JL-CDD(A)钻孔隐伏（盲）矿探测技术及仪器

Concealedorebody drilling detectors

钻探与物探的有机结合，扩大钻孔探测有效面积

普通地质人员能用好的隐伏矿探测仪

钻孔周围隐伏矿的精细探测

为钻孔布置提供科学的方案

深部找矿的有力装备

武汉长盛兴业物探技术开发有限公司

一、钻孔物探：

把物探仪器下放到钻孔中进行探测，相当于减小了物探探测的深度，并且免除了地形、覆盖层等干扰因素的影响。通过钻孔物探，可得到地层与矿体的有关物理参数，探测范围可达几十到数百米甚至更远。对于埋藏较深的隐伏矿，深部钻孔的成本会大幅度提高,钻探的命中率也较低，通过开展钻孔物探，可以避免矿体近在咫尺,而与钻孔失之交臂带来的风险。因此，开展钻孔物探可获得大量有价值的深部找矿信息。

我国钻孔物探存在的问题主要是缺乏专用钻孔物探设备，二是矿产勘查工作中对钻孔物探的认识和重视不够，由于使用较少，造成钻孔物探技术发展缓慢；目前，由于钻孔物探的专用设备也较少，大都数使用地面物探仪器进行钻孔物探工作，造成探测效果欠佳，与国际先进水平的差距越来越大。

寻找隐伏矿体，矿产勘查人员必须依靠先进的科学技术手段，利用先进设备形成新的找矿能力。传统的找矿技术与方法在找寻隐伏矿体时遇到了不可逾越的障碍，一方面要寻求地质预测理论的创新与突破，另一方面要积极开发探测隐伏矿体的新技术、新方法，将物探新技术、新方法与地质和钻探一起进行综合运用，形成现代找矿的基本手段；将能挖掘出更多的成矿信息，促进隐伏矿体预测与探测的飞速发展。

　　为此，钻孔物探在深部找矿勘探中将发挥着并不断地发挥着至关重要的作用，这必将是这一历史进程中的核心勘探手段。

二、为什么要开展钻孔物探探测工作

1、地表物探探测的局限性（地表干扰、探测精度、深度）问题

由于隐伏矿体相对于地表埋藏较深，加之地表结构（如山岭、河沟等）、地面人文因素(建筑物、电力线等)、第四纪覆盖层等问题的干扰，使物探探测结果准确性不高，探测工作开展困难，甚至无法开展工作或没有任何探测效果。

2、国家战略需求

国家正在组建“第二深度空间深部金属矿产资源找矿、勘探与开发委员会”，统筹安排我国的深部找矿勘探和开发，指导和实施，针对探测深度越来越大,精度要求越来越高的新形势,必须完善和开发勘探深度更大、分辨率更高的物探仪器设备的研究。钻孔物探探测是相当于完成了把深部物探探测变成为浅部物探探测工作，克服了各种干扰因素，确保证了探测精度和准确性问题。

国外大量资料表明, 在加拿大、澳大利亚等国近30年来发现的金属矿中, 有许多是借助钻探和钻孔物探方法得以奏效的。对于一些勘查历史悠久的老矿区, 深部钻探与钻孔物探方法的有机结合, 已成为寻找深部隐伏( 盲) 矿床的有效方法组合, 为老矿区的繁荣注入了新的活力。

3、钻孔物探的优越性

钻孔物探由于更加接近深部隐伏矿体, 克服了地表结构（如山岭、河沟等）、地面人文因素(建筑物、电力线等)、第四纪覆盖层等问题的影响, 在钻孔周边几十至几百米半径范围内具有较好的分辨能力, 能获取深部隐伏矿体的直接信息。在加拿大、澳大利亚等一些老的矿区或矿产普查中, 该方法对寻找深部隐伏矿床发挥了主导作用, 成为圈定深部隐伏矿床的有效组合方法之一。

钻孔物探还能辅助钻探, 提高打钻的效益和成功率，节约探测费用。打钻与钻孔物探的结合可为打钻提供不间断的钻进信息, 从而在满足勘探目标需要的前提下使得必需的钻孔长度和钻孔数量最小化。它能帮助地质学家判定打钻是否已经到位, 判定是否已经钻遇地下导体, 是否还应再钻进几米, 还是已经偏离目标体需要另开新钻等问题。

三、现有国内钻孔物探存在的问题

目前的物探仪器大都是只能在地面使用，一些开展钻孔物探工作用的仪器也是采用地面仪器，它无法进行单孔工作，只能进行一些如井中－地表或地表－井中和井中－井中工作方式；又由于它们的接信号电缆距离太长，易造成信号衰减和干扰噪声，使本来微弱的信号无法进行有效观测,降低了探测精度和分辨率,甚至使探测结果无效等。

