水文1231班(樊大学)论文

PAGEPAGE1甘肃工业职业技术学院地质学院2015届毕业生论文（设计）题目：地球物理勘察技术在找矿中的方法 院系：地质学院专业：水文与工程地质班级：水文1231学生：樊大学指导教师：李玲玲2015年5月13日摘要随着国民经济的建设发展，物探这一先进技术在我国各类工程领域中占据着重要的地位。地球物理技术是当前能源勘探的重要技术手段，本文主要是结合笔者自身的工作经验，探讨了在地球物理勘探技术应用过程中所存在的问题，同时也叙述了地球物理勘探的相关理论及其发展趋势。关键词：地球物理；勘查技术；应用；问题；发展趋势

目录前言·····························································31．地球物理的基本任务············································4（1）资源勘探····················································4（2）环境保护····················································4（3）灾害防治····················································42．物探技术的主要分类和方法······································5（1）地震勘探····················································5（2）重力勘探····················································5（3）磁法勘探····················································6（4）电法勘探····················································6（5）方法与技术…………………73.地球物理勘查学发展的对策及建议································10（1）地球物理勘查技术发展的主攻方向······························10（2）开展新方法新技术研究与应用··································10结束语···························································11参考文献·························································11致谢·····························································12前言随着我国经济的发展，科学技术的进步，使得我国的地球物理勘查技术变得越来越重要了。所谓的地球物理勘查是以勘查对象的物理性质和数理理论为基础，以发现地球物理差异为手段，解释和推断工程地质勘察、区域地质调查和工程结构病害检测问题为主要任务的前沿地质学科。在矿产勘查中，特别是在寻找深部隐伏矿产方面，物探不可替代的作用日益突显；在工程地质勘察中，特别是在高速公路、铁路等线性工程勘察中，物探扮演的角色越来越重要；在区域地质调查中，特别是深部地质构造调查中，物探已成为主要调查手段；在工程病害检测中，物探也已成为独特的快速、无损工程结构检测方法。随着经济发展和社会进步，物探的服务领域将越来越广泛，物探方法技术也将随之得到发展，物探将进一步超越地学学科，为解决社会进步和经济发展所面临的新课题发挥重要的作用。一概述1地球物理的基本任务

（1）资源勘探；例如对石油、天然气、煤炭以及煤层甲烷和水合物等能源勘探；对金、银、铜、铀等金属矿床的勘探。矿产资源是我国社会、经济可持续发展的物质基础，关系到我国的综合国力，必须要大力地寻找，努力地去开发，以满足国民经济的发展需（2）环境保护；地球物理应该能够从光、热、电、磁等物理场的变化，来认识环境变化过程，并进行监测，或对放射性、二氧化碳等有害物质进行快速测量，为环境保护提供背景场资料。

（3）灾害防治；自然灾害往往使环境发生突然的变异极大地威胁着人类的生命安全，造成严重的经济损失。地球物理应积极地为森林火灾、山火喷发、旱涝灾害以及滑坡和泥石流的发生提供预测和防治，至少也应对它们的监测提供手段。

2物探技术的主要分类和方法2.1物探技术的主要分类

（1）地震勘探

地震勘探是近代发展最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也得到不断发展。地震学主要是根据天然地震或人工地震资料，运用物理学、数学及地质学的知识来研究地震的发生、地震波传播的规律、地壳和地球内部的分层构造、物质组成及介质物理特性，以达到预测地震、减少灾害及勘探和透析地球内部构造的目的。地震方法的基础是地震波在岩石中的传播规律，而岩石的弹性性质决定了地震波的传播规律。根据面波、自由振荡的本征谱特征，运用地震波传播理论，可得到从地壳直到地核的地球内部构造及表征地球介质的参数。（2）重力勘探

重力勘探是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表重力加速度值的变化而进行地质勘查的一种方法。只要被勘查的地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器观测出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，推断覆盖层以下密度不同的地质体的埋藏情况和地质构造情况。则重力勘探除直接用于寻找密度大的铁矿等金属矿外，在区域地质调查和水工环地质调查中的作用是不容忽视的。而其测量值会受到两种因数的影响：其一观测点至大地水准面的距离；其二地形质量。真实地球的密度与正常场地球模型的密度差称为地球的剩余密度，地球的剩余密度是地球重力异常场产生的原因。研究地球的剩余密度分布是重力测量的重要目的之一。

