1、重力勘探

 

  重力勘查是通過觀測地球表面重力場變化解決地質(zhì)構(gòu)造和找礦問題的一種物探方法。

 

  基本理論是牛頓的萬有引力定律。實(shí)驗表明，在地球周圍空間，自由落體的速度是遞增的，這個遞增率稱為重力加速度。而且在地球周圍空間的同一個點(diǎn)上，所有物體的重力加速度是相同的。然而，地球上各點(diǎn)的重力加速度并不相同，因為地球并非是均勻的同心殼層結(jié)構(gòu)的理想球體，重力加速度的大小隨觀測時間、地點(diǎn)的不同而有差異，這種差異主要取決于測點(diǎn)的緯度、高度、周圍地形起伏、地球的潮汐及地球內(nèi)部密度分布等五個因素，五個因素中最后一個因素對地質(zhì)勘查才有意義。

 

  在重力測量中，不是測量重力本身，而是測量它的加速度，這是因為重力與測量時所用物體的質(zhì)量有關(guān)，而重力加速度無關(guān)，人們習(xí)慣上把重力加速度簡稱為“重力”。

 

  在國際單位制（SI）中，重力勘查的單位為10-5m/s2（毫伽），以往資料（克.厘米.秒制）（CGSM）中，為mgal（毫伽）。  地面上觀測的g－地球正常的g＝重力異常。 重力按其任務(wù)可分為區(qū)域重力、大比例尺重力。

 

  2、磁法勘探

 

  磁法勘探是一種應(yīng)用最早、最成熟、輕便、效率高、成本低、適用性強(qiáng)的物探方法。它是通過觀測研究天然地磁場的空間分布規(guī)律及其變化來解決與鐵磁性物質(zhì)（鐵、鎳、鈷、磁鐵礦、磁黃鐵礦、鈦磁鐵礦）有關(guān)的地質(zhì)找礦問題的物探方法。

 

  磁法勘探目前多使用電子磁力儀，觀測研究的磁參量是△T，其次是它的垂向梯度TH與水平梯度TX。△T是觀測點(diǎn)處地磁場總強(qiáng)度T的絕對值與該點(diǎn)正常地磁場T0的絕對值的模量差

 

  △T＝ㄧTㄧ－ㄧT0ㄧ

 

  磁測的單位是nT（納特），與過去常用的CGSM制單位γ（伽馬）大小相等。

 

  磁測可按工作區(qū)域分為航空磁測、地面磁測和井中磁測。現(xiàn)在提出的高精度磁測的觀測總精度是＜5nT。

 

  3、電法勘探  電法勘探是以地殼中巖、礦石的電、磁學(xué)性（如導(dǎo)電性、極化性、導(dǎo)磁性、介電性）空間和時間的分布規(guī)律研究地質(zhì)構(gòu)造和找礦的一組物探方法。  電法的方法很多，分類復(fù)雜，按產(chǎn)生電磁場原因分兩大類：

 

  ⑴直流電法（傳導(dǎo)類電法）  通過接地電極觀測由人工或天然場源在大地中因傳導(dǎo)作用差異產(chǎn)生異常電流場的一組方法。

 

  ①電阻率法

 

  包括中間梯度法、電剖面法（聯(lián)合剖面法、對稱四極法、偶極剖面法）、電測深法。觀測電阻率。

 

  ②充電法   觀測電位（V）或電位梯度（△V）。

 

  ③激發(fā)極化法（激電）

 

  包括激電中間梯度法、激電測深法。觀測極化率（ηs）（%）、充電率（MS）（毫秒）。

 

  ④自然電場法（自電）

 

  觀測電位（V）或電位梯度（△V）。

 

  ⑵交流電法（感應(yīng)類電法）

 

  是以巖、礦石導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性差異為基礎(chǔ)，觀測人工或天然場源在大地中由電磁感應(yīng)作用在地層中產(chǎn)生的渦流場或其異常電磁場的一組方法。其特點(diǎn)是研究利用與地質(zhì)體有關(guān)的交變電磁場的建立、分布、傳播特點(diǎn)和規(guī)律進(jìn)行找礦和解決某些地質(zhì)問題。交流電法利用的場源有人工或天然場源，利用的參數(shù)有介電常數(shù)（ε）、磁導(dǎo)率（μ）、電導(dǎo)率（σ）等。測量的參數(shù)有視電阻率、復(fù)電阻率、視頻散率；電磁場的相位、實(shí)分量、虛分量、傾角等。

 

  電磁法基于宏觀的電磁場理論，以麥克斯韋方程組為理論基礎(chǔ)，利用多種頻率諧變電磁場或不同形式的周期性脈沖電磁場為激發(fā)源，研究地下空間電性變化而產(chǎn)生的異常電磁場。研究多頻率諧變電磁場的方法稱“頻率域電磁法”， 研究周期性脈沖電磁場的方法稱“時間域電磁法”。電磁法在空中、地面、井中均可進(jìn)行，方法有15種之多，不一一介紹，下面僅介紹與找礦有關(guān)并常用的兩種方法。

 

  ①瞬變電磁法（TEM）

 

