物化探工作方法技術應用

2015年9月

李峰

通常在礦產檢查中投入大比例物化探工作，應用地球化學測量、地面高精度磁測和激發極化法測量，對發現的礦點、礦化體、蝕變帶、重要的物化探異常進行評價。下面分三部分去介紹各項工作，重點是土壤測量方法技術及異常查證工作。地球化學測量一、方法確定二、野外工作三、測定元素選擇和元素分析測試質量監控要求，數據整理四、圖件編制五、異常評價與查證

一、方法確定

根據任務書要求，收集工作區內地物化遙有關資料，在野外踏勘的基礎上，確定野外開展水系沉積物（土壤測量、巖石）測量。通常水系發育或較發育區以水系沉積物測量為主，水系不發育區以土壤測量為主。方法試驗（已知礦點上）：粒級、介質、重現性

我區地球化學景觀區的劃分：(1)阿拉善高原極干旱荒漠區：又分四個亞區，即北山和合黎山—龍首山、雅布賴山構造剝蝕低中山區，荒漠丘陵山地—高平原區，額濟納平原區和巴丹吉林—騰格里沙漠區。(2)內蒙古北部高原干旱半干旱草原區：下分丘陵殘山區，盆地—高平原區（包括二連—錫林浩特草原區和呼倫貝爾草原區）和渾善達克沙漠區。(3)鄂爾多斯高原半干旱沙地草原區：又分東部丘陵殘山區，盆地高平原區和沙漠區以及西部山地。(4)陰山構造侵蝕剝蝕中山區：包括山間盆地和河谷以及陰山中低山。(5)大興安嶺構造剝蝕中低山森林區，以海拉爾——扎賚屯一線以南為構造剝蝕中低山森林區，以北為低山森林沼澤區。(6)河套土默川沖湖積平原農牧業區和西遼河沖積平原農牧業區。

異常所在地的氣候，地形條件、植被、疏松覆蓋物的情況（性質和厚度）。通過這些資料了解指示元素表生性狀，淋失還是次生富集、原生的共生關系是否受到破壞，有否表生的分帶情況，異常位移的可能方向與大小，異常的來源、遷移距離與方式等。

首先開展化探方法技術試驗工作的是原地礦部物化探研究所和內蒙古第一物化探隊合作，在內蒙中西部區開展區化方法技術研究；其次是原地礦部第二物探隊在內蒙古東部區開展的區化方法技術研究；相繼還有內蒙古第二物化探隊在得爾布干成礦帶開展的區化方法研究，原地礦部物化探研究所在黑龍江森林沼澤區開展的區化方法研究，原地礦部第一物探隊在內蒙古中東部開展的區化方法研究，有色研究所在大興安嶺地區的研究，2001年初內蒙古地質調查院和部物化探研究所在錫盟達來幅開展的區化方法研究，地科院物化探研究所在大興安嶺地區的重新研究。現在我們使用的主要是原地礦部物化探研究所和內蒙古第一物化探隊合作，在內蒙中西部區開展區化方法技術研究成果；地科院物化探研究所在大興安嶺地區的重新研究成果。二、野外工作1、采樣點布置：以均勻性和合理性為基本原則

要結合地質條件、已有化探異常、地理地貌情況進行采樣點位預布置，制作“采樣點位圖”作為設計附圖提供。

（1）水系測量沉積物：采樣密度為4~8點/km2，采樣粒級為-40目或-60目的粒級。樣品應以砂、細砂和粉砂為主，應減少淤泥和有機質的混入。采樣點應分布在一級水系口、二級水系內。一級水系長度大于500米時，應在一級水系內加布一個或多個采樣點；在羽狀水系發育區段，應在多條羽狀水系內布點，組合成一個樣，將樣點標在較大水系內，并做為中心點，其他水系各點用箭頭指向中心點，樣點布設應避免重復控制或漏控現象。每個樣點控制的上游匯水域面積不小于0.125km2，不大于0.25km2。

（2）土壤測量：采樣密度8~20個點/km2。采樣粒級：土壤樣品截取-4（-5）目—+20目。采樣介質：一般為B（淋積層或殘積、坡積層）或C（母質層）。野外粗加工，樣重大于200g.

