地下物探方法系统
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发布时间：2023-04-24 05:00
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时间：2023-10-11 07:32
在有色金属矿物探中，利用钻孔或坑道把发射或接收设备置入地下深处，使仪器从不同深度不同方位接近或穿过矿体，从而有效地增大了物探方法的探测深度和发现深部隐伏矿体的能力。
在钻孔中使用过渡场法、激发极化法、深部多源充电法、电阻率法，自然电位法及三分量磁测等方法，可以有效的研究在钻孔周围数十米至数千米范围内各种电（电磁）场的变化，并在相当大的地下空间内快速评价金属矿区的深部地质结构和发现较大规模的工业矿体。
地下物探以两种方式进行。第一种方式是配合地质勘探进行，指导下一个钻孔如何布置；第二种方式是独立地寻找隐伏矿体。这两种工作方法均取得了很好的地质效果。
寻找隐伏矿体的地下物探方法以充电法为主。深部充电法主要解决圈定矿体范围、确定矿体产状及埋藏深度、寻找充电孔附近的隐伏盲矿体和在相当大的空间内（n×10km2）发现隐伏构造、岩体和盲矿体等地质问题。其中解决后一个问题在小比例尺大面积勘查中，十分重要。
地下物探方法在原苏联启用最为普遍，效果也最好。从20世纪80年代开始，西方国家也开始发展这种方法。我国从20世纪50年代中期开始引进这种方法，但由于地质找矿工作中忽视了获得地下间接信息的重要性，一直未能顺利开展。少数单位的工作实践表明，这种方法是亟待推广的。有关我国应用地下物探方法的例子将在后面有关章节中提到，这里只举两个国外的例子[53]。
图5—6a是在已知矿区的矿体上充电，寻找矿区周边隐伏铜多金属矿床的例子。图中等值线是地表观测的电位梯度，单位是mV/m。结果在已知矿南部发现了一个良导体，钻探在400多米的深度打到了矿，这个矿后来成为该矿区的主要矿。
图5—6b则是在已知矿体上充电，除寻找四周已知矿体外，通过在钻孔中观测空间电位分布情况，发现已知矿深部矿体的例子。图中是在一条剖面上根据在钻孔中所观测到的电位值所作电位等值线空间分布图。从图看出，电位等值线不但没有封闭，而且呈向下扩大的趋势，表明已知矿下部还有大的矿体。现有中部见矿钻孔深度不够，故未见此更深的矿体。
图5—6a 应用充电法研究铜多金属矿区周边矿化的实例（据В.В.Бродовой）
A—电位梯度平面等值线图，mV/m;B—钻孔验证充电法异常的结果；1—钻孔中充电极的位置；2—导电体的异常；3—矿体；4—钻孔；5—围岩（上、中、下）：砂岩、粉砂岩、微石英岩；6—岩浆岩建造（上、下）：玢岩、石英斑岩
现在，充电法充电时最大电流可达n×10～n×100A，一个点充电可在n·100km2范围内观测，是一种简便而又高效的找隐伏低电阻矿体的实用方法。
图5—6b 硫化铜多金属矿床上充电法的结果（据В.В.Бродовой）
1—断面上的电位等值线，mV;2—矿体
地下物探方法中，接触激发极化法在工程见矿后，不仅能确定不同工程所见矿体之间的关系（作用同充电法），而且能确定矿石中主要金属硫化矿物的类型并估算其储量。这种方法是原苏联研制的。“八五”期间，成都理工学院曾在新疆喀拉通克硫化铜镍矿床上做试验，取得了好的结果。表5—2列举了方法测试推断的铜、镍储量，作为对比，还列举了勘探的结果。从表看出，测试结果作为评价隐伏矿的远景是可用的。这个方法，值得推广使用。
表5—2 接触激发极化法测试推断的喀拉通克硫化矿床中的铜镍储量
（根据成都理工学院邓祖谈的试验结果）
许多在地表找浅表矿的有效方法，如果将其用到地下工程中，就能起到找隐伏矿的作用，如γ能谱法和黄铁矿热电系数法，等。
例如，根据钻孔岩心及坑道采样，测定黄铁矿的热导电系数，得出在新疆萨尔托海I号金矿床上存在一个空穴型（以后空穴型导电简称P型，电子型导电则简称n型）导电区，与金矿范围一致，反映了金矿体的存在。在金矿体上部，P导电区的范围较矿化范围至少大100m，形成类似化探原生晕的“头晕”，故可作为预测隐伏金矿化体的一个有效标志。
在阿舍勒铜矿区，在减除了区域背景后，局部的导电类型表现为以火山活动为中心的P→n-P→P-n→n型导电类型分布规律。热电系数的分布状态明显地反映了火山成矿作用的分布状态，而反差系数则可反映成矿作用的强烈程度。以上P-n型表示以电子型导电为主的混合导电类型，n-P型则表示以空穴型导电为主的混合导电类型。反差系数则是热电系数绝对值大于200μV/℃的样品数与总样品数之比。此处热电系数α定义为黄铁矿的温差电动势与温度差之比。并规定：α≥100μV/℃时为P型导电型，100μV/℃＞a≥0为n-P型导电型，0＞α≥-100μV/℃为P-n型导电型，α＜-100μV/℃为n型导电型。μV为微伏，℃为摄氏温度。μV/℃为温差为1℃时的温差电动势。
