綜合物探方法在找礦中的應用

武秀芳　薛永軍

【摘要】隨著我國經濟飛速發展，對礦產資源的需求量不斷增大，各地紛紛開展礦產資源勘測工作，物探大功率激電法和地面高精度磁測法在礦產勘查工作中發揮了其不可替代的作用。通過對內蒙古自治區某鐵礦的實例證明，此兩種方法在發現鐵礦等金屬礦產有著明顯的效果。

【關鍵詞】礦產資源勘測；大功率激電法；地面高精度磁測法；鐵礦

1. 前言

本次勘測的礦區在五、六十年代進行過小比例尺的普查工作，該礦在開采過程中，發現某些地段與原來提交的報告成果不太相符，為進一步查明礦區內鐵礦的分布及賦存規律，受該鐵礦公司的委托，在該礦區進行了比例尺為1：5000（50m×20m網度）的物探激電中梯和高精度磁法勘測工作，本次工作的目的是通過物探工作發現異常，通過對地質、物探資料的綜合研究分析，對測區內電、磁異常進行解釋推斷，進一步查明礦區內鐵礦體的賦存特征、形態大小、埋深等產狀要素，為下一步勘探工程布置及礦產開采提供依據。

2. 地質特征

測區地貌屬中低山丘陵區。區內地形起伏不大，溝谷切割不深，地形總體呈西高東低，最高點位于礦區西部，地形標高1221.9m，最低點位于礦區東部沖溝中，地形標高1162m，最大相對高差約60m。測區地表大面積出露志留-泥盆系下統溫都爾廟群包日汗組一段、二段，石炭系下統和第四系全新統，零星出露鐵礦層及巖漿巖脈。

3. 地質構造

3.1構造。

（1）測區區域上位于錫林浩特～二道井復背斜西端南翼次一級復式向斜構造帶中，天山-陰山緯向構造帶之北緣，哈爾干音烏拉復式向斜之北翼，紹爾包格呼都格復式向斜之西部。測區外西部分布有東西向逆斷層、北西向扭性平推斷層及近南北向或北東向張性或扭性平推斷層。受區域構造影響，測區西部及南部分布數條性質不明斷層。

（2）哈爾干音烏拉復式向斜：軸向280°左右，東端仰起而封閉，向西開闊，中心出露地層為溫都爾廟群包日汗組第三段，底部為第一段。向斜的南北兩翼不對稱，北翼向南傾，傾角30°左右；南翼向北傾，傾角50°～60°間。由于區內構造具多旋迴性，以及構造疊加作用，所以在向斜構造兩翼地層中，均有次一級小褶皺構造發育。其北翼地層層序是倒轉翼。

（3）紹爾包格呼都格復式向斜：由一個倒轉背斜和兩個向斜構造所組成，軸向由近東西向而變為北東向，倒轉背斜的南翼是倒轉翼，構成向斜的巖層均為溫都爾廟群包日汗組第一段的第一層巖性組成。

3.2巖漿巖。

測區處于內蒙晚期華力西地槽褶皺帶內，由于區內構造運動劇烈，所形成的褶皺以及斷裂構造為巖漿巖活動創造了空間條件，所以華力西期各種巖漿活動頻繁，測區內零星分布有閃長巖、花崗斑巖、花崗細晶巖、粗玄巖、輝綠玢巖及長石斑巖等巖脈。

4. 礦體地質特征

測區鐵礦層產于溫都爾廟群包日汗組的第一段、第二段及第三段中的第一層下部的綠簾石化綠泥石板巖之上部，因此，鐵礦層也分為三層，各礦層的礦體頂底板巖石多為綠簾石化綠泥石板巖，礦層一般傾向南，局部傾向北，傾角30°～70°度左右，鐵礦體的產狀與礦層產狀一致。

（1）第一層鐵礦層：礦體圍巖為綠簾石化綠泥石板巖，傾向北，傾角50°～70°間。礦體處于次一級短軸而緊密的倒轉背斜構造中，由2～5層礦體組成，礦體呈薄層狀。礦石主要礦物成份為磁鐵礦，當磁鐵礦出露在地表或隱伏在一定深度之下，長期遭受風化和地表水的侵蝕、氧化作用，則使磁鐵礦氧化成假象～半假象赤鐵礦。原為磁鐵礦之礦石，幾乎全被赤鐵礦所交代。

（2）第二層鐵礦層：礦體之圍巖為綠簾石化綠泥石板巖，傾向南，傾角30°左右，礦體位于哈爾干音烏拉復式向斜構造北翼及其仰起端。礦體連續性差，呈似層狀、扁豆狀、串球狀，礦體主要礦物為磁鐵礦，次為假象赤鐵礦。

（3）第三層鐵礦層：為測區主礦層。礦體產在綠簾石化綠泥石板巖與絹云綠千枚巖中，傾向南，傾角30°左右，礦體連續性好，主要由兩層鐵礦組成，礦體呈似層狀、扁豆狀，厚度1.09～10.19m，平均厚度2.29m，礦石主要礦物為假象與半假象赤鐵礦，其次為磁鐵礦。

5. 地電場特征

根據設計，在測區進行了激電中梯和高精度磁測工作，經過在已知剖面的試驗和面積性工作實測，發現激發極化法效果反映比較明顯，一般在赤鐵礦的圍巖，即綠簾石化綠泥石板巖上，它的極化率值在1.5﹪左右；在地表出露的礦化體上，若品位較低的，極化率值在1.5～2.5﹪左右；在礦體上，含礦相對較富，品位達到40%以上時，極化率在ηs=4.0～6.0%左右；視電阻率ρs值在礦體上反映了低電阻率特征，其ρs=100-200Ω.M；在已挖的礦坑及礦體埋藏較深一帶ρs=160-240Ω.M；極化率數值反映較低的區域，對應的視電阻率相對較高ρs=250-450Ω.M；根據這些巖礦石的物理特征和試驗剖面的解釋結果，為在本區采用激發極化法探測鐵礦體，提供了較為有利的條件。