（3）磁法勘探

磁法勘探技术是重要的辅助性的地球物理勘探技术之一，它主要是依据岩石与矿石所具有的不同的磁性来探寻磁性矿体，研究地质构造的一种重要方法。不同岩石与矿石会产生不同的磁场，地磁会因这些磁场的存在而变得异常，这些地磁异常可以帮助找到磁性矿体。该方法主要是在油气勘探的初期使用，通过该方法可以确定盆地基面的大致深度，盆地基岩的性质和年代，大型基地断裂带的分布。在磁场的研究中，有两个重要的问题：1）能否有一个适当的数学表达式把地磁要素的地面分布表示成地球坐标的函数；2）磁场是起源于地球内部还是地球外部，或者二者兼有之。磁法勘探就是利用磁力仪测得的数据判定这种磁异常，掌握它的分布规律，对磁异常作出解释，从而达到找矿和解决各类地质问题的目的。

（4）电法勘探

地电学是研究大气、海洋相固体地球电性及电场分布的一门科学。它利用电法探测中的某些方法来研究固体地球内部介质及其周围的电性和电场分布规律，而电法勘探主要是用于研究地质构造和寻找能源、矿产。电法探测是以各种岩石和矿物的电、磁学性质差异为物理依据，利用人工或天然的电场、电磁场在时间和空间上的分布规律变化特征，研究地质构造和寻找能源、矿产等的物理勘探方法。主要研究的电性参数有：电阻率、介电常量、导磁率及电化学活动性等。自然界的各类岩石和矿物都具有一定的导电性，电阻率就是表征物体导电性好坏的一个物理量。就岩石而言，影响岩石电阻率值的因素，除了和组成岩石的矿物成分有关外，还和矿物颗粒在岩石中的结构、岩石的孔隙度、湿度、温度及所受压力等因素有关。而可以被利用的电学性质有：岩石的导电性,介电性和极化特性。2.2物探技术找矿的方法(1)矿区的位置该矿区位于大兴安岭林区，是在1：1万的土壤测量及其所圈定的化探异常查证基础上，通过地表槽探工程揭露，中深部钻探工程验证发现的，现已圈定矿体27个，初步概算铅，锌，银，钼资源量已达中型矿床规模，其中在7.4平方千米的工作区内圈出了5处异常，其中一处有良好的找矿前景。数据表明，区域内基性-超基性岩及中基性火山岩、部分火山碎屑岩和含磁铁矿的岩石，其磁性变化幅度较大，多具中强磁性，区域磁场表现为大片的高磁场区。区内岩石密度变化具有从沉积岩、火成岩、区域变质岩依次增大的特点，中基性岩浆岩和中深变质岩类的密度明显偏高。（该矿区的找矿经验对在地表覆盖原，基岩裸露稀少的林区开展找矿工作提供了良好的方法。(2):测网的敷设A：激电测深测网敷设：先指定剖面线，剖面线为南北走向，方位角为0度，点距为20米。测深点位坐标使用手持GPS定位，定位精度误差小于3米，工作区共有五条勘探线，每条勘探线长为500米，有26个测深点位，点号由南向北依次递增；西部工作区设有三条勘探线，每条勘探线长为800米，共有41个测深点位，点号由南向北依次递增。B:激电中梯测网敷设：工作区设计激电中梯5.4平方公里，测点.测线坐标使用手持GPS定位，网度为100*20米，测区东西长3000米，南北长1800米。拐点坐标：西北拐点坐标465730，5442580：西南拐点坐标465730，5440800：东南拐点坐标468730，5440800：东北拐点坐标468730，5442580.共设计31条测线，线距100米，每条测线设计测点90个，点距20米，点号由南向北递增，共有测点2790个。（3）激电测深极距的选择设计要求供电极距AB为1600米。每个激电测深点由19次测量结果构成，供电极距AB.测量极距MN均通过极距实验最后明确。通过实测确定采用方案三极距实验表测点序号AB/2米方案一方案二方案三MN/2米MN/2米MN/2米0.190.3135110.5410110.75520551.1640551.67655102.581005203.8915010205.61020010208.511250102012.512300103018.813350103027.514400103042.515450103062.516500204082.5176002040100187002040120198002040140（4）工作方法与技术极距选择：结合工作区地质情况根据极距实验结果，供电极距AB选择1500米，测量极距MN选择40米，MN大于（1/50——1/30）AB，旁测线与主测线的距离小于供电极距的五分之一，测量AB供电中段2/3的位置。供电：供电设备采用5KW汽油发电机经整流滤波提供给供给大功率发射机。通过提高电压增加电极数量增大埋深确保一次场V大于10毫伏。实际测量中供电电压一般为700伏，最大为950伏。发射机直流脉冲设置：脉冲正反双向供电，占空比1：1，供电周期8s。接收机测量延时200毫秒，采样宽度40毫秒。电极：供电点极AB采用镀锌不锈钢电极，接受电极MN采用干式不极化电极。单根供电电极电流不超过200毫安；测量电极接地电阻小于15千欧。实际测量中AB供电电极数量为40根，入土深度60厘米，供电电流一般为2.6安培。（5）仪器性能测试仪器性能测试采用DMF-2微功率检测发射仪输出固定值模拟信号的方式测试。模拟输出测试信号电位差为100毫伏，极化率为3%或200毫伏，极化率为5%.（6）区域矿产资源分布结合地质资料分析，圈定研究区这个有利成矿带。经过对研究区做2千比例的高密度重磁测量，划出两个高重磁异常区，一个位于研究区西北角，重磁异常较强，处于北西两个交错断层带上，经分析认为该异常为隐伏有超基性岩引起；另一个位于南侧花岗闪长岩边缘，经分析认为该异常为闪长岩引起。 研究区西北角的高重磁异常是一个较有利的成矿异常区，对这个隐伏超基性岩体引起的重磁异常做定性分析，认为该岩体埋深不大，但延伸较大。然后对L110线做定量计算，岩体参数为：密度2.95g/cm，埋深50m左右，延伸400m，向南陡立倾斜，做一维反演，得出结果，完成了对超基性岩体的基本了解。运用综合物探方法能够快速在第四系覆盖区查明地面以下物性特征和岩体分布规律，解决地质上不能解决的问题。在矿产勘查中，发挥了重要的作用，在今天日益严峻的资源背景下，有效运用综合物探方法寻找矿产资源或与矿产有关的各类岩体，已经成了地质找矿上的重要手段，是地质的透视镜。三地球物理勘查学发展的对策及建议

