JL-CDD(A)鉆孔隱伏（盲）礦探測技術(shù)及儀器

Concealedorebody drilling detectors

鉆探與物探的有機結(jié)合，擴大鉆孔探測有效面積

普通地質(zhì)人員能用好的隱伏礦探測儀

鉆孔周圍隱伏礦的精細探測

為鉆孔布置提供科學(xué)的方案

深部找礦的有力裝備

武漢長盛興業(yè)物探技術(shù)開發(fā)有限公司

一、鉆孔物探：

把物探儀器下放到鉆孔中進行探測，相當(dāng)于減小了物探探測的深度，并且免除了地形、覆蓋層等干擾因素的影響。通過鉆孔物探，可得到地層與礦體的有關(guān)物理參數(shù)，探測范圍可達幾十到數(shù)百米甚至更遠。對于埋藏較深的隱伏礦，深部鉆孔的成本會大幅度提高,鉆探的命中率也較低，通過開展鉆孔物探，可以避免礦體近在咫尺,而與鉆孔失之交臂帶來的風(fēng)險。因此，開展鉆孔物探可獲得大量有價值的深部找礦信息。

我國鉆孔物探存在的問題主要是缺乏鉆孔物探設(shè)備，二是礦產(chǎn)勘查工作中對鉆孔物探的認識和重視不夠，由于使用較少，造成鉆孔物探技術(shù)發(fā)展緩慢；目前，由于鉆孔物探的設(shè)備也較少，大都數(shù)使用地面物探儀器進行鉆孔物探工作，造成探測效果欠佳，與*水平的差距越來越大。

尋找隱伏礦體，礦產(chǎn)勘查人員必須依靠*的科學(xué)技術(shù)手段，利用*設(shè)備形成新的找礦能力。傳統(tǒng)的找礦技術(shù)與方法在找尋隱伏礦體時遇到了不可逾越的障礙，一方面要尋求地質(zhì)預(yù)測理論的創(chuàng)新與突破，另一方面要積極開發(fā)探測隱伏礦體的新技術(shù)、新方法，將物探新技術(shù)、新方法與地質(zhì)和鉆探一起進行綜合運用，形成現(xiàn)代找礦的基本手段；將能挖掘出更多的成礦信息，促進隱伏礦體預(yù)測與探測的飛速發(fā)展。

　　為此，鉆孔物探在深部找礦勘探中將發(fā)揮著并不斷地發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這必將是這一歷史進程中的核心勘探手段。

二、為什么要開展鉆孔物探探測工作

1、地表物探探測的局限性（地表干擾、探測精度、深度）問題

由于隱伏礦體相對于地表埋藏較深，加之地表結(jié)構(gòu)（如山嶺、河溝等）、地面人文因素(建筑物、電力線等)、第四紀覆蓋層等問題的干擾，使物探探測結(jié)果準確性不高，探測工作開展困難，甚至無法開展工作或沒有任何探測效果。

2、國家戰(zhàn)略需求

國家正在組建“第二深度空間深部金屬礦產(chǎn)資源找礦、勘探與開發(fā)委員會”，統(tǒng)籌安排我國的深部找礦勘探和開發(fā)，指導(dǎo)和實施，針對探測深度越來越大,精度要求越來越高的新形勢,必須完善和開發(fā)勘探深度更大、分辨率更高的物探儀器設(shè)備的研究。鉆孔物探探測是相當(dāng)于完成了把深部物探探測變成為淺部物探探測工作，克服了各種干擾因素，確保證了探測精度和準確性問題。

國外大量資料表明, 在加拿大、澳大利亞等國近30年來發(fā)現(xiàn)的金屬礦中, 有許多是借助鉆探和鉆孔物探方法得以奏效的。對于一些勘查歷史悠久的老礦區(qū), 深部鉆探與鉆孔物探方法的有機結(jié)合, 已成為尋找深部隱伏( 盲) 礦床的有效方法組合, 為老礦區(qū)的繁榮注入了新的活力。

3、鉆孔物探的*性

鉆孔物探由于更加接近深部隱伏礦體, 克服了地表結(jié)構(gòu)（如山嶺、河溝等）、地面人文因素(建筑物、電力線等)、第四紀覆蓋層等問題的影響, 在鉆孔周邊幾十至幾百米半徑范圍內(nèi)具有較好的分辨能力, 能獲取深部隱伏礦體的直接信息。在加拿大、澳大利亞等一些老的礦區(qū)或礦產(chǎn)普查中, 該方法對尋找深部隱伏礦床發(fā)揮了主導(dǎo)作用, 成為圈定深部隱伏礦床的有效組合方法之一。

