物化探工作方法技术应用

物化探工作方法技术应用

2015年9月

李峰

通常在矿产检查中投入大比例物化探工作，应用地球化学测量、地面高精度磁测和激发极化法测量，对发现的矿点、矿化体、蚀变带、重要的物化探异常进行评价。下面分三部分去介绍各项工作，重点是土壤测量方法技术及异常查证工作。地球化学测量一、方法确定二、野外工作三、测定元素选择和元素分析测试质量监控要求，数据整理四、图件编制五、异常评价与查证

一、方法确定

根据任务书要求，收集工作区内地物化遥有关资料，在野外踏勘的基础上，确定野外开展水系沉积物（土壤测量、岩石）测量。通常水系发育或较发育区以水系沉积物测量为主，水系不发育区以土壤测量为主。方法试验（已知矿点上）：粒级、介质、重现性

我区地球化学景观区的划分：(1)阿拉善高原极干旱荒漠区：又分四个亚区，即北山和合黎山—龙首山、雅布赖山构造剥蚀低中山区，荒漠丘陵山地—高平原区，额济纳平原区和巴丹吉林—腾格里沙漠区。(2)内蒙古北部高原干旱半干旱草原区：下分丘陵残山区，盆地—高平原区（包括二连—锡林浩特草原区和呼伦贝尔草原区）和浑善达克沙漠区。(3)鄂尔多斯高原半干旱沙地草原区：又分东部丘陵残山区，盆地高平原区和沙漠区以及西部山地。(4)阴山构造侵蚀剥蚀中山区：包括山间盆地和河谷以及阴山中低山。(5)大兴安岭构造剥蚀中低山森林区，以海拉尔——扎赉屯一线以南为构造剥蚀中低山森林区，以北为低山森林沼泽区。(6)河套土默川冲湖积平原农牧业区和西辽河冲积平原农牧业区。

异常所在地的气候，地形条件、植被、疏松覆盖物的情况（性质和厚度）。通过这些资料了解指示元素表生性状，淋失还是次生富集、原生的共生关系是否受到破坏，有否表生的分带情况，异常位移的可能方向与大小，异常的来源、迁移距离与方式等。

首先开展化探方法技术试验工作的是原地矿部物化探研究所和内蒙古第一物化探队合作，在内蒙中西部区开展区化方法技术研究；其次是原地矿部第二物探队在内蒙古东部区开展的区化方法技术研究；相继还有内蒙古第二物化探队在得尔布干成矿带开展的区化方法研究，原地矿部物化探研究所在黑龙江森林沼泽区开展的区化方法研究，原地矿部第一物探队在内蒙古中东部开展的区化方法研究，有色研究所在大兴安岭地区的研究，2001年初内蒙古地质调查院和部物化探研究所在锡盟达来幅开展的区化方法研究，地科院物化探研究所在大兴安岭地区的重新研究。现在我们使用的主要是原地矿部物化探研究所和内蒙古第一物化探队合作，在内蒙中西部区开展区化方法技术研究成果；地科院物化探研究所在大兴安岭地区的重新研究成果。二、野外工作1、采样点布置：以均匀性和合理性为基本原则

要结合地质条件、已有化探异常、地理地貌情况进行采样点位预布置，制作“采样点位图”作为设计附图提供。

（1）水系测量沉积物：采样密度为4~8点/km2，采样粒级为-40目或-60目的粒级。样品应以砂、细砂和粉砂为主，应减少淤泥和有机质的混入。采样点应分布在一级水系口、二级水系内。一级水系长度大于500米时，应在一级水系内加布一个或多个采样点；在羽状水系发育区段，应在多条羽状水系内布点，组合成一个样，将样点标在较大水系内，并做为中心点，其他水系各点用箭头指向中心点，样点布设应避免重复控制或漏控现象。每个样点控制的上游汇水域面积不小于0.125km2，不大于0.25km2。

（2）土壤测量：采样密度8~20个点/km2。采样粒级：土壤样品截取-4（-5）目—+20目。采样介质：一般为B（淋积层或残积、坡积层）或C（母质层）。野外粗加工，样重大于200g.