  屬于時間域電磁法，它是利用不接地的回線或線源向地下發(fā)送一次脈沖電磁場，在一次電磁場的激勵下，地下導(dǎo)體內(nèi)部受感應(yīng)產(chǎn)生渦旋電流；在一次脈沖電磁場的間歇期間，渦旋電流產(chǎn)生的二次磁場不會隨一次場消失而消失，即有一個瞬變過程，利用線圈或接地電極觀測二次磁場，研究其與時間的變化關(guān)系，從而確定地下導(dǎo)體的電性分布結(jié)構(gòu)及空間形態(tài)。

 

  該方法能較準(zhǔn)確地確定地質(zhì)體的傾向、埋深、走向等。由于具有測深功能、靈活方便、工作效率較高，已廣泛用于尋找隱伏銅多金屬礦的勘查中。

 

  ②可控源音頻大地電磁法（CSAMT）

 

  它是有限長接地導(dǎo)線電流源向地下發(fā)送不同頻率的交流電流，在地面一定范圍內(nèi)測量正交的電磁場分量，計算卡尼亞電阻率及阻抗相位，達(dá)到探測不同深度地質(zhì)目標(biāo)體的一種頻率域電磁測深方法。  該方法具有探測深度大，可達(dá)2km，采集的信號比較強(qiáng)，異常解釋的定位比較準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，目前在探測較深地質(zhì)體時得到廣泛的應(yīng)用。使用的儀器主要有V8、GDP—32等先進(jìn)的多功能電法儀。

 

  4、地震勘探

 

  利用人工激發(fā)的地震波在彈性不同的地層內(nèi)傳播規(guī)律來勘探地下的地質(zhì)情況的一種方法。

 

  在地面某處激發(fā)的地震波向地下傳播時，遇到不同彈性的地層分界面會產(chǎn)生反射波或折射波返回地面，用地震儀可以記錄這些波，分析其特點(diǎn)，如波的傳播時間、振動形態(tài)等，通過專門的計算與處理，能較準(zhǔn)確的確定界面的深度與形態(tài)，判斷地層或巖體的巖性，確定油氣或其他礦產(chǎn)的富集區(qū)及解決水文工程地質(zhì)問題。

 

  可分為反射波法、折射波法、瑞雷波法。又可分為高分辨率的淺層地震勘探（幾米—幾百米）和深地震勘探（幾十公里—到達(dá)莫氏面和上地幔的深度）。

 

  5、放射性勘探

 

  利用儀器測量介質(zhì)中天然和人工核輻射場（射線強(qiáng)度、射氣濃度）的變化規(guī)律，從而達(dá)到找礦和解決其他地質(zhì)問題的一組方法。  放射性勘探深度可達(dá)到幾百米。可分六大類：γ測量、氡氣測量（射氣測量）、中子測量（210PO測量）、χ射線測量、α卡測量、α徑跡測量等。應(yīng)用于找放射性礦床、地?zé)?/a>、地震的活斷裂、多金屬礦產(chǎn)、煤田等。

 

  （二）物探方法的優(yōu)缺點(diǎn) 物探方法的優(yōu)點(diǎn)是：

 

  1、不僅可以了解地表或近地表的地質(zhì)現(xiàn)象，還可以獲得深部地質(zhì)信息，因而所反映地質(zhì)現(xiàn)象的深度大，范圍寬，探測深度可以從幾十公分到幾百公里。

 

  2、物探可以獲得多種物理參數(shù)的數(shù)據(jù)和豐富的地質(zhì)信息，因此，它是現(xiàn)代礦產(chǎn)勘查不可缺少的手段，也是深部地質(zhì)調(diào)查的基本方法，在工程勘察與檢測，地下水、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，考古等領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。

 

  3、物探的科技含量較高，而且比較容易吸收和引進(jìn)現(xiàn)代科技的最新成果，因而是一種經(jīng)濟(jì)而快速的地質(zhì)勘查方法。

 

  物探方法的缺點(diǎn)是：

 

  1、物探異常的數(shù)學(xué)解釋和地質(zhì)解釋存在多解性。

 

  2、目前，除了用磁法找磁鐵礦，放射性方法找鈾礦外，物探方法一般情況下都不能用于直接找礦。在區(qū)域礦產(chǎn)調(diào)查和預(yù)查階段，主要用于研究成礦環(huán)境和控礦因素，在礦產(chǎn)勘查階段是以研究成礦地質(zhì)背景和與成礦有關(guān)的地質(zhì)因素為主，實(shí)現(xiàn)間接找礦。

 

  （三）物探應(yīng)用前提條件

 

  1、直接或間接勘查的對象與圍巖存在某種物理性質(zhì)的差異。

 

  2、勘查的對象具有一定的規(guī)模和適當(dāng)?shù)纳疃龋匆袁F(xiàn)有的方法技術(shù)和儀器設(shè)備能觀測到或分辨出異常。

 

  3、能從工作地區(qū)干擾因素（表層巖性不均勻，地形起伏，人文噪聲）引起的異常中，區(qū)分出勘查地質(zhì)體異常。