提纲
一、前言
二、工作部署—立项论证
三、工作方法技术—工作设计
四、推荐的方法技术
五、重点强调的问题
一、前言
物探勘探技术是众多勘探技术中的一种,它具有经济、轻便、前瞻性的特点,也具有它的应用前提。地质、物探等多方法技术紧密结合、相互渗透,是取得地质调查及找矿重大突破的关键措施之一。
近年来,物探勘探技术正沿着两个方向发展,一个是高精度、高分辨率三维方向发展,另一个是沿着综合勘探方向发展。前一个发展是基础,后一个发展是目的。
物探方法包括重力、磁测、电法、人工地震、测井、放射性等,不同方法、装置与工作程序组合用于不同的工作目的及勘探深度。
因此,工作部署及方法技术是取得预期成果的必要条件。
二、工作部署—立项论证
部署的物探工作方面有如下三个阶段:
- 前瞻:通过中小比例尺的物探工作,了解区域性地质、物探特征,为下一步基础地质、矿产地质、水工环地质等调查部署提供基础资料和决策依据。
- 针对:针对具体地质问题,为基础地质、矿产地质、水工环地质等工作部署的中大比例尺的物探工作;
- 深化:进一步服务于基础地质、矿产地质、水工环地质等工作布置的大比例尺物探工作。
物探工作部署遵循的原则:
- 物探要与地质调查有机配合,并应超前进行,及时提交成果(报告),以利地质调查工作的进行;
- 扩大物探的工作领域,发展和开拓物探先行作用;
- 在选区和确定具体任务时,要尊重物探方法的运用前提,充分利用和发挥现有物探方法的特长和优势,积极采用新方法和新技术;
- 选择方法要本着有效和经济的原则,合理确定其主要(观测)方法和辅助(观测)方法。
新开工作项目立项申请书编写:
(一)概况
1.工作项目名称及承担单位
工作项目名称:
项目承担单位:
所属计划项目名称:
项目实施单位:
2.项目起止时间
本项目起止时间为:
所属计划项目工作周期:
3.工作区范围及地理条件
主要包括地理位置(附交通位置图)、行政区划、坐标范围、自然地理、气候概况等。
华东地区地处我国东部沿海,北接山东,西界河南、湖北、湖南,南与广东毗邻,东濒黄海、东海。地理坐标:北纬23°30'—35°08',东经 113°34'—123°40'。包括上海、浙江、江苏、福建、江西、安徽五省一市,总面积63.86万km2,占全国陆域面积的6.65%。
(二)地质、地球物理背景和立项依据
1.地质概况
主要包括地层、构造、岩浆岩、矿产等。
2.地球物理特征
主要是区域构造、地层、岩性及其地球物理场特征、物性参数及特征分析
3.立项依据
(三)以往工作程度及综合分析
1.地质、物探(物性)、化探、遥感等工作,要结合相应的图、表论述
结合工作程度图、异常图分析已有工作程度及异常特征
结合物性参数表、柱状图,表述工作区物性工作程度及工作前提
2.科研工作
3.存在问题分析
如:工作程度不平衡。在× ×等地相对较高,而在一些第四系覆盖区、中生代断陷盆地和中部山区工作程度相对较低,如× ×地区等。
- 资料精度相对低。大部分在二十世纪50年代、60年代,部分是在80年代完成,难以满足当前隐伏矿预测的需求。
- 基础性、战略性的矿产资源评价工作投入偏少。大调查实施以来,工作只限于普查阶段的前期,不利于对远景区的各类找矿信息作出确切评价和了解,难以对本区的资源潜力作出有效评价。
- 深部成矿预测工作未能深入。能反映深部地质情况的深部地质信息尚不够充分,仅在重要矿区外围有一些深部预测资料,大部分地区直接预测勘查区的工作很少。
- 方法技术仍在探索。有效的实现矿床、矿体定位、评价方法较少
(四)目标任务及实现的可行性
1.明确总体目标任务:并分解总体目标任务,制定分年度目标任务;