四、钻孔隐伏（盲）矿探测仪器的主要优点

1、钻孔周围及孔底圆柱体探测效果：

采用供电A极和测量电极相对固定一体化的在钻孔中同时移动观测，在地表距离钻孔3~5倍钻孔深度的距离布置四个相互垂直的无穷远B极；这样就可以探测钻孔周围和钻孔底部几十至几百多米范围内是否存在隐伏矿体，并可判别矿体隐伏存在于钻孔的哪一方位或是钻孔的底部；可形成以钻孔为中心半径为几十至几百米范围内的圆柱体探测区域，是将现有的地表远距离的探测方式转变成钻孔逐渐逼近隐伏矿体的跟踪探测方式，这就形成了钻孔立体探测形式。

2、多参数综合物探效果   

本仪器利用频率域双频和多频可同时使用，形成了多参数的电法探测方式，达到综合物探探测效果；因此，本探测方式应为更可行、可靠的探测方法。

3、探测技术的可操作性

    现有的地表物探技术最大问题是必须要专业人员才能工作及分析、解释，在探测过程中，针对特殊情况，不同层次的技术人员，其结果又相差较大，这样造成探测解决问题往往千差万别。

一个好的探测技术要想取得理想的应用效果，首先是该技术的可操作性，二是可分析及解析的唯一性；由于本钻孔探测技术是只需在钻孔中进行,工作方式固定、观测简单，观测的数据又不需复杂的计算分析，而是根据观测值的相对渐变特征对隐伏矿体进行探测预报；这样，就可以把物探专业人士及专家做的工作转变成普通地质人员就能做好的工作；因此，该探测技术具有很好的可操作性。

4、没有任何干扰问题

    地表结构和地层的复杂性，给传统的地表探测带来了很多干扰问题，而本方法是供电A极和测量电极是一体化的只在钻孔中进行，钻孔中没有第四纪覆盖层（信号杂乱）、地形构造（山岭和河沟易形成假高低阻异常）等人文因素的干扰，而且观测处的围岩与矿体围岩比较单一，要求探测的距离又是钻孔周围相对较近的范围；因此，若钻孔周围存在隐伏矿体，则引起的异常信号相对较强，信号可靠和单一。这大大降低了探测结果的多解性，使探测隐伏矿体更准确。

5、超大的探测距离

由于四个无穷远B极布置在距离钻孔几倍深度的范围，供A电极和测量电极同时测量每个测点的四个方向的多参数信号；这样，除了利用测量电极的信号就可以探测钻孔周围几十至几百米的隐伏矿体外，还能判别隐伏矿体存在于钻孔的哪一方位；而且还可以利用供电A极与四个无穷远B极的电流变化特征来分析A、B极之间范围内是否存在隐伏矿的可能性。因此，可以说此方法具有超远的探测距离。

五、主要用途

• 特别适用于深部金属与非金属矿产资源勘查、矿山详查等方面。

• 用于水文、工程、环境的地质勘探，找断裂带及陷落柱、山体滑坡、溶洞、煤矿采空区等。

适用单位：

矿产勘查单位、矿山地质部门、地质院校、水文地质、勘察研究单位使用。

六、仪器主要技术指标

1、 钻孔探头的发射指标

◆工作频率：双频或多频同时发射；

◆输出电压范围：100V~800V，具有过压保护功能；

◆输出电流范围：1mA~2000mA,具有过流保护功能；

◆输出功率：Pmax=1600W；

◆电流测量误差：<1.0%；

◆过流保护：当输出电流大于1000mA时，自动硬件过流保护；

2、钻孔探头的接收指标：

◆工作频率：双频或多频同时收；

◆电位差测量范围：0.1mV~1000mV;

◆电位差测量误差：≤1.0%；

◆对50Hz工频干扰压制优于：60dB；

◆幅频率测量范围：－100%~+100%；

◆幅频率测量误差：≤0.2%；

◆输入阻抗：>10MΩ；

3、钻孔探头与地面主机：数字通信；

4、钻孔探头直径：Ф42mm；

5、地面主机显示屏：8.4寸彩色；

6、地面主机供电：12伏可充电电池；

7、探测结果显示:实时显示测试数据和曲线及分析结果。

八、仪器系统配置

四种配置规格:

九、物探基础知识

1、什么叫物探？

根据探测目的体与赋存空间的物理性质（即物性）差异，通过观测和分析其物理场的变化规律，从而推测和研究地质构造、矿产资源分布等特征的物理探测方法，通称为地球物理探矿法，简称物探。这里特别强调的是探测目的体与赋存空间的物理性质（即物性）差异，这种差异不仅是存在的，而且是现有技术可识别的，并且是可解释的。