鉆孔物探還能輔助鉆探, 提高打鉆的效益和成功率，節(jié)約探測費用。打鉆與鉆孔物探的結(jié)合可為打鉆提供不間斷的鉆進信息, 從而在滿足勘探目標需要的前提下使得必需的鉆孔長度和鉆孔數(shù)量zui小化。它能幫助地質(zhì)學(xué)家判定打鉆是否已經(jīng)到位, 判定是否已經(jīng)鉆遇地下導(dǎo)體, 是否還應(yīng)再鉆進幾米, 還是已經(jīng)偏離目標體需要另開新鉆等問題。

三、現(xiàn)有國內(nèi)鉆孔物探存在的問題

目前的物探儀器大都是只能在地面使用，一些開展鉆孔物探工作用的儀器也是采用地面儀器，它無法進行單孔工作，只能進行一些如井中－地表或地表－井中和井中－井中工作方式；又由于它們的接信號電纜距離太長，易造成信號衰減和干擾噪聲，使本來微弱的信號無法進行有效觀測,降低了探測精度和分辨率,甚至使探測結(jié)果無效等。

四、鉆孔隱伏（盲）礦探測儀器的主要優(yōu)點

1、鉆孔周圍及孔底圓柱體探測效果：

采用供電A極和測量電極相對固定一體化的在鉆孔中同時移動觀測，在地表距離鉆孔3~5倍鉆孔深度的距離布置四個相互垂直的無窮遠B極；這樣就可以探測鉆孔周圍和鉆孔底部幾十至幾百多米范圍內(nèi)是否存在隱伏礦體，并可判別礦體隱伏存在于鉆孔的哪一方位或是鉆孔的底部；可形成以鉆孔為中心半徑為幾十至幾百米范圍內(nèi)的圓柱體探測區(qū)域，是將現(xiàn)有的地表遠距離的探測方式轉(zhuǎn)變成鉆孔逐漸逼近隱伏礦體的跟蹤探測方式，這就形成了鉆孔立體探測形式。

2、多參數(shù)綜合物探效果   

本儀器利用頻率域雙頻和多頻可同時使用，形成了多參數(shù)的電法探測方式，達到綜合物探探測效果；因此，本探測方式應(yīng)為更可行、可靠的探測方法。

3、探測技術(shù)的可操作性

    現(xiàn)有的地表物探技術(shù)zui大問題是必須要專業(yè)人員才能工作及分析、解釋，在探測過程中，針對特殊情況，不同層次的技術(shù)人員，其結(jié)果又相差較大，這樣造成探測解決問題往往千差萬別。

一個好的探測技術(shù)要想取得理想的應(yīng)用效果，首先是該技術(shù)的可操作性，二是可分析及解析的*性；由于本鉆孔探測技術(shù)是只需在鉆孔中進行,工作方式固定、觀測簡單，觀測的數(shù)據(jù)又不需復(fù)雜的計算分析，而是根據(jù)觀測值的相對漸變特征對隱伏礦體進行探測預(yù)報；這樣，就可以把物探專業(yè)人士及專家做的工作轉(zhuǎn)變成普通地質(zhì)人員就能做好的工作；因此，該探測技術(shù)具有很好的可操作性。

4、沒有任何干擾問題

    地表結(jié)構(gòu)和地層的復(fù)雜性，給傳統(tǒng)的地表探測帶來了很多干擾問題，而本方法是供電A極和測量電極是一體化的只在鉆孔中進行，鉆孔中沒有第四紀覆蓋層（信號雜亂）、地形構(gòu)造（山嶺和河溝易形成假高低阻異常）等人文因素的干擾，而且觀測處的圍巖與礦體圍巖比較單一，要求探測的距離又是鉆孔周圍相對較近的范圍；因此，若鉆孔周圍存在隱伏礦體，則引起的異常信號相對較強，信號可靠和單一。這大大降低了探測結(jié)果的多解性，使探測隱伏礦體更準確。

5、超大的探測距離

由于四個無窮遠B極布置在距離鉆孔幾倍深度的范圍，供A電極和測量電極同時測量每個測點的四個方向的多參數(shù)信號；這樣，除了利用測量電極的信號就可以探測鉆孔周圍幾十至幾百米的隱伏礦體外，還能判別隱伏礦體存在于鉆孔的哪一方位；而且還可以利用供電A極與四個無窮遠B極的電流變化特征來分析A、B極之間范圍內(nèi)是否存在隱伏礦的可能性。因此，可以說此方法具有超遠的探測距離。

