地电法与重力和磁法结合,可形成多种物探测井,为地质找矿提供重要的基础资料,并用于解释各种地球物理场异常。因此,物探方法在地质找矿中有着广泛的应用。

  1物探技术在地质找矿中的应用意义

  1.1物探技术的内涵

  物探技术是指利用物理学、地球化学和数学等相关学科的原理和方法,对地下构造、岩层、地质体性质等进行探测和研究的技术。这一技术在实际的应用中有广泛的范围,对地下空间范围内的物质结构的组成进行勘探,还能对其介质的属性以及具体的变化情况进行勘探。而在地质找矿中对物探技术的应用,为保证应用效果的合理性,需要对区域内的地质构造特征进行全面的了解和掌握,并且能进一步明确区域内自然资源的分布情况。

  目前,物探技术是地质调查中应用最广泛的地球物理方法之一。它包括重力勘探、磁法勘探和电法勘探。在地质工作中,物探工作主要应用于找矿,即通过寻找地下金属或非金属矿产资源来获取经济利益。因此,研究物探技术的原理在找矿工作中的具体应用具有重要的意义。

  1.2物探技术的应用意义

  对于地质找矿的工作来说,目前有很多的方法,都需要与实际情况相结合才能取得良好的效果,如果只是一味的按照理论的要求操作,那一定无法达到预期的效果。物探技术在地质找矿中的有效应用,使地质找矿的可靠性更强,并且这项技术在对系列问题的处理方面,综合性比较强,物探技术的应用对地质找矿工作具有重要的意义,主要集中体现在以下几个方面。

  第一,提高资源的利用率。我国地大物博,资源极其丰富。但随着经济社会的快速发展,能源危机日益突出,资源开发难度越来越大。因此,加快寻找新的接替资源,提高现有资源的利用率,已成为当前国家的重要任务。

  第二,提高地质找矿工作的综合效率。物探技术的不断发展,在目前的应用中有较为多元化的物探设备,在执行物探技术的过程中,有效与地方的实际情况相结合,综合多方面得到的数据信息,并且有效对其进行把握和控制,并且在对内部问题进行排查和解决的过程中,确保这一技术不会出现新的问题。

  第三,物探技术的使用更为便捷。在进行地质找矿工作的过程中,对资源的勘查受很多因素的影响,且较为复杂,在实际应用物探技术的过程中,其可以达到每个环节步骤都紧密联系的效果,从而可以保证最终的探查工作高质量的完成,并且需要按照国家相关的标准要求来进行探测工作。

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  1.3物探技术的特点

  首先,物探技术具有探测深度大的优点。物探技术是利用各种物理性质不同的岩性(或矿体)的密度差、电性差异、磁性差异等来研究地下情况,并获取有关地质资料,一般可测到地下几百米甚至几千米。

  其次,物探技术具有灵活机动、快速高效的特点。由于地下地层结构和岩石性质复杂,这就需要用多种方法综合分析才能得出正确的结论,这样使物探技术的应用更加灵活,结果更加高效。

  2我国目前地质找矿技术的应用现状

  2.1缺乏完善的勘查体系

  地质找矿与资源的勘查工作的进一步落实,对带动区域发展进步有重要的意义,并且也会对我国的矿产计划有更积极的影响。但是,在实际进行地质找矿工作的过程中,还缺乏完善的勘查体系,这就使工作中无法综合考虑多种影响因素,并对其进行全面的分析,并且工作中还是坚持传统的思维模式,不仅会影响最终的勘测结果,还会产生其他很多更为严峻的挑战。

  2.2探测技术较为单一

  在我国的发展进程中,对于地质工作的重视度较高,尤其是在资源的勘查方面。但很多内容在实际的实践应用中,还需要全面的进行改变。目前的探测技术总体来说精度不高,这也是长期发展中的主要问题,且这一问题的解决在短时间内无法完成。这也需要在以后的工作中,能加强创新,不断应用新技术、新方法、新设备,提高探测精度。

  3物探技术在地质找矿中的应用分析

  3.1物探技术的分类

  在通常情况下,可以将物探技术根据不同的探测方法进行分类,主要有测量地震波、地磁场、电磁场、重力场方式。但是,在实际应用物探技术的过程中,基于很多地质找矿项目中,需要勘探的地质环境不同,并且存在不同的复杂性,但如果只采用一种探测方式,不能准确的对地质环境中的各种物性特征进行精准的确定。

  3.2物探技术在地质找矿中的主要用途

  (1)寻找隐伏矿体。由于地球内部结构复杂,岩石圈厚度巨大,在地球表层的各种构造运动和岩浆活动等,常常造成地表的断裂、褶皱、变质,形成许多深埋在地下的隐伏矿体,这些隐伏矿体往往具有巨大的经济价值。物探技术就是用来发现这些隐伏矿体的。利用电法探测地下非金属矿产,判断其赋存位置,评价其质量,预测其蕴藏量。用高密度电法、微动探测、联和剖面法等测量地热异常,确定热储层深度,评价热田规模,为合理开发提供依据。