定位：手持GPS

注记：木桩、筷子、红油漆涂在固定石块上、红布条绑在树枝上、土堆等（要醒目、牢固），目的是为了发现异常后寻找方便。

在土壤学中，把土壤的垂直剖面根据颜色、成分、结构及土壤的熟化程度划分出A、B、C、D等层位

A层，也叫腐殖层，生物作用最活跃。A层的顶层为A00。是由未分解的枯枝落叶铺垫而成。A0层是由部分分解的有机物压填而成，基本成分是腐殖质。A0层基本上反映了生长在其上的植物成分，所以有些生物地球化学找矿工作就是取的这种物质。泥炭，实际上是扩大化了的A0层。

A0层向下，逐渐有无机物的混入，便成为A1层。在A1层的下部有时可以见到一层褪色层，叫做A2层。这是由从上面淋滤下来的酸性溶液与A1层作用，使其中的有机物分解，微迹元素淋溶造成的。这一层在某些地区在A层的整个深色背景上看得很清楚。这一层虽然位于高层位，却主要由砂及粉砂组成，连粘土成分也不高。在这一层中，即便在强矿化地点也不会有异常反映。所以取样时要注意避开，其厚度—·般不超过25cm，而且浅色，较易识别。A3层是A与B层的过渡层，在野外划分是比较勉强的，有的根本不存在。A3层是A与B层的过渡层，在野外划分是比较勉强的，有的根本不存在。B层的有机质含量逐渐减少，主要由砂质和粘土组成。一般为棕色及黄褐色，具有块状或棱柱状构造，干燥时硬结成块，而潮湿时粘性较大，可能是由于富含Fe、Al氧化物及粘土矿物之故。从A层淋溶下来的物质，很可能在B层淋积起来，与A层比较易于区别，所以一般的取样部都选在B层。在某些地区，在B层中还可能发育一层铁、锰淋积层，呈深棕色，在这一层中往往富集了许多金属元素。

C层是土壤的母质层，由岩石碎屑及部分分解的基岩构成，有机质很少，微量元素的含量与基岩基本一致。但在一些地区，从上面淋滤下来的物质能在C层积聚。这种积聚物质，通常是在溶液中比较稳定的成分，因为不稳定的成分在较浅部已经析出了。钙质层，石膏层、有时甚至盐层可以在C层发育，但这些层内重金属含量一般不高。在排水良好的地区，金属元素都可能彻底从A层、B层淋失，此时C层就是唯一的取样对象。各层相对的厚度变化范围很大，大致为：A层：0—1.2m，B层:n×l0cm—2m，C层厚度比其它各层要大些，在我国南方诸省，风化基岩可深达n×10m2、样品编号

以1km2的高斯坐标网格为基本采样单元，编号由左至右由上至下顺序编号。每平方公里内分布有四个小格，编号顺序为自左至右、自上而下为a、b、c、d。在每个小格内有两个样品或两个以上样品时，第一个样为1（如a1），第二个样为2（如a2）依次编号。3、样品采集（1）水系样品：采样部位应选择在现代流水线上的河道岸边与水面接触部位；或间歇性水流地区或季节性流水的河道底部或主河道上；在水流较急的河道中，要尽量在水流变缓处，水流停滞处，河道转弯内侧，大石头背后，在砾石成份复杂、大小颗粒较为混杂的偏细部位取样。为了提高样品的代表性，应在采样点水系上下约30~50米范围内进行多点取样，混合在一起组合成一个样品。3、样品采集（2）土壤样品：采样部位应是以残坡积为母质层的区段，在风化基岩上部以风化碎石为主的部位（BC层）取样，以减少风化淋滤形成的次生贫化与富集的影响。为了增加土壤样品的代表性，要求在正点30-50米距离内多点采集样品组合成一个样。

4、原始记录（1）GPS校验记录（2）化探采样记录（3）检查记录（1）收集工作区三角点资料，在已知点上标定手持GPS（坐标系统、参数、误差）开工前、野外工作结束后均应校验。（2）化探采样记录：主要是1:5万、1：1万、剖面采样记录内容有：点线号、坐标、采样位置、深度、采样介质、粒级、地质描述

