物探在找礦應用中的一些問題課件

1、物探在找礦應用中的一些問題報告人：周永嫻 2006年2月18日一、當前物探在找礦應用中存在的問題（一）物探與地質(zhì)結合不緊密1、物探人員對測區(qū)及區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)資料的了解和研究少，影響對物探異常的認識和解釋程度；2、地質(zhì)人員對物探方法了解少，對物探資料的認識和應用有片面性和誤區(qū)；3、對物性工作重視不夠，物性參數(shù)代表性不強，而它恰恰連接物探異常和地質(zhì)體的重要紐帶；4、在工作部署及施工順序上，物探與地質(zhì)有脫節(jié)現(xiàn)象。在物探工作設計、施工、已知試驗、資料解釋、驗證及驗證后的再認識等環(huán)節(jié)中缺少統(tǒng)一的協(xié)調(diào)與結合。有的則各干各的，物探先行往往成為并肩前進。（二）井中物探在非煤礦產(chǎn)勘查中應用不夠1、物探測井及地井、

2、井地等井中物探的應用尚不普遍；2、對井中物探資料的分析、解釋不夠深入，特別是對井中物探的推斷意見缺少驗證，這是井中物探找礦效果不顯著的主要原因。（三）物探工作難以應對新的找礦形勢1、隨著找礦難度加大，需要在埋藏深度大的地區(qū)、地形條件差的地區(qū)找礦；而對于物探而言，在這些地區(qū)工作無疑擴大了區(qū)分礦與非礦異常的難度及多解性。因此，物探找礦難度也越來越大。2、近幾年非煤物探的儀器、設備及解釋理論發(fā)展緩慢，制約了物探工作的發(fā)展；3、物探技術力量薄弱，而面臨的任務十分沉重，很難滿足地質(zhì)工作的需求。二、磁測資料解釋中的幾個問題（一）影響磁性體異常特征的因素1、磁化強度Ji巖礦石被現(xiàn)代地磁場磁化而具有的磁化強度

3、，稱感應磁化強度；Ji=KT 式中，K稱為磁化率，表征巖礦石被磁化難易程度的量。Jr稱剩余磁化強度，它與現(xiàn)代磁場無關，是巖礦石形成時，受當時地磁場的磁化，所保留下來的磁性。巖礦石的總磁化強度：J= Ji+ Jr=KT+ Jr磁化強度是矢量，J在磁測剖面（斷面）上的投影用Js表示，稱為有效磁化強度。（1）磁化強度的大小一般情況巖礦石的磁化強度J越強，磁異常的強度（幅值）也越大。（2）磁化強度的方向當磁性體的傾角不變時，異常特征隨磁化傾角i的不同而不同。（如右圖）。2、磁性體的產(chǎn)狀（1）磁性體的傾角 當磁化強度不變時，異常特征隨磁性體傾角的不同而不同（如左圖），理論計算表明，Za曲線的特征主要取決

4、于（i）的大小，即無論或i為何值，只要（i）不變，其Za曲線的特征則相同。（2）磁性體的走向當磁性體是南北走向時，在觀測剖面（東西向）內(nèi)，垂直向下；當磁性體是東西走向時，在南北向的觀測剖面內(nèi)，與地磁場方向（）方向一致。因此，當測區(qū)內(nèi)磁性體的走向由東西逐漸改變?yōu)槟媳睍r，在觀測剖面內(nèi)，有效磁化強度的方向由與地磁場一致轉(zhuǎn)向垂直向下，此時，磁異常的特征也隨之發(fā)生變化。（3）磁性體的延深當磁性體的延深有限時，下界面（正磁荷）的影響增強，異常的負值隨之增大。3、消磁作用物體在磁場中被磁化后，在其內(nèi)部產(chǎn)生的與磁化方向相反的磁場稱為消磁場。消磁場減弱了外磁場對物體的磁化作用，其減弱程度決定于物體的形狀及其磁化