定位：手持GPS

注記：木樁、筷子、紅油漆涂在固定石塊上、紅布條綁在樹枝上、土堆等（要醒目、牢固），目的是為了發現異常后尋找方便。

在土壤學中，把土壤的垂直剖面根據顏色、成分、結構及土壤的熟化程度劃分出A、B、C、D等層位

A層，也叫腐殖層，生物作用最活躍。A層的頂層為A00。是由未分解的枯枝落葉鋪墊而成。A0層是由部分分解的有機物壓填而成，基本成分是腐殖質。A0層基本上反映了生長在其上的植物成分，所以有些生物地球化學找礦工作就是取的這種物質。泥炭，實際上是擴大化了的A0層。

A0層向下，逐漸有無機物的混入，便成為A1層。在A1層的下部有時可以見到一層褪色層，叫做A2層。這是由從上面淋濾下來的酸性溶液與A1層作用，使其中的有機物分解，微跡元素淋溶造成的。這一層在某些地區在A層的整個深色背景上看得很清楚。這一層雖然位于高層位，卻主要由砂及粉砂組成，連粘土成分也不高。在這一層中，即便在強礦化地點也不會有異常反映。所以取樣時要注意避開，其厚度—·般不超過25cm，而且淺色，較易識別。A3層是A與B層的過渡層，在野外劃分是比較勉強的，有的根本不存在。A3層是A與B層的過渡層，在野外劃分是比較勉強的，有的根本不存在。B層的有機質含量逐漸減少，主要由砂質和粘土組成。一般為棕色及黃褐色，具有塊狀或棱柱狀構造，干燥時硬結成塊，而潮濕時粘性較大，可能是由于富含Fe、Al氧化物及粘土礦物之故。從A層淋溶下來的物質，很可能在B層淋積起來，與A層比較易于區別，所以一般的取樣部都選在B層。在某些地區，在B層中還可能發育一層鐵、錳淋積層，呈深棕色，在這一層中往往富集了許多金屬元素。

C層是土壤的母質層，由巖石碎屑及部分分解的基巖構成，有機質很少，微量元素的含量與基巖基本一致。但在一些地區，從上面淋濾下來的物質能在C層積聚。這種積聚物質，通常是在溶液中比較穩定的成分，因為不穩定的成分在較淺部已經析出了。鈣質層，石膏層、有時甚至鹽層可以在C層發育，但這些層內重金屬含量一般不高。在排水良好的地區，金屬元素都可能徹底從A層、B層淋失，此時C層就是唯一的取樣對象。各層相對的厚度變化范圍很大，大致為：A層：0—1.2m，B層:n×l0cm—2m，C層厚度比其它各層要大些，在我國南方諸省，風化基巖可深達n×10m2、樣品編號

以1km2的高斯坐標網格為基本采樣單元，編號由左至右由上至下順序編號。每平方公里內分布有四個小格，編號順序為自左至右、自上而下為a、b、c、d。在每個小格內有兩個樣品或兩個以上樣品時，第一個樣為1（如a1），第二個樣為2（如a2）依次編號。3、樣品采集（1）水系樣品：采樣部位應選擇在現代流水線上的河道岸邊與水面接觸部位；或間歇性水流地區或季節性流水的河道底部或主河道上；在水流較急的河道中，要盡量在水流變緩處，水流停滯處，河道轉彎內側，大石頭背后，在礫石成份復雜、大小顆粒較為混雜的偏細部位取樣。為了提高樣品的代表性，應在采樣點水系上下約30~50米范圍內進行多點取樣，混合在一起組合成一個樣品。3、樣品采集（2）土壤樣品：采樣部位應是以殘坡積為母質層的區段，在風化基巖上部以風化碎石為主的部位（BC層）取樣，以減少風化淋濾形成的次生貧化與富集的影響。為了增加土壤樣品的代表性，要求在正點30-50米距離內多點采集樣品組合成一個樣。