  (2)寻找盲区。在地质工作中,常会遇到一些难以直接观察到的区域,称为盲区。如某些大型工程为了保证施工安全,对施工现场周围一定范围采取保护措施,这一部分地区就处于盲区,无法进行直接观测。再如在岩溶发育地区,由于岩溶的发育,使地面出现大面积的漏斗状洼坑,这种地方也被称为盲区,无法通过地面直接看到。对于这些盲区,可以利用物探方法,查明它的具体位置,为勘探提供依据。

  (3)查找隐蔽工程。有些工程,特别是地下工程,由于受地形限制,或因设计要求,不能将整个建筑物都暴露在外。因此,这类工程的隐蔽部位,必须经过专门的设计,采用特殊的工艺,才能完成。如果事先不知道隐蔽的部位,就无法进行施工前的准备工作,甚至会造成重大损失。而使用物探方法,就能准确找出隐藏部分的实际位置,从而避免事故的发生。

  (4)寻找油气资源。油气资源的形成与地球演化和地质作用密切相关,油气资源主要是由被埋藏在沉积岩层中的有机质转化而来。有机质通常来自于植物和动物的遗骸、排泄物和腐殖质等,经过长时间的压力和温度作用,逐渐分解、重组和聚合,形成油气分子,并被固定在岩石的孔隙和裂隙中。地球历史上的各种地质作用对油气资源的形成也有重要影响。例如,构造运动和岩浆活动可以使岩石发生变形和破裂,形成适宜的储集空间和运移通道;自然气候变化和生物灭绝事件也可能影响油气资源的形成和分布。

  (5)测井。测井是一种地球物理勘探技术,其主要目的是通过测量井孔内各种物理参数的变化,来研究地层结构和岩石性质等,从而为石油、天然气等矿产资源的勘探和开发提供基础数据。常见的测井参数包括密度、自然伽马辐射、电阻率、声波传播速度等。

  测井技术主要包括以下几种:①自然伽马辐射测井。通过测量井孔内岩石自然放射性元素的辐射强度,来了解岩石类型、厚度和层位等。②密度测井。通过测量井孔内岩石的质量密度变化,来了解岩石类型、厚度和孔隙度等。③电阻率测井。通过测量井孔内岩石对电流的阻抗和电势变化,来了解岩石类型、含水性质和孔隙度等。④声波测井。通过向井孔内发射声波,测量声波传播速度和反射强度,来了解岩石类型、厚度和孔隙度等。⑤核磁共振测井。通过对井孔内水分子的核磁共振信号进行分析,来了解岩石中水分的含量和分布情况。

  3.3物探技术的应用原则

  (1)科学推测的原则。在完成需要探测区域的探测工作之后,会获得相应的数据信息,报表以及图像等各种资料。这就需要相关的技术人员对这些资料进行全面的总结分析,这也是整个勘探过程中最重要的环节。为此,需要技术人员掌握丰富的有关地质材料的分析经验,同时能科学的采用地质分析预测的方,进一步筛选资料,坚持去伪存真的目的,并能进行科学的推测,进而对地质情况有更为准确的判断,使地质探测工作更为精准。

  (2)择优选择的原则。物探技术按照不同的方式,有不同的分类,不同的物探技术有不同的作用和目的,各自也存在不同的优势和缺陷,因此,在实际的工作中,要根据不同的勘探侧重点,并且基于探测区域的实际地质特征,选择最为合适的物探技术。

  (3)综合探测的原则。基于不同物探技术的优势和缺陷,以及物质层间的厚度和规律性的变化,使得用单一的方法很难获得准确的地质资料,单一的物探技术也很难实现一项地质找矿项目的勘探工作,这就需要灵活选择多种物探技术,形成优势互补,提高勘探的质量。

  (4)合理性的原则。在实际的工作中,要根据地质找矿的目的,合理选择物探技术。如果是为寻找金属矿产而进行的区域调查,一般宜选磁法。如果是为了了解非金属矿产资源赋存情况,可选用重力、电法和化探。如果是对于油气资源,由于存在多因素干扰问题,通常应采取多种探测手段相结合的综合探测方式。同时,也需要重视经济成本。由于受技术条件限制,有些物性指标难以达到要求,同时,需适当降低某些物化指标的要求,科学的开展工作。此外,还要充分利用已有的技术手段,尽量采用成熟的,经过实践验证的方法开展工作。