5、強度的大小。退磁場以Te表示：Te=-NJ，N稱消磁系數(shù)；由于消磁作用不僅影響Ji的大小，還影響Ji的方向，一般沿磁化體長軸方向消磁系數(shù)小，而垂直長軸方向大。因此，對于強磁性的礦體，當其產(chǎn)狀很緩，近于水平狀態(tài)時，要注意消磁作用的影響。4、地形影響地形起伏對磁異常影響的實質(zhì)是，相對于水平地形而言，起伏地形造成了測點與磁性體位置相對變化，此時，會引起異常的畸變。如下圖所示，無限延深柱體位于山坡及山脊處的情形下，會造成曲線畸變，導致解釋失誤。 圖中：1起伏地形Za曲線 2水平地形Za曲線5、T與Za的關系此處T=TT0，即總強度磁異常；Za=ZZ0，為總場垂直分量的磁異常，Hax=HxH0 x，即總

6、場水平分量在x方向投影的異常值。T一般大于Za，其形狀及大小除與Za有關外，還與Hax有關，決定于（-i）及磁性體的形狀及走向等。（二）注意低緩異常1、不要漏掉尖峰異常掩蓋的低緩異常右圖為某礦區(qū)的磁異常曲線，兩個尖峰值是近地表三個小礦體引起的；而寬緩的異常則為深部礦體的反映。如果不注意，就會把深部大礦漏掉。強度小，梯度緩的異常，可能是埋深大、規(guī)模大的礦體引起。2、注意產(chǎn)狀平緩或呈寬緩向斜狀磁性體的異常一般埋深較大或磁性較弱的磁體產(chǎn)生低緩異常；但有時產(chǎn)狀平緩的強磁性體也可以產(chǎn)生低緩異常。例如，在垂直磁化條件下，由于消磁作用的影響，強磁性板狀體處于水平狀態(tài)比直立狀態(tài)的感應磁化強度小一倍以上。在這種

7、情況下，它在地面引起的異常具低緩的特征。此外，在寬緩向斜的中部也出現(xiàn)低緩異常。如右圖為北京某鐵礦的異常圖，在剖面上東西兩側(cè)為負磁場，在鐵礦層上有明顯峰值，在中間有低緩正磁場，經(jīng)計算淺部礦體的剩余異常，推斷深處礦體是相連的，在軸部打到了厚大礦體。（三）關于負異常1、區(qū)域性負異常，由無磁性巖層引起，如分布面積較大、厚度較大的沉積巖地區(qū)出現(xiàn)平緩的負異常。2、磁性巖石中的斷裂帶，由于應力作用或熱液蝕變、氧化還原作用，使磁性巖石磁性降低或磁化方向發(fā)生變化，在斷裂帶上出現(xiàn)負異常帶。如某花崗巖中一個熱液蝕變帶上的負異常帶。（見下頁）但如果沿斷裂有磁性礦物或巖漿活動，則可能出現(xiàn)磁場高值帶。3、反磁化形成的負異

8、常當磁性體的剩余磁化強度很大，而且Jr的方向與現(xiàn)代地磁場方向相反時，將出現(xiàn)負異常，有時很強。如下圖為華北某地反磁化礦體的異常。4、伴生負異常在斜磁化條件下，一般磁性體引起的異常大都是正、負伴生的，負值出現(xiàn)的位置多與磁化強度的方向有關。在分析磁測資料時，要把正負異常作為一個異常整體看待。不能只看正異常不看負異常，或?qū)⒍叻譃閮蓚€異常，往往負異常就是礦體的尾部或前緣。圖a是某礦區(qū)實測Za曲線，該區(qū)磁異常等值線呈南北走向長橢園狀，反映磁性體為南北走向，因此，Js為垂直向下。異常一側(cè)下降較快且出現(xiàn)負極值，另一側(cè)下降較緩并有負值出現(xiàn)，表明磁性體傾向東，且下端延深不大。驗證孔應布在曲線較緩的一側(cè)并應布置斜