4、原始記錄（1）GPS校驗記錄（2）化探采樣記錄（3）檢查記錄（1）收集工作區三角點資料，在已知點上標定手持GPS（坐標系統、參數、誤差）開工前、野外工作結束后均應校驗。（2）化探采樣記錄：主要是1:5萬、1：1萬、剖面采樣記錄內容有：點線號、坐標、采樣位置、深度、采樣介質、粒級、地質描述

（3）室內回放打印GPS數據和航跡圖，進行樣品交接,核對記錄卡、樣品、手圖，無誤后重新100%加工樣品，樣重大于150g。

野外采樣時，操作員要認真觀察，以采到合格的樣品為原則，可根據實地情況對采樣點的位置進行合理調整。操作員要認真做好采樣記錄，特別要注意位置準確，基巖出露情況、巖性、礦化蝕變、地形地貌、植被發育情況。（3）檢查記錄包括自（互）檢（100%）野外檢查：重復采樣、核查（5%）室內檢查：記錄卡抽查、樣品抽查、手圖、清圖（10%）方法技術檢查：野外隨組檢查、室內樣品加工流程檢查方法技術檢查。大組負責人或質量檢查員應隨同采樣小組深入工作現場，檢查野外采樣工作全過程，檢查其是否符合關于點偏差、采樣部位選擇、采樣介質等規定及工作設計。還應深入樣品加工組，檢查樣品加工全過程，檢查樣品加工程序，樣品有無沾污和編號有無混亂等。工作質量檢查。包括室內和野外檢查兩項。室內抽查的工作量應占總工作量的10%，主要是核對采樣點位圖、GPS航跡圖、記錄卡、質檢記錄和樣品加工、記錄及樣品成分等。野外檢查包括重復取樣在內占總工作量的5%。抽取一些采樣點實地核對取樣部位、定點誤差、采樣介質、記錄內容和GPS航跡等。“三級”質量檢查大組（或區）檢查。大組（或工區）負責人（或質量檢查員）應分階段到各采樣組和樣品加工組進行方法技術和工作質量檢查。當一站工作結束時，必須進行階段檢查，并做檢查工作報告。項目組要定期抽查大組（或工區）的野外工作質量，其中包括對大組檢查的內容作適量（10%）的抽查。檢查的內容包括野外工作質量和室內工作質量兩項。項目承擔單位在野外工作結束前，應派質檢組對野外工作進行全面質量檢查，并對小組、大組、項目組的質檢工作以及全部原始資料進行檢查、評價和驗收，檢查包括對野外工作的抽檢和室內工作的檢查，并寫出驗收文據，提供項目委托單位檢查、驗收。上述各項野外工作質量檢查均應做相應的檢查記錄。檢查人員要簽字，標明日期，打印并在計算機上保留檢查的航跡圖。三、測定元素選擇和元素分析測試質量監控要求，數據整理1、測定元素選擇：根據20萬區化異常確定。2、分析方法的各項質量指標：包括分析方法檢出限、準確度、精密度、報出率

。選擇元素的分析方法時，應根據測區元素組合特征及含量情況，根據規范所規定的各種元素分析方法檢出限、準確度、精密度，優先選擇分析方法質量參數好、效率高、成本低以及兼顧同一分析流程可同時測定多種元素的原則，合理優化配置分析配套方案，以保證樣品分析質量。采用分析國家一級標準物質方法進行樣品準確度控制采用分析國家一級標準物質方法進行樣品精密度控制

試驗室的選擇：甲級（乙級）資質

3、數據整理（1）成圖數據整理：成果數據表：點線號、坐標、子區號、各元素含量（單位、小數位的保留）（2）各元素重復采樣合格率的計算統計用“相對偏差”統計計算合格率：Au大于85%其它元素大于90%（3）異常下限的確定（4）特征值計算