2.实现的可行性分析:(针对存在问题)诸如前人的工作为基础、先进的理论来指导、成熟的勘查(工作)技术为后盾、已取得了较好成果作依据、较好的技术条件来保障等等,得到实现是可行的结论。
(五)技术路线、技术方法、工作标准和具体的实施方案
1.技术路线
2.技术方法
- 在收集和研究地质、地球物理和地球化学资料的基础上,经过分析、归纳,建立不同类型的目标物的地质——地球物理模型.和目标识别准则,是正确确定普查目标物、指导方法选择和成果解释等工作的有效途径;
- 为了实现综合评价和减少单一方法的多解性,提高解译效果,一般应采用多种物探方法组合。要根据测区的地质、地球物理条件和物探方法的各自特点(使用前提、作用、效率、成本等),合理选择主要方法和辅助方法;
- 通常选用信息量大、效率高、成本低的方法为主要方法;局部目标体勘查阶段应根据地质任务和工作条件选用适当的方法;
- 在方法选择时,要对测区内各方法所能探测的目标物和存在的干扰体,可能出现的干扰因素,以及方法之间相互印证、相互补充的关系做出论述;
- 岩(矿)石的物理性质(简称物性)的收集、测定、总结解释工作,是各阶段物探工作必不可少的工作内容。
3.工作标准
列出执行和参照的行业、国家标准
4.具体的实施方案
- 总体工作部署和年度工作安排
- 总体工作部署
- 年度工作方案
- 工作安排
(六)预期成果
(七)主要实物工作量和经费预算
(八)组织管理质量保证
三、工作方法技术—工作设计
以矿产远景调查地球物理勘查项目为例(总体考虑)
- 矿产远景调查应根据工作区以往物探和研究程度,针对工作区具体目标任务,结合成矿地质背景和地球物理前提,一般部署在成矿有利地段,选用相应的方法部署不同比例尺的面积性或剖面性测量工作;
- 物探工作应依据工作区地质特征、主攻矿产类型的地球物理前提和工作条件,遵照行业技术标准要求,制定有较强针对性的具体技术方案,必要时应进行方法技术条件有效性试验;
- 物探工作执行相关行业技术规范,野外作业应确保采集数据真实、可靠,采集数据质量应满足设计或相应技术规范要求;
- 野外工作期间应及时对物探资料进行整理和数据预处理,及时对发现的异常会同地质研究人员,进行异常踏勘检查,初步进行评价。异常检查评价应密切结合地质和化探工作;
- 物探异常的解释推断必须以岩石、矿石物性研究为基础,密切结合地质、化探等综合成果,编制综合推断成果图。
矿产地球物理勘查设计编写要求
1.设计书编写的准备工作
- 充分收集、分析与任务有关的资料,含以往地质、物探(含物性)、化探、遥感等资料。做到充分利用以往资料,不做重复工作;分析在以往工作成果基础上获得新成果的可能性和新成果的价值;分析方法的有效性;充分利用先进适用的方法技术获取最大的地质找矿成果;
- 认真领会任务书的各项要求,特别是有关地质效果的要求。若认为任务书中某些要求不明确,应及时向下达任务书的单位进一步阐明。若认为任务书中某些要求难以达到或不甚合理,应与任务书下达单位协商调整;
- 必要时,应在设计前进行现场踏勘和方法有效性试验。
2.设计书编写的依据
- 项目任务书
- 承担单位现有的方法技术
- 有关质量管理标准和技术标准
3.设计书编写遵循的原则
- 符合任务书要求;
- 方法技术选择及工作量安排兼顾有效、先进、经济三方面要求;
- 允许并鼓励提供多方案,以便对比。
矿产地球物理勘查项目设计书编写
(一)前言
1.项目来源及任务书全文;
2.勘查登记情况;
3.工作区交通位置及自然、人文地理概况。