（1）地球物理勘查技术发展的主攻方向

地球物理勘查学科涵盖了地质、矿产、工程等多个领域，近期和今后发展的主攻方向是提高探测目标的空间几何分辨率，增强识别、区分、描述尺度更小和结构更复杂的探测目标的能力，区分物性反差较弱的探测目标的能力，提高适应在复杂地形、地貌、不利地表条件及各种人文干扰条件下的工作能力，提高资料综合解释的能力。要研究煤矿、金属矿，特别是深部铁矿找矿方法，地热资源调查方法，适应福建省地质条件的地质、地球物理、地球化学、遥感等综合找矿评价方法，工程地质综合勘察方法和工程病害综合最佳判别方法等。

（2）开展新方法新技术研究与应用

为了更好地为提高我国经济建设，应当提高各种基本物探方法技术解决问题能力的研究，同时引进新技术新方法，用以解决当前深部地质矿产和工程建设方面的问题。建议重点开展以下几方面的研究：

1）高精度磁测资料精细处理和复杂地质构造三维反演方法技术；2）区域地温场调查方法技术；3）可控源音频大地电磁测深、瞬变电磁法等方法技术在探测覆盖层下地质体的应用技术；4）在高阻地电条件下激发极化法测四结束语1、物探异常的影响因素，例如基性火山岩、矽卡岩磁性强，对磁异常形成干扰；碳质层、黄铁矿化等能引起较强的激电干扰异常；地形起伏较大、岩溶破碎带等可引起电阻率假异常，对找矿造成影响。因此，一定要结合地质综合研究及综合物探方法来区分矿和非矿异常。

2、金属矿体一般矿层薄，品位低，形成的物探异常弱，矿体也随埋藏深度增加异常强度也减弱，在资料解释时应注意低缓异常研究。应加强有色金属矿物探方法技术条件可行性及有效组合研究。

3、尽量采用综合物探方法开展矿产勘查工作，从而有效的排除各种干扰因素形成的异常，来提高物探找矿的准确性。

参考文献：

[1]