  3.4物探技术在地质找矿中的应用方法

  地质找矿勘查工作中使用的物探方法很多,不同的物探方法,对同一目的所取得的效果不同。因此,选择合适的物探方法十分重要。以下是几种比较常用的物探技术的方法。

  (1)电磁法。电磁法主要是利用电磁场在地下介质中的传播特来探测地下结构和物质。该法具有测量范围广、探测深度深、解释结果直观等优点。但也存在一些局限性,例如其精度和空间分辨率较低,对复杂地质构造和岩石性质不一的地区解释和定位会更加困难。根据测量的参数和原理可以分为以下几种:①直流电磁法。利用直流电流在地下介质中的传导和储存特来识别地下物质的电性差异。②交流电磁法。利用交变磁场在地下介质中的感应电场来探测地下物质。③瞬变电磁法。利用瞬时变化的电场和磁场之间的关系,通过量量地下岩石等物质对磁场的响应来推断地下物质的空间分布情况。④频率域电磁法。利电电磁场在地下介质中的传播和衰减特性,通过测量不同频率下的电磁场响应来推断地下物质的电性和分布情况。⑤时间域电磁法。利用瞬变变化的磁场在地下介质中感应出的电场响应来推断地下物质的电性和分布情况。⑥地电波法。利用地球本身的电磁场变化来推断地下物质的电性和分布情况。以上几种电磁法各有特点,应用于不同的地质环境和勘探目的,但都基于电磁场在地下介质中的传播和响应规律,通过测量和分析电磁场参数来揭示地下物的分布和性质。

  (2)地磁法。地磁法是利用地球磁场对地下物体的磁性差异响应进行探测,以确定地下物体的位置、形态、大小、深度、磁性等特征。地球磁场是地球本身具有的自然磁场。地下物体若具有磁性,将扰动地球磁场,使地面上的磁场产生变化。地磁法根据地磁场的变化量来推断地下物体的磁性差异,从而反演地下物体的空间分布情况。地磁法的测量仪器是磁力仪,可分为单磁力仪和多磁力仪两种。单磁力仪只能在一个位置上测量磁场强度,多磁力仪则可在不同位置上测量,以确定地下物体的磁性差异分布。地磁法的优点是设备简单、操作方便、适用于大面积勘探和深部探测等,但缺点是只适用于磁性物质的勘探,并且地下环境中存在其他磁场干扰时,测量结果可能会受到影响。此方法在实际应用中,通常需要结合其他勘探方法和技术,以提高勘探的准确性和可靠性。

  (3)地震法。地震法是利用地震波在地下介质中的传播规律和反射特性来推断地下物质的空间分布、形态和物性等信息。地震波是指地震引起的波动,包括纵波和横波两种类型。地震波在地下介质中的传播受到介质物性的影响,不同物质的物性差异将导致地震波的传播速度和反射特性不同,形成地震记录。通过分析地震记录的特征,推断出地下物质的分布和物性。地震法的勘探过程通常包括震源、地震记录和数据处理三个步骤。震源通常是通过设置炸药、震源车等方式产生地震波,地震记录则通过在地面和井下布设地震仪器,来记录地震波的传播和反射情况,数据处理则通过分析和处理地震记录,来反演地下物质的分布和特征。地震法在勘探深部地质结构、油气资源、地下水资源等方面具有广泛的应用其优点是探测深度大、分辨率高、可重复性强等,但缺点是设备昂贵、操作复杂、对环境有一定影响等。因此在实际勘探中,需要根据具体情况综合考虑使用多种勘探方法和技术,以提高勘探的准确性和可靠性。

  (4)重力测量法。重力勘探是利用地球重力场,来研究地球内部结构和物质分布的地球物理勘探方法。重力勘探是一种间接探测方法,通过测量地球表面上某一点的重力加速度,来推断这一点下面的地下物质分布和密度变化等特征。重力勘探的理论基础是万有引力定律,根据万有引力定律,地球的质量分布会影响周围的重力场强度。地下物质的密度不同,将导致重力场强度的变化,因而可以利用重力勘探来研究地下物质的密度变化。重力勘探的测量仪器是重力计,通过在地面上或空中悬挂重力计,测量地球表面上某一点处的重力加速度。通过对多个点的测量,建立重力异常图,从而推断物质的密度分布。重力勘探在矿产勘探、地质构造研究、地下水资源勘探等方面具有广泛的应用。

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  3.5物探技术在地质找矿中的应用发展

  物探技术自20世纪初至今已经开展了近一个世纪,技术手段也不断改进和完善。随着科技的不断发展和新技术的不断涌现,物探技术也在不断发展和完善。例如,近年来,无人机、卫星等新技术的应用,使物探技术在勘探范围、精度、速度等方面得到了进一步提升。随着人工智能、大数据等领域的不断发展,物探技术中预计也将得到广泛的应用,可以提高我国地质勘探工作的精准度。

  4结论

  综上所述,物探技术的应用对地质找矿工作具有重要的意义,为促进我国地质找矿工作的开展,就需要提高对物探技术的认识,并且能结合不同的工作需求,科学合理地选择物探技术,进而提高找矿的效率和质量,进一步促进经济。