仅叙述与野外作业、生活有关的部分。要特别说明野外作业的通行和森林条件,自然与人文障碍物、干扰源和与作业有关的地方法规(如青苗、牧场和森林赔偿等)。
(二) 以往工作程度
列出项目名称,工作年份,工作单位及本次工作有关的工作成果。
(三)工作区地质概况及地球物理特点
1.简述区域地质特点(大地构造位置、地区、岩浆岩、构造、矿产);
2.详述待查矿产的矿床、矿体特征(埋深、大小、产状、方位等)和控矿因素;
3.详列以往或邻近地区或类似条件的物性资料和干扰因素。并分析方法的有效性(能解决什么地质-矿产问题及解决到何种程度、存在什么天然和人工干扰);
4.若工作区以往进行过相同或类似方法的勘查工作,应描述矿体异常特征及干扰体异常特征。
(四)工作部署、方法选择及技术指标
1.工作部署及依据:
- 含测区选择/比例尺和测网选择/精测剖面布置等;
- 测区选择要满足有足够正常场和在最小冗余原则下尽量规整的要求。
比例尺和测网选择要满足发现最小有意义及测线垂直主构造线方向等要求;
- 精测剖面要布置在异常地段且满足定性、定量反演的要求;
- 还应说明与地质、化探等工作的衔接关系或配合关系,条件允许时 资料再解释要求。
2.进度安排:含野外、室内各项工作的进度安排。
3.工作方法技术选择及依据:
- 根据任务要求、不同岩矿物性特点、测区自然景观条件等选择先进适用的物探方法和测地方法。单方法定性难度大时,应投入综合物探方法或与化探方法综合。综合方法可以同测网、同面积测量,也可以一种方法为主,其他方法只查证主方法发现的异常。
- 当方法的有效性不能确认或某些技术不能肯定时,应在设计过程中进行试验或写明开工前进行试验,依据实验结果选择方法与技术。
- 技术指标、技术要求选择及依据:凡有行业技术规范和中国地质调查局技术规范的,可直接引用规范中规定的技术指标和技术要求。
- 尚没有行业技术规范和中国地质调查局技术规范的,或有特殊要求的,应设定技术指标和技术要求。技术指标应列全,并说明其依据。
物性工作:应满足异常定性、定量反演的要求。在照顾到均匀分布的情况下,凡能采集到标本时,都应在主要异常中心部位采集标本。磁法应采集定向标本。物性工作除部署标本采集与测定外,有条件时应通过其它方法获取物性资料,例如收集测井资料、井旁测深、小四极等。
质量检查方法与要求:含均匀(时间、空间)分布,检查比例、检查方式(一同三不同等)、合格与超差标准、超差处理原则等。
需要注意:
- 地球物理方法的选择,首先要考虑探测对象是否具备可被利用的地球物理条件:探测对象与其围岩之间的物性差异、探测对象的大小和埋藏深度,以及存在的干扰因素和非目标物引起的干扰异常;
- 地球物理场的特征、方法的有效性因地而异,在地球物理调查工作实施之前,建议在工作区域内穿过已知钻孔地质剖面开展方法可行性和有效性试验,确定方法技术选择的合理性和有效性、仪器设备及技术指标;
- 地球物理异常可以由多种不同地质或干扰因素引起,同样,相同地质体所处地质环境不同,可以引起不同的地球物理异常。因而,地球物理调查工作必须结合地质调查工作的部署和已有地质资料,合理选择工作比例尺和相应的地球物理勘查技术装置和技术组合;
(五)资料整理、处理与解释推断
1.资料整理方法与要求:含资料整理、图标方法与要求、室内质量控制方法、计算及图示错误率指标等。
2.数据处理方法的选择、要求及依据:每一种处理方法应有明确的目的;应有资料处理后的质量控制和质量检查要求。
3.解释推断:含定性解释、定量正反演解释。定性解释应贯彻每一个编号异常都要解释的原则和室内对比与野外现场踏勘相结合的原则。凡有定量正反演可能性的资料,均应进行定量正反演。定量反演方法的选择应列出依据。应有定性、定量反演质量控制与质量检查要求。