四、圖件編制1、1：50000土壤測量：數據圖（大格號）地化圖（簡化地理內容為底圖，直方圖）組合異常圖（簡化地質圖為底圖）（異常登記卡、剖析圖）2、1：10000面積性土壤測量：數據圖、單元素等值線圖、組合異常圖3、1：10000（1:5000）剖面圖

完成各類成果圖件的編制應注意：1、內容要全面（圖內、圖框、圖例、責任表、技術說明）。2、重點要突出。3、選取參數合理，成果表示清晰。成圖等值線間隔要正確色階要合理：低值區、低背景區、背景區、高背景區（高值區）異常區相關性好、具有組合規律幾個元素編制組合異常圖通過1：1萬土壤測量AS28分解為12個子異常AP2異常特征值表

元素面積平均值極大值標準離差襯度規模濃度分帶異常下限Au0.47613.9186.3716.554.6362.20743Ag1.0761.684＞102.3811.22712.08140.15Bi0.5882.7826.112.922.7831.63641Cu1.36844.1＞100056.471.7662.415425Mo0.088.69＞10021.562.8970.23243Pb0.752271.1＞3000564.989.0386.796430Sn0.81211.38＞1009.722.2751.84845Sb0.91610.64273.4122.465.324.87342W0.6045.4731.263.531.8231.10143Zn0.8377.9＞3000490.83.1492.5194120注：Au元素含量單位為10-9，

其它元素含量單位為10-6五、異常評價與查證

化探異常評價一般包括異常的解釋推斷、篩選排序和異常查證。評價工作是以化探異常特征為基礎、地質成礦理論為引導，綜合利用物探、遙感、重砂及其他找礦信息對異常進行解釋推斷的一項綜合性工作，是對異常形成原因的不斷認識，驗證，再認識、再驗證的反復過程。異常分類：

5萬規范分類A(A1、A2)、B、C(C1、C2)D(D1、D2)20萬規范分類甲（甲1、甲2、甲3）、乙（乙1、乙2、乙3）、丙、丁異常分類是動態的，應根據不同階段異常查證的結果對異常分類進行調整。異常查證：概略性查證：踏勘性檢查、剖面查證重點檢查：投入大比例尺地物化工作工作方法技術及質量評述（1）野外工作方法技術及質量評述主要包括采樣方法選擇及布局、采樣密度、采樣介質、深度、粒度，樣品加工方法的選擇與確定，野外施工各環節操作方法概述。野外質量監控措施及其質量評述。（2）樣品分析測試方法及工作質量評述包括樣品測定元素的選擇，各元素分析測試方法檢出限、準確度、精密度；樣品分析質量內部監控方法及其質量評述；樣品分析測試外部監控方法及其質量評述。（3）數據處理及地球化學圖件編制背景值和異常下限以及重要地球化學參數的確定方法，多元素地球化學統計分析方法，地球化學圖、異常圖、綜合異常圖等編圖方法。（4）異常篩選與查證方法包括異常分類方法、異常篩選方法，異常查證采用的方法。一般存在問題1、采樣點布置欠合理，控制不夠；2、記錄不規范；3、成圖不合理（色階、異常下限、異常劃分）；結論：必須有專職人員，不能流于形式。做到責任到人激電工作