五、主要用途

• 特別適用于深部金屬與非金屬礦產(chǎn)資源勘查、礦山詳查等方面。

• 用于水文、工程、環(huán)境的地質(zhì)勘探，找斷裂帶及陷落柱、山體滑坡、溶洞、煤礦采空區(qū)等。

適用單位：

礦產(chǎn)勘查單位、礦山地質(zhì)部門、地質(zhì)院校、水文地質(zhì)、勘察研究單位使用。

六、鉆孔隱伏礦探測效果實例

鉆孔隱伏礦物探探測的成果簡單，相當(dāng)容易掌握，所有探測只有二種結(jié)果形式，一種是礦體位于鉆孔下面，一種是礦體位于鉆孔旁邊。若探測數(shù)據(jù)曲線越來越張開，說明鉆孔底部有隱伏礦體；若探測數(shù)據(jù)曲線由小逐漸增大后又逐漸小，說明鉆孔周圍有隱伏礦體，探測曲線

七、儀器主要技術(shù)指標

1. 鉆孔探頭的發(fā)射指標

◆工作頻率：雙頻或多頻同時發(fā)射；

◆輸出電壓范圍：，具有過壓保護功能；

◆輸出電流范圍：具有過流保護功能；

◆輸出功率：；

◆電流測量誤差：；

◆過流保護：當(dāng)輸出電流大于時，自動硬件過流保護；

2、鉆孔探頭的接收指標：

◆工作頻率：雙頻或多頻同時收；

◆電位差測量范圍：

◆電位差測量誤差：≤；

◆對工頻干擾壓制優(yōu)于：；

◆幅頻率測量范圍：－；

◆幅頻率測量誤差：≤；

◆輸入阻抗：Ω；

3、鉆孔探頭與地面主機：數(shù)字通信；

4、鉆孔探頭直徑：Ф42mm；

5、地面主機顯示屏：8.4寸彩色；

6、地面主機供電：12伏可充電電池；

7、探測結(jié)果顯示:實時顯示測試數(shù)據(jù)和曲線及分析結(jié)果。

八、儀器系統(tǒng)配置

四種配置規(guī)格:

九、物探基礎(chǔ)知識

1、什么叫物探？

根據(jù)探測目的體與賦存空間的物理性質(zhì)（即物性）差異，通過觀測和分析其物理場的變化規(guī)律，從而推測和研究地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源分布等特征的物理探測方法，通稱為地球物理探礦法，簡稱物探。這里特別強調(diào)的是探測目的體與賦存空間的物理性質(zhì)（即物性）差異，這種差異不僅是存在的，而且是現(xiàn)有技術(shù)可識別的，并且是可解釋的。

2、什么是物探異常？

地殼內(nèi)巖、礦石與圍巖之間往往存在某種物性差異，由于這種物性差異，在巖礦體周圍空間就會引起某種天然或人工的地球物理場的局部變化，這個和地下巖礦體相關(guān)聯(lián)的地球物理場的局部變化就稱為地球物理異常，簡稱物探異常。或者簡單地理解為：物探異常就是區(qū)別于正常（背景）物理場的一些物理特征，它是一個相對的概念，單純以量的大小談異常是沒有意義的。

3、物探是如何解決地質(zhì)問題的？

物探是利用相應(yīng)的儀器設(shè)備、方法，觀測天然存在的（磁場、電場、重力場等）或人工建立的（激發(fā)極化場、電磁場等）地球物理場的變化，通過對儀器采集的數(shù)據(jù)，進行數(shù)理分析，推演地質(zhì)體賦存概況，從而為地質(zhì)工作服務(wù)。它只是一種間接的地質(zhì)手段。目前，也有把磁法尋找鐵磁性礦體，電法尋找硫化物或低阻礦體，重力尋找大（小）密度礦體，稱為物探直接找礦；而把一些通過尋找構(gòu)造、巖體以及接觸界面的物探稱之為物探間接找礦。但無論是直接和間接找礦，絕不會是能夠簡單區(qū)分的，綜合分析、綜合評價才是物探的根本。

4、如何理解物探前提？

投入物探方法之前，首先要搞清楚其具備什么樣的地球物理前提？

前提之一：目標體與賦存空間是否存在物性差異？是什么性質(zhì)的差異？差異是否明顯？可否利用物探儀器識別？

前提之二：是否存在干擾？是什么干擾？能否壓制、區(qū)分或排除？

前提之三：環(huán)境是否允許？這里既要考慮自然環(huán)境，又要考慮人文環(huán)境。以上三方面都要具備，缺一不可，并不是單純地存在物性差異的地方，就能投入物探工作。

