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摘 要： 电法勘探是以岩（矿）石间电磁学性质及电化学性质的差异作为物质基础，来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。本文重点讨论了有关电法勘探的基本原理和在多金属矿勘查过程中的技术应用，旨在在本科学习之余，尝试对实际应用技术的深入研究。
关键词： 电法勘探；多金属矿；勘查；应用
勘探行业中，电法勘探技术是应用面比较广泛的一项技术，这得益于其应用和操作上的诸多优势，比如可人工通过仪表来观察人工或天然电场及交变电磁场，非常方便勘探人员准确地判断出某地的矿藏情况，从而达到高效率找矿挖矿的目的。
一、电法勘探的主要技术方法和基本原理
在研究电法勘探技术应用方法和原理之前，我们有必要对地球的地壳结构进行一定的了解。首先，地壳是由不同的岩石、矿体和各种地质构造所组成，它们具有不同的导电性、导磁性、介电性和电化学性质，所以可以根据这些性质及其空间分布规律和时间特性，来推断矿体或地质构造的赋存状态（形状、大小、位置、产状和埋藏深度）和物性参数等，从而达到勘探的目的。那么如何来定义不同岩石和矿体的不同导电性能呢？答案是电阻率，所谓电阻率，在物理学上定义为当电流垂直流过单位长度、单位截面积的体积时，该体积中物质所呈现的电阻值，按照导电机理，地壳结构可分为金属导体、半导体和固体电解质，比如各种天然金属均属于金属导体，较重要的天然金属有自然金和自然铜，其电阻率值均很低，大多数金属矿物均属于半导体，而固体电解质包含绝大多数造岩矿物（如辉石、氏石、石英、云母、方解石等），对于多金属矿藏地区，不同的金属矿石电阻率都不同，依据不同矿石对应的电阻率表格，我们可以判断该地区所含的金属矿种类，主要种类有：斑铜矿、赤铁矿、磁铁矿、锡石、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉铜矿、辉铅矿等等。当然，不同种类不同地理环境下的各类金属矿石，其电阻率也不一定是非常吻合的，还受导电矿物含量、岩和矿石的结构及孔隙度、岩矿石的含水量及含水矿化度、温度和压力的影响。
对于地理环境复杂，矿藏含量未知的情况，电法勘探也有不同的针对性检测方法。按照不同的场源性质，电法勘探就有人工场法和天然场法之分，按照实际的观测空间，电法勘探又分为航空电法、地面电法和地下电法，如果按照电磁场的时间特性来区分，电法勘探又包括直流电法、交流电法和过渡过程法，最后，按照所观测的内容，还可分为纯异常电法和总合场法等等。从我国金属矿的地理分布来看，上述方法中最常用的还属电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。
在具体的找矿应用上，这里主要简述高密度电法和激发极化法的应用原理。高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期，英国人设计的电测深偏置系统就是高密度电法的最初模式，20世纪80年代中期日本借助电极转换板实现了野外高密度电法的数据采集。而激发极化法是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法，在电法勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。
二、电法勘探的技术优势和应用发展