9、孔。經(jīng)驗證打到了礦體。圖b是河北南部某鐵礦區(qū)的磁異常，其主要Za等值線呈東西向，反映礦體為東西走向。平面圖西段，正值范圍很大，南側(cè)下降緩慢，在很遠才出現(xiàn)負值；而北側(cè)下降很快并出現(xiàn)較強負值，說明礦體向南傾，向下有一定的延深。驗證孔應當在曲線下降較緩的一側(cè)，并應打斜孔。（四）磁異常地質(zhì)原因的初步判斷1、將物探資料和地質(zhì)資料對比，研究異常所處地段對成礦是否有利；2、深入研究區(qū)內(nèi)的巖礦石磁性，利用正演公式粗略地估算出區(qū)內(nèi)各類巖礦石所能引起的異常強度，與實測異常進行對比、判斷；3、重視對區(qū)內(nèi)已知礦異常或非礦異常的研究，找出礦異常和非礦異常各自的特點及差異；4、利用綜合物探方法研究異常源的性質(zhì)，例如利用磁

10、鐵礦在導電性，采用電法與磁法配合確定磁異常的性質(zhì)。三、激發(fā)極化法應用中的幾個問題（一）地形影響1、地形起伏對電阻率法的影響由于地形的起伏改變了MN之間的電流密度，因而對s的影響是嚴重的。有時由于地形引起的s變化的形態(tài)和幅度與礦體引起的相當。（a）圖是山脊和山谷地形上的聯(lián)合剖面曲線，由圖可見，在山脊地形上的聯(lián)合剖面曲線 上出現(xiàn)低阻反交點，在山谷地形上出現(xiàn)高阻正交點。顯然，地形起伏引起的s異常對找礦勘探是一種干擾，造成異?；?。2、地形起伏對激發(fā)極化法的影響激發(fā)極化法受地形的影響較小，在無礦或無礦化的純地形上，s曲線平緩而無異常顯示，表明它們不受地形起伏的影響。當起伏地形下存在極化體時，s曲線形狀

11、和大小與平地相比，會有一定的變化。如圖（b）所示，當極化體埋藏相同時，良導體異常幅度都是山脊平地山谷中。當直立礦體埋藏在不對稱地形下時，s曲線呈不對稱分布。這就是說，單純的地形起伏對激發(fā)極化法的觀測結果沒有影響。只是在同時存在礦體的情況下，地形的起伏會對礦體異常的形態(tài)和規(guī)模有一定影響。在解釋極化體的傾向和位置時，必須注意地形影響。（二）激電資料的解釋及應用的幾個例子1、緊密結合地質(zhì)、化探資料，從淺部礦化找深部礦體的例子左圖為山東某銅、鉛、鋅礦，屬接觸交代熱液型礦床。根據(jù)激電中梯曲線，在異常極大值處布置了鉆孔ZK1，結果在浮土下見到黃鐵礦化的花崗閃長巖，100-240m見鉛鋅礦化，自300m至3

12、58m終孔見黃銅礦化。ZK1孔說明了激電異常源是淺部以黃鐵礦化為主的礦化引起。由于激電中梯的探測深度一般不超過AB的1/5，因此，深部是否有礦？必須結合地質(zhì)資料分析、認識。根據(jù)ZK1所見礦化分帶規(guī)律及鉛次生暈異常的位置，在距ZK1孔120m處（激電異常較緩，并有b異常處）布置了ZK2孔，該孔穿過礦化帶后分別在260-330m和400-430m見到四層鉛鋅礦和兩層銅礦體。此后，沿壙化帶傾向上，又布置了兩個鉆孔，都分別在300-400m和400-600m見到鉛鋅和銅礦體。這個例子說明靠激電直接發(fā)現(xiàn)數(shù)百米深的鉛、鋅、銅礦是無能為力的，但根據(jù)激電反映的淺部黃鐵礦化，找到礦化帶范圍及大致傾向，結合地質(zhì)、

