常用地球物理方法勘探深度研究

桑 建

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830011）

用于地球深度研究的物理勘探技術(shù)類型有很多，這些不同類型的地球物理勘探技術(shù)所利用的勘探原理也有很大差異。我們通過對(duì)地球地質(zhì)的電磁波性質(zhì)的利用，可以用來了解地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息[1]。然而，在實(shí)際進(jìn)行地球物理勘探深度工作實(shí)施時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很多的客觀因素，導(dǎo)致正常的地球勘探深度工作無法進(jìn)行下去。

1 利用重力因素對(duì)地球進(jìn)行物理勘探

（1）利用地面重力探測(cè)地球深度。①利用重力在地球深部構(gòu)造中進(jìn)行深度勘探。在對(duì)地球深部構(gòu)造的重力因素進(jìn)行勘探時(shí)，需要根據(jù)地球內(nèi)部沉積層的密度變化來確定勘探深度。由于沉積層的密度變化只會(huì)導(dǎo)致勘探點(diǎn)部位有影響，而且密度變化頻率也相對(duì)較低。因此，這種利用重力進(jìn)行地球深度勘探的方法還是比較靠譜的。除此之外，地球深部構(gòu)造中的莫霍面具有較大密度變化，對(duì)其進(jìn)行物理勘探時(shí)，需要提前做好特殊處理[2]。并且，地球深部構(gòu)造莫霍面的勘探深度可達(dá)一百五十千米。②利用重力在地球金屬礦勘探中進(jìn)行深度勘探。眾所周知，只有當(dāng)?shù)厍蛏畈績(jī)?chǔ)存物的填埋深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)其本身大小時(shí)，我們才可以利用重力因素來對(duì)其進(jìn)行物理勘探。當(dāng)技術(shù)人員想要利用傳統(tǒng)方式進(jìn)行金屬礦的勘探工作時(shí)，要求金屬礦的填滿深度保持在五百米范圍內(nèi)（傳統(tǒng)方式為：普通重力因素勘探）。對(duì)于那些填埋深度大于五百米的金屬礦，技術(shù)人員需要利用精準(zhǔn)度特別高的重力因素進(jìn)行（注明：我們以上提到的重力因素，均為重力異常問題）。

（2）利用航空重力探測(cè)地球深度。自從上個(gè)世紀(jì)末期，我國(guó)就已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用航空重力測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)行地球深度物理勘探。在應(yīng)用初期，我國(guó)技術(shù)人員在水上進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。之后，經(jīng)過不斷的技術(shù)更新，我國(guó)技術(shù)人員開始利用航天技術(shù)來輔助該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。自從21世紀(jì)開始，我國(guó)在航空重力測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用方面，已經(jīng)有了想當(dāng)成熟的技術(shù)，并且可以通過在地球深度的Cu-Au異常點(diǎn)處進(jìn)行鉆孔，利用鉆孔口來進(jìn)行深度勘探。

2 利用磁法因素對(duì)地球進(jìn)行物理勘探

（1）地面磁法干預(yù)地球物理勘探深度。目前，我國(guó)針對(duì)地球深度勘探方面，所采用的勘探方法種類越來越多。而且，地球物理勘探準(zhǔn)確度也相對(duì)越來越高。地球深度勘探所涉及的范圍也在逐漸擴(kuò)大。技術(shù)人員可以通過高分辨率的探頭進(jìn)行勘探操作，可以很快對(duì)地球內(nèi)部中心結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速和準(zhǔn)確定位。另外當(dāng)探測(cè)到地面磁力時(shí)，還可以對(duì)地球內(nèi)部金屬礦的填埋范圍，填埋擴(kuò)深部位等一一做出了解。前幾年，我國(guó)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院機(jī)構(gòu)就在安徽某地區(qū)檢測(cè)出了地面磁場(chǎng)異常情況，最終再地球內(nèi)部三百多米深度處發(fā)現(xiàn)了磁性金屬礦資源填埋物。

（2）航空磁法干預(yù)地球物理勘探深度。一般而言，利用航空磁法干預(yù)技術(shù)，勘探得出的磁性金屬礦資源填埋部位都在五百米以上。因?yàn)?，倘若要勘探的地球深度超過五百米，航空磁性信號(hào)的感應(yīng)就會(huì)顯得很微弱。但是，我國(guó)科學(xué)研究部門在航空磁法技術(shù)的輔助利用儀器方面，做出了不斷更新。使得我國(guó)所利用的航空磁法技術(shù)已經(jīng)能滿足更深層的地球物理勘探工作需要。例如：十年以前，我國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心，就已經(jīng)開始利用百分之百比例的直升機(jī)進(jìn)行航空高精度磁性測(cè)量任務(wù)，并且發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)“Fe”命名的不知名礦體。技術(shù)人員嘗試在其中一個(gè)未知礦體上進(jìn)行鉆孔，并且在勘探深度七百米處發(fā)現(xiàn)了金屬礦資源。采用同樣的方式，對(duì)另外一個(gè)未知礦體進(jìn)行鉆孔，并在六百米勘探深度處發(fā)現(xiàn)了礦產(chǎn)資源。