6. 地磁場特征

（1）通過地面磁測資料可以看出，區內鐵礦和各類磁性巖有著不同的磁場特征，這種不同磁場特征的差別，成為本區磁測工作中區分礦與非礦異常的重要依據。

（2）本區出露地表和埋藏淺規模較小的磁﹙赤﹚鐵礦體，它們的磁場強度較大，經不同礦點測試，其強度可達400～700nT，異常較好的區域其強度可達600～900nT，并顯示了負極大值△T=-250nT，無磁鐵礦體反映的區域其強度一般在100～200 nT，有些地方磁場強度與正常場非常接近。

（3）由于本區這種電、磁場強度的差異，在本區進行電、磁法勘測，是具備其地球物理前提條件的。

7. 野外工作方法

本次勘測工作投入的方法為大功率激電中梯法和高精度磁法測量法。

7.1大功率激電中梯法。

使用的設備：大功率激電中梯法使用的供電設備為中裝集團重慶地質儀器廠生產DJF5-1A、DZ5-1A大功率發射機，測量使用該廠生產的DJS-8接收機。工作方式為短導線雙向短脈沖方式，正反向供電，供電時間16S，斷電延時100ms，采樣寬度40ms，測量次數1次。工作供電極距AB=1000m，線距=50m，MN=40m，點距=20m，測量段為（1/3～2/3）AB，采用一線供電七線測量方式。供電站間斷記錄供電電流隨時間的變化參數值，電流數值儀器自動存儲。接收機各測量參數都是自動讀取并存儲，測量時注意觀察數值的變化情況，出現不連續的異常或有其他特殊情況時，均做了重復觀測，直接讀取的參數為一次場電位差及視極化率值，一次場電位差均大于25mv。

7.2高精度磁法測量法。

（1）地面高精度磁法測量法使用的儀器是重慶奔騰數控技術研究所開發研制的新一代WCZ-1質子磁力儀。其磁場測量精度為±1nT，分辨率高達0.1nT，完全符合原地礦部發布的《地面高精度磁測工作規程》要求。其具有的大存儲容量、高分辨率、靈活性使它得以成為便攜式、移動式、基站式磁力儀。通過更改探頭結構，可以以0.1nT的分辨率進行總場和水平、垂直梯度的測量。在野外測量工作前，首先進行了磁力儀一致性、探頭一致性、儀器一致性及探頭、主機一致性等性能試驗和噪聲試驗。

（2）基點兼日變站的選取合理。根據國際地磁參考場IGRF，輸入測區若干個點的坐標求出正常地磁場值，再結合實地條件將基點確定在測區北距測區約2Km的地方，該位置是進出測區的必經之地，遠離建筑物和工業設施，附近沒有磁性干擾物（特別是可移動磁性干擾物），基點處設有固定木樁標志，在基點處布置了井字型剖面，在半徑3m及地形平坦范圍內、磁場變化不超過設計總均方誤差的1/2。基點采集150個數據，數值基本接近，經統計基點值為56469.24nT。

（3）基點及日變的觀測分早晚兩次進行，早觀測先于4臺儀器觀測前，晚觀測在4臺儀器停機后進行。早晚觀測各記錄兩個觀測值，要求讀數之差小于1.5nT，其觀測結果經日變改正后，早晚閉合差不大于2倍觀測均方差。所有測點觀測工作儀器均在基點以日變站磁力儀時間（包括年、月、日）進行秒級同步，清除內存；所有操作員、記錄員全部進行去磁檢查，工作時，磁力儀探頭（帶標志的一側）指向東，外業觀測前，要檢查儀器工作電源，檢查儀器與探頭連線是否完好，工作中隨時檢查儀器的時間，內存是否正常，確保儀器、探頭始終處于良好的工作狀態。面積性測點讀數兩次，兩次讀數之差小于1nT，記錄存儲最后一個觀測值。

（4）觀測中探頭高度一致，探頭方向指向東（帶標志的一側），人距探桿的距離為一臂之距，輔助人員遠離探頭，確保無人為干擾。

8. 結論

（1）室內資料處理基本與野外測量同步進行，當天對野外測量數據進行復核檢查，復核無誤后進行各項數據處理，最終繪制物探工作實際材料圖、激電中梯ρs平面等值線圖、ηs平面等值線圖、磁測ΔT平面剖面圖、磁測ΔT平面等值線圖及綜合成果圖，經過對收集資料及本次勘測繪制的各種成果圖綜合研究分析后，大功率激電中梯法圈定出甲級異常3個，乙級異常7個；高精度磁法測量法圈定出異常4個。根據物探分析解釋結果，結合本區地質、鉆孔、地球物理及成礦條件推斷，本區電、磁測除磁1號異常體與激電異常不一致外，其它吻合對應較好，認為：電、磁異常應屬礦致異常。本次兩種物探手段進行了重合測試，發現磁測成果沒有激電成果能與已知鉆孔資料相符，這是由于本區鐵礦為赤、磁鐵礦，本身磁化率低，故只能作為一種輔助手段，大功率激電中梯法測量是最有效的手段。

（2）我單位提交正式報告之后，礦方進行鉆探及掘進驗證，在圈定的異常處均發現了有意義的礦產，且品位及儲量均較高，得到了礦方的好評與感謝！