13、化探資料找到了深部礦體。（在傾斜礦體上，中梯曲線s極大點位置，通常與礦體頂端之蝕變礦化帶對應，此處布鉆，往往見不到主礦體）2、根據(jù)激電曲線特點，判斷極化體產(chǎn)狀及頂板埋深布置驗證孔的例子右圖為甘肅省太陽山斑巖銅礦的剖面，該區(qū)銅礦品位與黃鐵礦關系密切，黃鐵礦化越強，銅品位越高。投入方法：激電中梯、聯(lián)剖及激電測深。右圖為中梯號異常的一條剖面。ZK1-1為物探布置的驗證孔，在布孔之前，對激電資料進行了解釋：（1）確定極化體產(chǎn)狀：（a）利用梯曲線s下降緩慢的一側(cè)定傾向。該剖面上，s中梯曲線的極值點由于受破碎帶中的影響，并不在礦頭一方，如果去掉破碎帶引起的峰值，可大致反映極化體向南傾。（b）利用聯(lián)剖曲線反

14、交點兩側(cè)sA和sB所夾面積的相對大小，面積較大的一側(cè)定為極化體的傾斜方向。該聯(lián)剖曲線反交點南側(cè)的面積明顯大于北側(cè)，確定極化體向南傾。在推斷極化體傾向上，聯(lián)剖裝置比中梯裝置優(yōu)越。（2）確定極化體頂部埋深：一般用激電測深曲線前支轉(zhuǎn)折點附近的AB/2值大致估計極化體埋深，從該剖面的測深點曲線推測10m以下有高極化體。根據(jù)以上解釋，確定了驗證孔ZK1-1的位置及開孔角。Zk1-1孔于10m以下見強烈黃鐵礦化凝灰質(zhì)砂礫巖，并在224.15-251.38m見礦10.89m。3、利用s等值線斷面圖判斷極化體產(chǎn)狀當?shù)叵虑闆r比較復雜時，需要用多種方法進行解釋，s等值線斷面圖是常用的解釋圖件。右圖是廣東某多金屬礦

15、上的一條物探地質(zhì)綜合剖面，聯(lián)剖和中梯曲線難以判斷極化體產(chǎn)狀。根據(jù)沿剖面做好激電測深結果繪制的s等值線斷面圖，清楚地反映出兩個極化體在斷面上的產(chǎn)狀。做s等值線圖或等視電阻率斷面圖時，以測深剖面線（各測深點）為橫坐標軸，用算術坐標；以AB/2為縱軸，用對數(shù)坐標或算術坐標，各測深點的位置為縱坐標軸的原點。橫坐標可以表示為地形線，這時的縱軸應當用算術坐標表示，而且各測深點以其高程為各自縱軸的原點。橫坐標軸寫“測點”，縱坐標軸寫“AB/2”，不得寫“高程”。只有橫坐標為直線時，才有統(tǒng)一的縱坐標。在等s（或等s）斷面上的s（s）數(shù)值，都是在地面上以相應的AB/2供電，在M、N間觀測的s（s）值；而決不代表

16、地下該深度上的s（s）值。這是電測深與電測井的區(qū)別所在。4、激發(fā)極化法在沉積變質(zhì)鐵礦的應用右圖為河北省遷安鐵礦的一條物探地質(zhì)綜合剖面，先做的磁法，Z曲線出出了雙峰。為了進一步了解地下是有兩條礦體，還是存在向斜構造的問題，投入了激電中梯和測深，激電中梯測得了與Z類似的異常。證明地下確有鐵礦。5個測深點的s曲線，除6號尾部曲線一直抬升外，其余幾個測深點基本為K型（AB/2最大為300m）。綜合解釋，認為是礦層褶皺呈向斜構造引起，經(jīng)鉆探驗證證實。（三）井中激發(fā)極化法內(nèi)蒙古某銅礦區(qū)ZK123井旁盲礦的發(fā)現(xiàn)和驗證內(nèi)蒙古某銅礦是一個銅鉬為主的黃鐵礦型多金屬硫化礦床，ZK123是位于該礦礦段東部的邊緣孔，以孔深182-201m見到了礦層。井中激電在該孔160m以上未見礦井段進行，其測量結果如下圖所示。在地井方式r=0m的s曲線上，125m以上未發(fā)現(xiàn)異常，s值約為6%，125m以下井段的增高是由于黃鐵礦化引起的。當A極布置到鉆孔北東15，r=100m時，115-125m井段s異常明顯地增高達42%。當A極移至南東105時，s異常顯著減小，為25%。當