（3）室内回放打印GPS数据和航迹图，进行样品交接,核对记录卡、样品、手图，无误后重新100%加工样品，样重大于150g。

野外采样时，操作员要认真观察，以采到合格的样品为原则，可根据实地情况对采样点的位置进行合理调整。操作员要认真做好采样记录，特别要注意位置准确，基岩出露情况、岩性、矿化蚀变、地形地貌、植被发育情况。（3）检查记录包括自（互）检（100%）野外检查：重复采样、核查（5%）室内检查：记录卡抽查、样品抽查、手图、清图（10%）方法技术检查：野外随组检查、室内样品加工流程检查方法技术检查。大组负责人或质量检查员应随同采样小组深入工作现场，检查野外采样工作全过程，检查其是否符合关于点偏差、采样部位选择、采样介质等规定及工作设计。还应深入样品加工组，检查样品加工全过程，检查样品加工程序，样品有无沾污和编号有无混乱等。工作质量检查。包括室内和野外检查两项。室内抽查的工作量应占总工作量的10%，主要是核对采样点位图、GPS航迹图、记录卡、质检记录和样品加工、记录及样品成分等。野外检查包括重复取样在内占总工作量的5%。抽取一些采样点实地核对取样部位、定点误差、采样介质、记录内容和GPS航迹等。“三级”质量检查大组（或区）检查。大组（或工区）负责人（或质量检查员）应分阶段到各采样组和样品加工组进行方法技术和工作质量检查。当一站工作结束时，必须进行阶段检查，并做检查工作报告。项目组要定期抽查大组（或工区）的野外工作质量，其中包括对大组检查的内容作适量（10%）的抽查。检查的内容包括野外工作质量和室内工作质量两项。项目承担单位在野外工作结束前，应派质检组对野外工作进行全面质量检查，并对小组、大组、项目组的质检工作以及全部原始资料进行检查、评价和验收，检查包括对野外工作的抽检和室内工作的检查，并写出验收文据，提供项目委托单位检查、验收。上述各项野外工作质量检查均应做相应的检查记录。检查人员要签字，标明日期，打印并在计算机上保留检查的航迹图。三、测定元素选择和元素分析测试质量监控要求，数据整理1、测定元素选择：根据20万区化异常确定。2、分析方法的各项质量指标：包括分析方法检出限、准确度、精密度、报出率

。选择元素的分析方法时，应根据测区元素组合特征及含量情况，根据规范所规定的各种元素分析方法检出限、准确度、精密度，优先选择分析方法质量参数好、效率高、成本低以及兼顾同一分析流程可同时测定多种元素的原则，合理优化配置分析配套方案，以保证样品分析质量。采用分析国家一级标准物质方法进行样品准确度控制采用分析国家一级标准物质方法进行样品精密度控制

试验室的选择：甲级（乙级）资质

3、数据整理（1）成图数据整理：成果数据表：点线号、坐标、子区号、各元素含量（单位、小数位的保留）（2）各元素重复采样合格率的计算统计用“相对偏差”统计计算合格率：Au大于85%其它元素大于90%（3）异常下限的确定（4）特征值计算

四、图件编制1、1：50000土壤测量：数据图（大格号）地化图（简化地理内容为底图，直方图）组合异常图（简化地质图为底图）（异常登记卡、剖析图）2、1：10000面积性土壤测量：数据图、单元素等值线图、组合异常图3、1：10000（1:5000）剖面图

完成各类成果图件的编制应注意：1、内容要全面（图内、图框、图例、责任表、技术说明）。2、重点要突出。3、选取参数合理，成果表示清晰。成图等值线间隔要正确色阶要合理：低值区、低背景区、背景区、高背景区（高值区）异常区相关性好、具有组合规律几个元素编制组合异常图通过1：1万土壤测量AS28分解为12个子异常AP2异常特征值表

元素面积平均值极大值标准离差衬度规模浓度分带异常下限Au0.47613.9186.3716.554.6362.20743Ag1.0761.684＞102.3811.22712.08140.15Bi0.5882.7826.112.922.7831.63641Cu1.36844.1＞100056.471.7662.415425Mo0.088.69＞10021.562.8970.23243Pb0.752271.1＞3000564.989.0386.796430Sn0.81211.38＞1009.722.2751.84845Sb0.91610.64273.4122.465.324.87342W0.6045.4731.263.531.8231.10143Zn0.8377.9＞3000490.83.1492.5194120注：Au元素含量单位为10-9，

其它元素含量单位为10-6五、异常评价与查证

化探异常评价一般包括异常的解释推断、筛选排序和异常查证。评价工作是以化探异常特征为基础、地质成矿理论为引导，综合利用物探、遥感、重砂及其他找矿信息对异常进行解释推断的一项综合性工作，是对异常形成原因的不断认识，验证，再认识、再验证的反复过程。异常分类：

5万规范分类A(A1、A2)、B、C(C1、C2)D(D1、D2)20万规范分类甲（甲1、甲2、甲3）、乙（乙1、乙2、乙3）、丙、丁异常分类是动态的，应根据不同阶段异常查证的结果对异常分类进行调整。异常查证：概略性查证：踏勘性检查、剖面查证重点检查：投入大比例尺地物化工作工作方法技术及质量评述（1）野外工作方法技术及质量评述主要包括采样方法选择及布局、采样密度、采样介质、深度、粒度，样品加工方法的选择与确定，野外施工各环节操作方法概述。野外质量监控措施及其质量评述。（2）样品分析测试方法及工作质量评述包括样品测定元素的选择，各元素分析测试方法检出限、准确度、精密度；样品分析质量内部监控方法及其质量评述；样品分析测试外部监控方法及其质量评述。（3）数据处理及地球化学图件编制背景值和异常下限以及重要地球化学参数的确定方法，多元素地球化学统计分析方法，地球化学图、异常图、综合异常图等编图方法。（4）异常筛选与查证方法包括异常分类方法、异常筛选方法，异常查证采用的方法。一般存在问题1、采样点布置欠合理，控制不够；2、记录不规范；3、成图不合理（色阶、异常下限、异常划分）；结论：必须有专职人员，不能流于形式。做到责任到人激电工作