4.报告编写:含报告编写要求、报告内容格式(参见相应规范)及预计提交成果。
5.物探资料的解释一般要求
- 重磁资料:一般要求进行二维、三维定量反演,并适当利用现有物性和钻孔资料进行约束,了解隐伏基岩面埋深及形态、地质体界线和断层及破碎带的分布;
- 电法资料:一般要求进行带地形二维定量反演,条件成熟时可进行三维定量反演,并适当利用现有物性和钻孔资料进行约束,了解松散沉积层分层、隐伏基岩面埋深及形态、地质体界线和断层及破碎带的分布、岩溶带和地下含水层的分布;
- 地震资料:一般要求进行剖面定量解释,条件成熟时,可进行二维速度分析或层析成像反演,并适当利用现有物性和钻孔资料进行约束,了解松散沉积层层状结构的界线、追索地质构造、基岩顶界面的埋深和形态、以及岩溶带的分布;
- 具有多种物探方法资料剖面上,要全面利用各方法的资料进行综合研究,相互补充,相辅相成,才能更全面,更可靠地反映地质情况。条件成熟时,应进行物探方法间的互约束或联合反演,减少物探反演结果的多解性,提取其中各类信息。
(六)实物工作量
为完成目标任务设计实物工作量(附实物工作量一览表)。
(七)预期提交成果
主要阶段性和最终成果内容(报告、图件、数据等)及提交时间。
(八)组织机构及人员安排
- 组织管理。
- 列表说明项目组成员姓名、年龄、技术职务、从事专业、工作单位及在项目中分工和每年参加项目工作时间等。
(九)经费预算
(十)质量保障与安全措施
1.保障任务完成,提高工作质量的具体措施。含技术措施,各种新技术方法的应用,提高工作人员水平所采用的技术培训措施等;
2.安全及劳动保护措施;
3.项目全面质量管理办法及措施。
附件(图):
工作布置图及其他必要图件等。
其他
- 设计审查应经过承担单位初审。
- 送审设计需要根据上级部门的统一要求,附必要的文件和内容:如
设计审查后应根据审查意见及专家意见进行修改,并填写修改记录,送交审批。
对于诸如区调、水工环项目中物探工作,与矿产调查项目有一定的相似性,请参照相应规范。
四、推荐的方法技术
如前所述:为了实现综合评价和减少单一方法的多解性,提高解译效果,一般应采用多种物探方法组合。要根据测区的地质、地球物理条件和物探方法的各自特点(使用前提、作用、效率、成本等),合理选择主要方法和辅助方法。
1.松散沉积物分层的方法技术
采用的方法以人工地震、可控源音频大地电磁测深为主,可适当选用电阻率测深、频率电磁测深、瞬变电磁测深、大地电磁测深等方法。
2基岩调查的方法技术:
采用的方法高精度重力、高精度磁法、人工地震、可控源音频大地电磁测深为主,可适当选用电阻率测深、频率电磁测深、瞬变电磁测深、大地电磁测深等物探方法。
3.隐伏地质构造、断裂破碎带调查的方法技术:
采用的方法以人工地震、可控源音频大地电磁测深、高精度重力、高精度磁法为主,可适当选用电阻率剖面、氡气法、汞气测量法等。
4.地下含水层、隔水层调查的方法技术:
采用的方法以可控源音频大地电磁测深、电阻率测深、激发极化法、人工地震为主,可适当选用高密度电阻率、频率电磁测深、大地电磁测深、自然电位、充电法等。
5.不同矿产依据其物性特征,直接找矿与间接找矿并举,目标物与目的物综合考虑选择相应的物探方法,使用优化装置。
一个矿产勘探实例,充分收集分析前人地物化遥资料,根据地质任务选取工作方法、制定工作方案:
五、重点强调的问题
(一)物探异常解释的一般原则
1、以地质为依据