5、如何理解物探的多解性？

由于物探儀器所觀測到的雖然只是物理場的某個參數(shù)，但這個參數(shù)又是物理場的一個綜合效應(yīng)，能夠影響這個參數(shù)變化的因素又很多，比如場源的強弱、埋深、大小、形態(tài)等等，任何一個因素的不確定，就會預(yù)示另一個因素的不確定，不確定因素越多，多解性自然也就越多。此外，物探要進行推斷解釋，只要是推斷的東西就必然存在多解性，其它學(xué)科也一樣存在多解性，只是物探人員能坦然地承認這一點，而別人有所忌諱而已。

6、如何應(yīng)對物探的多解性？

物探既然存在多解性，就要設(shè)法排除一些可能被排除的因素，比如測定分析物性參數(shù)、調(diào)研地質(zhì)工程、利用多方法、多渠道進行綜合解釋、正、反演計算等等。尤其應(yīng)注重地質(zhì)分析推斷和山地工程取得的一些有關(guān)目標體的參數(shù)，盡可能多地尋求多解的約束條件，提高解釋的準確度。

7、物探人員應(yīng)具備什么樣的素質(zhì)？

首先物探人員必須具備一定的數(shù)理基礎(chǔ)，掌握扎實的物探理論，正確的儀器操作方法，一般的故障排除，靈活的方法組合，嫻熟的解釋技能；其次不但要具備一定的地質(zhì)知識，而且能夠利用地質(zhì)知識去指導(dǎo)物探，反過來利用物探資料去解釋地質(zhì)現(xiàn)象；第三要善于聽取地質(zhì)、化探等其它人員的意見，綜合各方面的信息，科學(xué)靈活地陳述物探成果。

十、國家第二深度空間找礦戰(zhàn)略：

開展深部找礦工作，國家專門做出了《*關(guān)于加強地質(zhì)工作的決定》國發(fā)[2006]4號文件，為促進固體礦產(chǎn)勘查向深部拓展，實現(xiàn)找礦重大突破，為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供保障。

為了迎接第二深度空間，即大陸地區(qū)新的找礦、勘探和開發(fā)與實施高潮的到來，現(xiàn)有地球物理探測技術(shù)必須進行改進，提高分辨率，以資提高深部探測精度，即必須針對第二深度空間找礦勘探與開發(fā)的目的，并在強干擾背景下去提取微弱信號．依據(jù)國家戰(zhàn)略需求，并在自主創(chuàng)新的基點上，有效的利用當(dāng)代高、新技術(shù)的已有成就，進而提出新的思想和途徑，研制、開發(fā)出新一代的地球物理探測儀器和設(shè)備已十分迫切．基于這兩個層面，地球物理探測儀器設(shè)備必須以國家的戰(zhàn)略需求為已任，并建設(shè)自主創(chuàng)新型的國家．

（1）引進技術(shù)，不等于引進了創(chuàng)新能力，更不等于引進了創(chuàng)新思維．但在現(xiàn)階段又必須引進，即一定要科學(xué)的利用引進技術(shù)，加以強化完善和消化，并逐步的、有機的進行改造、提高和再創(chuàng)新．

（2）創(chuàng)新理論與方法的呈現(xiàn)往往是以創(chuàng)新的技術(shù)手段、方法為先導(dǎo)．為此，必須利用當(dāng)今高、新技術(shù)的已有成就，研發(fā)出具有一定創(chuàng)新型的地球物理探測儀器和新一代的設(shè)備．因為*的、*的技術(shù)系統(tǒng)是科學(xué)家得以成功與自主創(chuàng)新的*．

(3)創(chuàng)建新原理，測量新參數(shù)的新一代的地球物理觀測和實驗儀器、設(shè)備與測試系統(tǒng)的研制，以適應(yīng)更深層的找礦、勘探和開發(fā)．

(4)逐步建立，并形成第二深度空間找礦、勘探和開發(fā)與利用的數(shù)據(jù)庫和軟件程序包（模塊），以形成我國新一輪找礦、勘探和開發(fā)的理論與技術(shù)體系．

在這樣的基礎(chǔ)上，地球物理學(xué)要在單一方法與技術(shù)的深入和多要素、多參量的約束下，并進行綜合研究，以形成第二深度空間找礦、勘探的效能，并提出新的理論、方法和技術(shù)積成

單位：武漢長盛工程檢測技術(shù)開發(fā)有限公司

地址： 湖北省武漢市盤龍城第1企業(yè)社區(qū)38號樓    

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：（胡水珍）   ：