激电中梯面积性测量激电中梯剖面（异常查证、矿点检查中开展）

几个概念

激发极化法视极化率ηs

视电阻率ρs

极化率η

电阻率ρ

极（激）化体地球物理前提一、工作部署原则二、原始记录三、检查记录四、检查统计结果五、数据整理六、图件编制七、异常解释推断一、工作部署原则：寻找与金属硫化物有关的矿体，在矿点上、异常上开展大比例激电工作（面积、剖面）。1、定位必须使用全仪器法；2、物探测线尽量垂直矿化带、蚀变带、异常等目标物的长轴方向；3、开展大功率激电：大于10千瓦；4、AB极距尽量大：≥1500m；供、放电时间最好选择8秒，即周期32秒；5、接地条件好：多打电极、浇水；6、必须进行物性测量。对称四极激电测深法AB/234.56915254065100150225325500MN/2111111K12.537.755.0125.7351.9980.2MN/255555K62.8188.5494.81319.53133.7MN/2202020202020K300.4754.01735.73944.78264.419603二、原始记录1、激电中梯记录面积性记录野外实地记录：（点线号、△V、ηs、I、A、B）为过渡性记录。仪器回放整理的原始记录：表头填写齐全、记录要规范（重复观测）

三、检查记录与原始记录一样，备注即可,单独成册。四、检查统计结果检查比例面积性工作大于3%，剖面大于10%（或5%与设计书一致）。统计计算ηs、ρs均方相对误差（ηs低值统计均方误差）

一般存在问题1、A、B极点线号（坐标），主旁测（K值计算）

野外设计点线号要合理，不要推出负的点线号。2、激电野外原始记录中各参数小数取位要合理。

3、原始记录编辑打印要与野外实际相符，按观测先后顺序打印每一条测线测线，不应按点号由小到大顺序打印每一条测线。

4、重复观测读数要符合规范要求，不能超差。5、改变排列需重复观测（200m）

异常要放到一个排列中部为好6、观测数据及观测时记录的各项内容，严禁涂改、擦改、撕页、记录有误可按规范要求划改。

一般存在问题

7、仪器一致性测定（原始记录、统计结果）

8、野外方法试验：

AB、MN距，t（4、8s），最大旁测（AB/5）9、物性采集测定记录10、装订成册（按组、日期），编写目录，必要的说明。11、室内日常验收野外数据采集的一些细节1、供电线布设AB、测量MN

漏电检查、AB极排列2、外部因数的影响3、数据判别存储（重复观测）五、数据整理成果数据表（成图数据）点线号、坐标？、ηs、ρs

由小到大编辑也要有异常下限概念六、图件编制

数据图：等值线平面图：成图等值线间隔要正确剖面平面图：综合剖面图：各参数纵比例选取要合理（背景应压在1厘米范围内，不能随意放大或缩小）激电中梯ρs等值线平面图高精度磁测磁测总误差小于或等于5nT的磁测工作，统称为高精度磁测工作。磁参量：表征地磁场要素的各种物理量的统称，如地磁场垂直分量异常Za、地磁场总强度异常Ta等。磁参数：表征岩、矿石磁性特征的物理量的统称，通常指剩余磁化强度Ir与磁化率χ。噪声：测量数据中的不规则起伏信号。信噪比：高精度磁测工作中噪声幅度与有效弱磁异常幅度的比值。磁测前提：探测目标与围岩之间的存在物性差异

如无航磁资料，在矿调中还会投入1:5万高精磁测工作，在1:5万高精度磁测（或1:5万航磁）成果上还投入1:1万面积性磁测和剖面测量工作，对磁异常进行查证。

1:5万高精度磁测工作，采样规则网，网度500×100米，测线垂直地质体总体走向布设。

1:1万高精度磁测工作，网度100×40米，测线垂直磁异常总体走向布设。

开工前仪器的校验工作磁力仪噪声水平的测定测定探头一致性测定、探头高度确定校验主机的一致性多台仪器野外一致性基点选择和联测：总基点、日变站、校正点（分基点）多台仪器野外一致性观测点数不少于50个．其中少数点要处于较强的异常场上(约为均方误差的5倍以上)。各仪器的观测结果无明显系统