不仅物探任务的确定、测区的选择、测网的设计、野外施工要以地质为根据,成果的解释也必须这样。以地质为根据,就要充分占有地质资料,掌握已有地质规律,有目的地开展辅助性地质工作,能建立测区内可能有的几种地质模型,去为地质解释服务。
以地质为根据并不是去凑合地质结论,用地质套物探资料,要防止简单对比草率下结论的做法。应该对异常进行了充分的数学物理解释后,再实事求是地分析异常,采用既对比又分析的方法,善于利用物探异常与地质资料的矛盾深化地质解释。
2、以岩石物性为基础
岩石物性是基础,是联系地质与地球物理场的桥梁,是减少物探反问题多解性的重要途径,可以说,没有扎实的岩石物性资料,就没有可靠的地质解释。物探中密度磁性和电性的资料来源、参数的精度、数量及其统计规律都是岩石物性工作的重要内容。把地质规律与岩石物性结合起来就可以建立物理——地质模型。
岩石物性虽然有其一般规律,但是更有十分强的特殊性,必须在测区及其周围区域做好岩石物性的研究,总结出当地的岩石物性规律,切忌盲目地套用其它地区的资料。以花岗岩为例,在不同地区不同围岩环境中,可以表现为低密度,也可以表现为高密度,其磁性可以是微弱和无磁,也可以是中等和较强磁性。
3、循序渐进
循序渐进反映了人们认识事物的过程,是认识客观事物的必然规律。在物探解释中这个原则从两方面来体现:一是工作的阶段性,不同比例尺、不同网度和精度的物探工作,其解决地质问题的重点、程度和深度不一样,一般应遵循由粗到细,由大到小,由区域到局部逐渐深入细致的原则;二是应遵守从已知到未知的程序,尽量从地质、地球物理条件相似的已知区出发总结物探异常与相应地质体之间的规律,找出适合本区的处理解释方法,从而指导未知地区的解释。
4、综合物探解释
鉴于地球物理反问题的多解性以及重磁在战略性矿产远景调查中解决能力的有限性,重磁资料必须尽可能综合电法、化探等其它物化探方法才能作出更合理的解释,才能肯定异常的地质原因。
5、三个结合
在进行物探异常解释时,行之有效的一条经验是实行三个结合,即定性解释与定量解释相结合,正演与反演相结合,平面解释与剖面解释相结合。定性与定量解释的结合可以使两者互为补充,逐渐深化;正演与反演的结合,打破解释工作主要靠反演一锤定音的局面,可以通过对解释结果的正演,对比实测资料,修改补充原有解释模型,使解释工作前进了一步;平面解释与剖面解释的结合,可以更好地解决平面与剖面解释中的矛盾,并可以相互借鉴,相互补充,使解释工作更快、更有效。
6、多次反馈
人的认识不是一次完成的,解释工作也是如此,多次反馈就是为了体现这一思想。它主要反映在两个方面,一是解释结果应通过多次正反演,反馈多次,以提高解释的精度;二是每当补充了新的资料,或通过验证发现了重大问题,又应重新解释,不断反馈,深化现有的认识。
(二)直接找矿与间接找矿并举
高精度磁测可有效地追索覆盖层下的含矿破碎带;用重力、磁法可成功地圈定与成矿、控矿有关的岩体,以间接方式,在找矿方面也可发挥重要作用。例如,某些矿体没有磁性,但与其伴生的围岩由于蚀变或岩体隐伏接触带带具有一定的磁性,可以作为寻找此类矿床的目标物。总之,只有既重视直接找矿,又重视间接找矿,才能充分发挥物探化探工作在矿产资源勘查中的作用。
(三)要注意对物探低缓异常和“剩余异常”的解释研究
由于成矿地质条件的复杂性、矿体在地下产出会有多种形式,使得物探异常除了反映浅部的高强异常外,会呈现低缓异常,或通过正演定量计算还有“剩余异常(残余)”,或由于矿体产状变化,深浅矿体产生的异常叠加致使物探异常曲线发生畸变等情况,出现这些异常的区域都是值得重视的找矿有利部位,应加以认真研究。影响物探异常强度的有物性差异、异常源大小、埋深、产状等多种因素。
(四)重视验证后的再解释和井中物化探工作