激電中梯面積性測量激電中梯剖面（異常查證、礦點檢查中開展）

幾個概念

激發極化法視極化率ηs

視電阻率ρs

極化率η

電阻率ρ

極（激）化體地球物理前提一、工作部署原則二、原始記錄三、檢查記錄四、檢查統計結果五、數據整理六、圖件編制七、異常解釋推斷一、工作部署原則：尋找與金屬硫化物有關的礦體，在礦點上、異常上開展大比例激電工作（面積、剖面）。1、定位必須使用全儀器法；2、物探測線盡量垂直礦化帶、蝕變帶、異常等目標物的長軸方向；3、開展大功率激電：大于10千瓦；4、AB極距盡量大：≥1500m；供、放電時間最好選擇8秒，即周期32秒；5、接地條件好：多打電極、澆水；6、必須進行物性測量。對稱四極激電測深法AB/234.56915254065100150225325500MN/2111111K12.537.755.0125.7351.9980.2MN/255555K62.8188.5494.81319.53133.7MN/2202020202020K300.4754.01735.73944.78264.419603二、原始記錄1、激電中梯記錄面積性記錄野外實地記錄：（點線號、△V、ηs、I、A、B）為過渡性記錄。儀器回放整理的原始記錄：表頭填寫齊全、記錄要規范（重復觀測）

三、檢查記錄與原始記錄一樣，備注即可,單獨成冊。四、檢查統計結果檢查比例面積性工作大于3%，剖面大于10%（或5%與設計書一致）。統計計算ηs、ρs均方相對誤差（ηs低值統計均方誤差）

一般存在問題1、A、B極點線號（坐標），主旁測（K值計算）

野外設計點線號要合理，不要推出負的點線號。2、激電野外原始記錄中各參數小數取位要合理。

3、原始記錄編輯打印要與野外實際相符，按觀測先后順序打印每一條測線測線，不應按點號由小到大順序打印每一條測線。

4、重復觀測讀數要符合規范要求，不能超差。5、改變排列需重復觀測（200m）

異常要放到一個排列中部為好6、觀測數據及觀測時記錄的各項內容，嚴禁涂改、擦改、撕頁、記錄有誤可按規范要求劃改。

一般存在問題

7、儀器一致性測定（原始記錄、統計結果）

8、野外方法試驗：

AB、MN距，t（4、8s），最大旁測（AB/5）9、物性采集測定記錄10、裝訂成冊（按組、日期），編寫目錄，必要的說明。11、室內日常驗收野外數據采集的一些細節1、供電線布設AB、測量MN

漏電檢查、AB極排列2、外部因數的影響3、數據判別存儲（重復觀測）五、數據整理成果數據表（成圖數據）點線號、坐標？、ηs、ρs

由小到大編輯也要有異常下限概念六、圖件編制

數據圖：等值線平面圖：成圖等值線間隔要正確剖面平面圖：綜合剖面圖：各參數縱比例選取要合理（背景應壓在1厘米范圍內，不能隨意放大或縮小）激電中梯ρs等值線平面圖高精度磁測磁測總誤差小于或等于5nT的磁測工作，統稱為高精度磁測工作。磁參量：表征地磁場要素的各種物理量的統稱，如地磁場垂直分量異常Za、地磁場總強度異常Ta等。磁參數：表征巖、礦石磁性特征的物理量的統稱，通常指剩余磁化強度Ir與磁化率χ。噪聲：測量數據中的不規則起伏信號。信噪比：高精度磁測工作中噪聲幅度與有效弱磁異常幅度的比值。磁測前提：探測目標與圍巖之間的存在物性差異

如無航磁資料，在礦調中還會投入1:5萬高精磁測工作，在1:5萬高精度磁測（或1:5萬航磁）成果上還投入1:1萬面積性磁測和剖面測量工作，對磁異常進行查證。

1:5萬高精度磁測工作，采樣規則網，網度500×100米，測線垂直地質體總體走向布設。

1:1萬高精度磁測工作，網度100×40米，測線垂直磁異常總體走向布設。

開工前儀器的校驗工作磁力儀噪聲水平的測定測定探頭一致性測定、探頭高度確定校驗主機的一致性多臺儀器野外一致性基點選擇和聯測：總基點、日變站、校正點（分基點）多臺儀器野外一致性觀測點數不少于50個．其中少數點要處于較強的異常場上(約為均方誤差的5倍以上)。各儀器的觀測結果無明顯系統