总结性讲，电法勘探的主要优势是可利用物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多及应用范围广。比如电法勘探用来测量岩石和矿石物理属性的参数有：电阻率、导磁率、极化特性和介电常数，其场源和装置形式上文中已经提到过，即在不同的场源性质、观测空间、时间特性上，都有相应的方法分支，来解决实际问题。比如激光极化法找水或确定地层的含水性，与高密度电阻率法相结合，这样可以降低地球物理解释的多解性，提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性，但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时，可以通过使用激电法来区分含水地层和泥岩，因为激电二次场与岩石的孔隙有关，在纯粹泥岩中极化率比较小，在含水砂砾岩中极化率比较大，此外二次场的衰减速度也与孔隙的大小、形状和宽窄有关，这也是激电法找水的机理所在。
具体的多金属矿环境下，电法勘探技术的选用树状图值得关注，同时也几乎囊括了电法勘探的技术特点。按照电磁场的时间特性，电法勘探可选用直流电法和交流电法两种方法，其中直流电法或者交流电法确定后，又有人工场和天然场的环境选择，若选定了人工场，那么在直流电法人工场环境下，可以选用电阻率法和充电法，电阻率法又可细分为电测深法和点剖面法，若选择天然场，也有自然电场法，那么总结起来，电法勘探的技术可完全细分为八种方法，完全适应我国目前可能存在多金属矿藏的各种地理环境和地壳结构。
除多金属矿外近些年来，电法也成功地用于勘查贵金属矿金、银等和非磁性黑色金属矿锰、铬、褐铁、赤铁矿等。如用电法激电普查与黄铁矿北有关的银、金矿床时，在河南一带取得了相当好的地质效果；在胶东西部普查金矿时，用电法联合剖面与磁法配合，圈定控制成矿断裂带，继而用电法激电确定含金硫化矿富集带，并与化探地质结合，查明了数个大型金矿及一些中、小型金矿；在安徽寻找锰矿及在闽西尋找淋滤富集型锰矿中，电法激电还显示了半直接找矿的良好作用，在四川和吉林等矿区，在寻找赤铁矿中，电法激电也取得了良好效果等等。
三、结语
未来的电法勘探还需不断改进，继续完善细节工作，多积累经验和总结教训，以便实现技术上的更大突破。
参考文献：
[1]袁桂琴，熊盛青，孟庆敏，周锡华，林品荣，王书民，高文利，徐明才，史大年，李秋生. 地球物理勘查技术与应用研究[J]. 地质学报，2011，11：1744-1805.
[2]严建民，翟彩兰，陈昌礼，王星明. 电法勘探在金属矿勘查中的应用实例[J]. 石油仪器，2008，05：80-82+26.
[3]马曙成. 电法勘探在金属矿勘查中的应用探究[J]. 科技资讯，2014，17：86.
关键词： 电法勘探；多金属矿；勘查；应用
勘探行业中，电法勘探技术是应用面比较广泛的一项技术，这得益于其应用和操作上的诸多优势，比如可人工通过仪表来观察人工或天然电场及交变电磁场，非常方便勘探人员准确地判断出某地的矿藏情况，从而达到高效率找矿挖矿的目的。
一、电法勘探的主要技术方法和基本原理
在研究电法勘探技术应用方法和原理之前，我们有必要对地球的地壳结构进行一定的了解。首先，地壳是由不同的岩石、矿体和各种地质构造所组成，它们具有不同的导电性、导磁性、介电性和电化学性质，所以可以根据这些性质及其空间分布规律和时间特性，来推断矿体或地质构造的赋存状态（形状、大小、位置、产状和埋藏深度）和物性参数等，从而达到勘探的目的。那么如何来定义不同岩石和矿体的不同导电性能呢？答案是电阻率，所谓电阻率，在物理学上定义为当电流垂直流过单位长度、单位截面积的体积时，该体积中物质所呈现的电阻值，按照导电机理，地壳结构可分为金属导体、半导体和固体电解质，比如各种天然金属均属于金属导体，较重要的天然金属有自然金和自然铜，其电阻率值均很低，大多数金属矿物均属于半导体，而固体电解质包含绝大多数造岩矿物（如辉石、氏石、石英、云母、方解石等），对于多金属矿藏地区，不同的金属矿石电阻率都不同，依据不同矿石对应的电阻率表格，我们可以判断该地区所含的金属矿种类，主要种类有：斑铜矿、赤铁矿、磁铁矿、锡石、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉铜矿、辉铅矿等等。当然，不同种类不同地理环境下的各类金属矿石，其电阻率也不一定是非常吻合的，还受导电矿物含量、岩和矿石的结构及孔隙度、岩矿石的含水量及含水矿化度、温度和压力的影响。
