Question

物探化探勘查技术面临的问题与发展趋势

Answer 1

中国覆盖区(植被和土壤覆盖区、沙漠戈壁区等)分布广泛，如何寻找其深部的金属矿，是摆在我们面前的艰巨任务。在新一轮地质调查和找矿勘探工作中，我们所面临的多是地质条件复杂、常规方法技术难以识别的隐伏矿，或是在工作条件十分艰苦的西部地区找矿。我国物化探找矿要有大的突破，有两个待解决的问题:一是从技术上，很大程度要依赖于物化探勘查技术的进步与发展，这是一种内在因素，即一种能力;二是从技术管理上要有一个强有力、统筹的技术指导机构和专家系统，这是一种外在因素，是一种条件。两者的有效结合、协调运筹，可能是问题解决的突破点。

长期以来，我国对深部找矿理论、方法技术和成矿预测的研究重视不够，严重缺乏对深部隐伏矿体精确定位的技术方法。主要表现为:①我国大陆地质构造复杂，成矿类型众多，矿床产出环境多样，给建立深部找矿模型带来了较大困难。②极缺深部找矿的方法技术，经验也不足，地球物理探测的能力和综合效应未能充分挖掘出来。③地质、物探、化探在深部找矿中，方法的优选组合不够，缺少系统的整装成果且研发力量分散，起点低。④缺少适于大探测深度的高质量、高水平的国产化仪器设备、数据处理解释系统。⑤缺少研发深部探测技术和设备的实验基地。

近些年来，物探技术面临的主要问题与发展趋势体现在以下几方面。

一是提高对微弱地球物理信息的采集与处理技术的水平。物探的发展历史充分说明，数据采集精度的提高，使得物探的应用效果、应用范围不断扩大，物探方法与理论的进步，需要相应数据采集技术的进步作保证才能得以实现。不同方法，受各种干扰因素的影响程度不同，因而处理的重点和方法也不尽相同。当前新的采集与处理技术发展缓慢，已成为寻找深部隐伏矿的瓶颈。

二是非均匀地质体的探测与描述的方法技术继续改进升级。目前，找矿面临的多是岩性不均匀、结构与构造复杂、物理性质在纵向和横向上均有较大变化，多为埋藏较深、地质条件复杂的勘探对象。为了清晰显示研究对象的空间特征，近20年来，各种地球物理场的成像技术研究取得很大进展，包括地震波成像、电磁波成像和位场成像等。成像技术的特点是未知数多，观测数据量大，只有观测信息对每个未知数的覆盖次数足够多，才能使解出的未知数减少和比较可靠。同时，数据处理与正反演解释中引入可视化技术，使人机交互反演得以更新和发展，极大地提高了数据重建与图像转化的质量。充分使用三维和动态可视化技术，在解释系统的运作和成果显示上发挥作用，提高了探测成果的直观性和可视化程度。

三是综合利用多种信息，减少物探反问题的多解性。由于地下介质形态和性质的变化对地球物理场的影响存在等效作用，使得反问题解答不唯一。如果再考虑观测误差和干扰等因素的影响，以及描述场的数学表达式和计算方法的不精细，问题更要进一步复杂化。物探的对象越复杂，表征其性质、结构和构造的变数越多。物探的工作结果，必须结合地质和化探的资料进行综合解释推断，才能提高物探找金属矿的效果。

过去在金属矿区用物探方法直接找到的矿是较少的。从物探数十年的发展成就可以清楚地认识到，利用物探方法主要是解决找矿过程中的地质问题，起到间接找矿作用。在找矿过程中，采用创新性的方法技术成果，利用新的地球物理参数，是扩大金属矿物探应用范围和提高其地质效果的一个重要方面。采用综合信息找矿，对于提高物探对隐伏矿的探测深度和勘查效果具有极其重要的意义。

化探技术面临的问题与发展趋势主要表现在，一是传统地球化学方法技术的改进和完善，使其适应当代矿产勘查的需求;二是研制在覆盖区寻找深埋大型矿床的地球化学方法技术———深穿透地球化学方法技术。前者适用于我国西部地区的矿产勘查工作，后者则是我国中东部地区矿产勘查的首选技术。

传统地球化学方法技术的改进和完善主要出现在不同特殊景观区区域性勘查领域。按照不同的地球化学景观条件，研制可适应的区域化探扫面方法技术，推进当地的矿产勘查工作，实现地质找矿的重大突破。

深穿透地球化学方法技术主要是通过土壤中活动态元素的选择性提取和各种有机及无机气体的测量，在地表捕获深部隐伏矿床的地球化学信息，从而发现新的矿产地。主要技术方法有偏提取分析、微米筛方法、显微相分析方法等。分别研制被外来运积物覆盖的各种景观区最优化的深穿透地球化学方法或方法组合，应是深穿透地球化学方法的发展趋势。外来覆盖物浅钻取样技术的应用，将可验证深穿透地球化学成果的有效性，大大促进覆盖区找矿工作。国外在金属矿气体地球化学测量技术研究中取得长足进步，值得国内学者借鉴。在金属矿床上方烃类等有机指标的形成机理及与矿体的关系需要深入研究。我国在地气方面做了大量的研究工作，但对常规气体研究缺乏创新。

任何一种方法都有其自身的适用性。对于不同的矿种、不同的景观条件、不同的勘查阶段都有其一定的适用范围，如构造叠加晕找矿方法适用于矿区基岩出露较好的地区，以及在已知矿体深部寻找盲矿体或第二个矿体富集带;而对于覆盖区，酶提取法、地电化学法、金属活动态测量法等则能反映深部矿化引起的异常特征。

矿产勘查是一项极其复杂的系统工程，任何一种单纯或单一的方法都很难对异常做出全面合理的解释。在应用勘查技术方法时，必须结合具体矿区的地质背景、地球物理特征、地球化学特征，科学选择合适的方法，才能取得好的应用效果。

随着现代制造技术、电子技术、计算机技术、材料技术、信息技术等的发展，物化探勘查技术在精度、分辨率、灵敏度、探测深度、抗干扰性能、自动化程度、实时显示、现场测试等方面发生了很大变化，使得物化探技术成为深部探测的主要技术手段。其中大深度电磁探测、航空综合物探、井中物探、三维地震、矿床原生晕分带模型、深穿透地球化学、三维可视化和数据模拟等技术的研究和应用取得了创新发展和实用效果。另一方面，勘查技术正朝着多方法综合方向发展，如物探重、磁、电勘查技术在向高精度、高分辨率、三维解释方向发展的同时，还向重磁电震综合勘查方向发展。这种综合不单是各种资料相互佐证，而是在各种方法解释的基础上，进行多数据联合互约束反演综合。

综上所述，针对不同探测目标，采用综合物探化探勘查技术，集成优化组合方法，且物探、化探与地质相配合，进行多元数据集成的综合运用和分析研究，将是今后我国金属矿勘查技术发展的总体趋势。