2、什么是物探异常？

地壳内岩、矿石与围岩之间往往存在某种物性差异，由于这种物性差异，在岩矿体周围空间就会引起某种天然或人工的地球物理场的局部变化，这个和地下岩矿体相关联的地球物理场的局部变化就称为地球物理异常，简称物探异常。或者简单地理解为：物探异常就是区别于正常（背景）物理场的一些物理特征，它是一个相对的概念，单纯以量的大小谈异常是没有意义的。

3、物探是如何解决地质问题的？

物探是利用相应的仪器设备、方法，观测天然存在的（磁场、电场、重力场等）或人工建立的（激发极化场、电磁场等）地球物理场的变化，通过对仪器采集的数据，进行数理分析，推演地质体赋存概况，从而为地质工作服务。它只是一种间接的地质手段。目前，也有把磁法寻找铁磁性矿体，电法寻找硫化物或低阻矿体，重力寻找大（小）密度矿体，称为物探直接找矿；而把一些通过寻找构造、岩体以及接触界面的物探称之为物探间接找矿。但无论是直接和间接找矿，绝不会是能够简单区分的，综合分析、综合评价才是物探的根本。

4、如何理解物探前提？

投入物探方法之前，首先要搞清楚其具备什么样的地球物理前提？

前提之一：目标体与赋存空间是否存在物性差异？是什么性质的差异？差异是否明显？可否利用物探仪器识别？

前提之二：是否存在干扰？是什么干扰？能否压制、区分或排除？

前提之三：环境是否允许？这里既要考虑自然环境，又要考虑人文环境。以上三方面都要具备，缺一不可，并不是单纯地存在物性差异的地方，就能投入物探工作。

5、如何理解物探的多解性？

由于物探仪器所观测到的虽然只是物理场的某个参数，但这个参数又是物理场的一个综合效应，能够影响这个参数变化的因素又很多，比如场源的强弱、埋深、大小、形态等等，任何一个因素的不确定，就会预示另一个因素的不确定，不确定因素越多，多解性自然也就越多。此外，物探要进行推断解释，只要是推断的东西就必然存在多解性，其它学科也一样存在多解性，只是物探人员能坦然地承认这一点，而别人有所忌讳而已。

6、如何应对物探的多解性？

物探既然存在多解性，就要设法排除一些可能被排除的因素，比如测定分析物性参数、调研地质工程、利用多方法、多渠道进行综合解释、正、反演计算等等。尤其应注重地质分析推断和山地工程取得的一些有关目标体的参数，尽可能多地寻求多解的约束条件，提高解释的准确度。

7、物探人员应具备什么样的素质？

首先物探人员必须具备一定的数理基础，掌握扎实的物探理论，正确的仪器操作方法，一般的故障排除，灵活的方法组合，娴熟的解释技能；其次不但要具备一定的地质知识，而且能够利用地质知识去指导物探，反过来利用物探资料去解释地质现象；第三要善于听取地质、化探等其它人员的意见，综合各方面的信息，科学灵活地陈述物探成果。

十、国家第二深度空间找矿战略：

开展深部找矿工作，国家专门做出了《国务院关于加强地质工作的决定》国发[2006]4号文件，为促进固体矿产勘查向深部拓展，实现找矿重大突破，为经济社会可持续发展提供保障。

为了迎接第二深度空间，即大陆地区新的找矿、勘探和开发与实施高潮的到来，现有地球物理探测技术必须进行改进，提高分辨率，以资提高深部探测精度，即必须针对第二深度空间找矿勘探与开发的目的，并在强干扰背景下去提取微弱信号．依据国家战略需求，并在自主创新的基点上，有效的利用当代高、新技术的已有成就，进而提出新的思想和途径，研制、开发出新一代的地球物理探测仪器和设备已十分迫切．基于这两个层面，地球物理探测仪器设备必须以国家的战略需求为已任，并建设自主创新型的国家．

（1）引进技术，不等于引进了创新能力，更不等于引进了创新思维．但在现阶段又必须引进，即一定要科学的利用引进技术，加以强化完善和消化，并逐步的、有机的进行改造、提高和再创新．

（2）创新理论与方法的呈现往往是以创新的技术手段、方法为先导．为此，必须利用当今高、新技术的已有成就，研发出具有一定创新型的地球物理探测仪器和新一代的设备．因为先进的、一流的技术系统是科学家得以成功与自主创新的中流砥柱．

(3)创建新原理，测量新参数的新一代的地球物理观测和实验仪器、设备与测试系统的研制，以适应更深层的找矿、勘探和开发．

(4)逐步建立，并形成第二深度空间找矿、勘探和开发与利用的数据库和软件程序包（模块），以形成我国新一轮找矿、勘探和开发的理论与技术体系．

在这样的基础上，地球物理学要在单一方法与技术的深入和多要素、多参量的约束下，并进行综合研究，以形成第二深度空间找矿、勘探的效能，并提出新的理论、方法和技术积成

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