一(或几)钻下去不见矿,也不见可引起异常的地质体,应投入井中物探化探工作,寻找井旁、井底盲矿。在无法投入井中物探化探工作时,也应依据验证孔取得的地质、物性资料作为控制条件,由物探、化探人员和地质人员共同进行验证后的再解释工作,并依据再解释结果提出继续验证或停止验证的建议。现阶段井中物探技术发展很快,可发挥重要作用。尤其是井中磁法、井中激电、井中重力技术的发展更是可以在寻找井旁、井底盲矿取得良好的效果。
要重视电法,尤其是新方法、新技术在矿产检查中的应用和资料解释
1.工作布置中保证足够的正常场最小冗余原则
以某地磁异常ΔT为例,布置工作时首先根据区域场了解异常体异常的分布范围,保证可取得足够的正常场。不能是左图蓝线框范围,而是整个图示范围。所以在工作中,登记范围外也需要施工,可能存在的“越界问题”需提前
做好必要的协调工作。
2.工作布置中的最小冗余原则
如图所示异常,布置工作时如蓝色框所示区域,无需再布置更大面积的工作。既保证了正常场的完整,而又不浪费工作量。
(五)物探工作中的测地工作
- 主要任务是布设测网,确定测点和基点的平面位置和高程。设计前应详尽了解、收集工作所需的各种比例尺的地形图、GPS控制点、三角点、水准点成果,以及有关成果精度,所属系统的说明;
- 不同的工作方法、工作比例尺,应按该方法规范要求设计测点的平面位置和高程的精度。
1.坐标与高程系统
- 使用要求的系统;
- 物化探GPS定位测量应将WGS-84坐标与椭球面大地高程转换成所需坐标与高程系统。
2.控制测量
- 物化探工程测量应以工区已有的等级控制点为基础,根据工区面积和工作比例尺,可以上述任一等级作为首级控制,进行物化探控制加密测量;
- 控制测量包括控制网(控制点)、基线等。
3.物化探测网(点)三维定位精度
物化探测点的点位、相邻点距及其高程精度要求见具体规范(物化探工程测量规范DZ/T 0153一95)。
4.用于作业的各类仪器设备,应按规定的时间进行检验
其各项性能及精度指标必须满足要求检验项目。检验记录应认真填写,并作为原始资料与测量成果一起上交;
5.物化探测网(点)的布设,可采用不同方法
须在设计中规定方法及技术要求,并应满足表中的各项精度指标;
6.测量工作开始前应进行测区踏勘,收集有关资料,编写技术设计书
工作进行中应加强内外业的质量检查;工作结束后应进行资料整理和成果报告编写,并对测量成果资料进行验收和评价。
7.根据对应规范选用满足精度要求的地形图作为工作底图
如:
- 1∶1000000区域重力测量中测点的平面位置和高程应采用GPS测定;
- 1∶200000区域重力测量中测点的平面位置和高程的测定,宜采用GPS测量方法,也可根据实际情况在保证精度要求的前提下选用一种或将几种其他方法综合运用;
- 1∶50000或更大比例尺重力测量中测点的平面位置和高程的测定, 宜采用GPS测量方法;
- GPS测量方法应根据需要选用静态、动态等不同方式,遵照相应规范,编写技术要求;
- 采用GPS测量方法测定重力点高程时,应根据实际情况合理选择高程系统转换方法——高程异常改正(重力工作均需做此项改正)。在计算测点高程均方误差时应考虑高程系统转换所带来的误差。
8.不需要单独编写物探设计时
物探工作在总体设计中统一编写,主要内容一般不宜缩减,包括:
- 以往工作程度
- 工作区地球物理特点
- 方法选择及技术指标
- 资料整理、处理与解释推断
- 实物工作量
- 预期提交成果
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