3 利用電磁法因素對(duì)地球進(jìn)行物理勘探

（1）激發(fā)極化法干預(yù)地球物理勘探深度。目前，我國(guó)相對(duì)成熟的利用電磁法進(jìn)行地球深度物理勘探的方法為“IP法”，學(xué)名“激發(fā)極化法”。這種地球物理勘探方法，針對(duì)于硫化物礦產(chǎn)資源的開采工作。激發(fā)極化法遵循的工作原理是：激電中梯原理。因此，利用激發(fā)極化法進(jìn)行地球物理勘探工作的完成時(shí)，勘探工作效率非常高。而且激發(fā)極化法在進(jìn)行地球深部構(gòu)造掃描和極化率參數(shù)計(jì)算時(shí)，絲毫不會(huì)受到地勢(shì)地形的干預(yù)。激發(fā)極化法的勘探范圍還會(huì)受到其他因素的局限性影響。例如：電阻因素和噪音因素，都會(huì)對(duì)其進(jìn)行地球物理勘探的深度造成影響。

（2）瞬變電磁法干預(yù)地球物理勘探深度。在地球物理勘探干預(yù)的電磁法因素方面，有一種最為典型的物理勘探方法，那就是“瞬變電磁法”。瞬變電磁法，屬于時(shí)間域電磁法的范疇，其使用的波形狀態(tài)為“階躍波”。并且，脈沖電流場(chǎng)源通過激發(fā)大地作用，所產(chǎn)生的過渡過程場(chǎng)，也可以作為瞬變電磁法的波形狀態(tài)。其在使用時(shí)，一旦發(fā)生斷電感應(yīng)，會(huì)瞬間形成渦旋交變電磁場(chǎng)。技術(shù)人員通過對(duì)這種渦旋交變電磁場(chǎng)的衰減特性感應(yīng)，可以勘探出地球深部構(gòu)造的金屬礦資源填埋狀態(tài)。除此之外，瞬變電磁法的地球物理勘探深度一般都在七百米以上。

4 利用放射性因素對(duì)地球進(jìn)行物理勘探

（1）γ測(cè)量干預(yù)地球物理勘探深度。利用γ測(cè)量來進(jìn)行地球深度的物理勘探，其需要利用巖石的γ射線總強(qiáng)度來判斷異常部位。這種γ測(cè)量技術(shù)在進(jìn)行金屬礦資源的勘探方面被廣泛應(yīng)用，因?yàn)槠渚哂芯珳?zhǔn)度高的優(yōu)點(diǎn)，并且無論哪種地質(zhì)條件，都可以利用γ測(cè)量來進(jìn)行物理勘探。當(dāng)然，這里所提及的金屬礦資源不包括鈾元素、鉀元素和釷元素。而且γ測(cè)量技術(shù)僅限于，針對(duì)填埋部位較淺的金屬礦資源勘探工作。

（2）射氣測(cè)量干預(yù)地球物理勘探深度。射氣儀測(cè)量技術(shù)可以被用來勘探地球地層表面的放射性氣體，并且通過對(duì)這些放射性氣體的濃度進(jìn)行分析，從而推斷地球該區(qū)域的地層深處是否填埋有含有放射性的礦產(chǎn)資源。射氣儀測(cè)量技術(shù)還可以被用來勘探和確定，地球內(nèi)部破碎帶的具體位置。這項(xiàng)勘探技術(shù)，在我國(guó)被廣泛應(yīng)用于氡元素衰變。當(dāng)放射性氣體發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，我們還可以利用射氣儀測(cè)量技術(shù)，進(jìn)行更深度部位的放射性礦產(chǎn)資源勘探。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地球物理勘探技術(shù)，對(duì)于我國(guó)的物探工作來說，提供了許多幫助作用。同時(shí)，地球物理勘探技術(shù)還可以被用來探測(cè)我國(guó)地質(zhì)深層的金屬物質(zhì)和礦產(chǎn)資源等。值得注意的是：我們?cè)诘厍蚩碧椒矫嫠捎玫纳疃瓤碧椒椒?，主要取決于我國(guó)在此方面制定的目標(biāo)。并且不同的地球物理勘探方法，在實(shí)際操作時(shí)也是不一樣的。