对于地理环境复杂，矿藏含量未知的情况，电法勘探也有不同的针对性检测方法。按照不同的场源性质，电法勘探就有人工场法和天然场法之分，按照实际的观测空间，电法勘探又分为航空电法、地面电法和地下电法，如果按照电磁场的时间特性来区分，电法勘探又包括直流电法、交流电法和过渡过程法，最后，按照所观测的内容，还可分为纯异常电法和总合场法等等。从我国金属矿的地理分布来看，上述方法中最常用的还属电阻率法、充电法、激发极化法、自然电场法、大地电磁测深法和电磁感应法等。
在具体的找矿应用上，这里主要简述高密度电法和激发极化法的应用原理。高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。关于阵列电法勘探的思想源于20世纪70年代末期，英国人设计的电测深偏置系统就是高密度电法的最初模式，20世纪80年代中期日本借助电极转换板实现了野外高密度电法的数据采集。而激发极化法是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法，在电法勘探中，当电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场，称为激发极化效应。
二、电法勘探的技术优势和应用发展
总结性讲，电法勘探的主要优势是可利用物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多及应用范围广。比如电法勘探用来测量岩石和矿石物理属性的参数有：电阻率、导磁率、极化特性和介电常数，其场源和装置形式上文中已经提到过，即在不同的场源性质、观测空间、时间特性上，都有相应的方法分支，来解决实际问题。比如激光极化法找水或确定地层的含水性，与高密度电阻率法相结合，这样可以降低地球物理解释的多解性，提高找水的成功率。高密度电阻率法在确定高阻或低阻地质体具有优越性，但低阻地质体并不代表富含地下水，可能是由于泥岩引起地层的电阻率下降。这时，可以通过使用激电法来区分含水地层和泥岩，因为激电二次场与岩石的孔隙有关，在纯粹泥岩中极化率比较小，在含水砂砾岩中极化率比较大，此外二次场的衰减速度也与孔隙的大小、形状和宽窄有关，这也是激电法找水的机理所在。
具体的多金属矿环境下，电法勘探技术的选用树状图值得关注，同时也几乎囊括了电法勘探的技术特点。按照电磁场的时间特性，电法勘探可选用直流电法和交流电法两种方法，其中直流电法或者交流电法确定后，又有人工场和天然场的环境选择，若选定了人工场，那么在直流电法人工场环境下，可以选用电阻率法和充电法，电阻率法又可细分为电测深法和点剖面法，若选择天然场，也有自然电场法，那么总结起来，电法勘探的技术可完全细分为八种方法，完全适应我国目前可能存在多金属矿藏的各种地理环境和地壳结构。
除多金属矿外近些年来，电法也成功地用于勘查贵金属矿金、银等和非磁性黑色金属矿锰、铬、褐铁、赤铁矿等。如用电法激电普查与黄铁矿北有关的银、金矿床时，在河南一带取得了相当好的地质效果；在胶东西部普查金矿时，用电法联合剖面与磁法配合，圈定控制成矿断裂带，继而用电法激电确定含金硫化矿富集带，并与化探地质结合，查明了数个大型金矿及一些中、小型金矿；在安徽寻找锰矿及在闽西尋找淋滤富集型锰矿中，电法激电还显示了半直接找矿的良好作用，在四川和吉林等矿区，在寻找赤铁矿中，电法激电也取得了良好效果等等。
三、结语
未来的电法勘探还需不断改进，继续完善细节工作，多积累经验和总结教训，以便实现技术上的更大突破。
参考文献：
[1]袁桂琴，熊盛青，孟庆敏，周锡华，林品荣，王书民，高文利，徐明才，史大年，李秋生. 地球物理勘查技术与应用研究[J]. 地质学报，2011，11：1744-1805.
[2]严建民，翟彩兰，陈昌礼，王星明. 电法勘探在金属矿勘查中的应用实例[J]. 石油仪器，2008，05：80-82+26.
[3]马曙成. 电法勘探在金属矿勘查中的应用探究[J]. 科技资讯，2014，17：86.