深部金屬礦產資源地球物理勘查與應用

原 文 濤

(山西省煤炭地質148勘查院，山西 太原　030053)

?

深部金屬礦產資源地球物理勘查與應用

原 文 濤

(山西省煤炭地質148勘查院，山西 太原030053)

論述了地球物理勘查在深部金屬礦產資源勘查中的重要性，并以某省鐵礦區為研究對象，介紹了地球物理勘查方法在實際工程中的應用，指出該方法在深部金屬礦產尋找中有一定的可行性與有效性。

地球物理勘查，深部金屬，礦產資源，鐵礦

伴隨著人類城市文明的興起，在實現工業化的過程中，對地表實施了不科學的開發利用，造成了資源枯竭、能源損失、生態破壞、環境污染等問題；以礦產為例，資源利用過多，找礦也變得更加困難，不合理的應用，造成了極大的浪費；目前來看，這種生態平衡的破壞和環境污染方面的問題，已經給人類的生存帶來了嚴重威脅；因此，需要從技術上、方法上有新的研究與實踐，從而提升找礦能力。以下就從地球物理勘查與應用方面，對深部金屬礦產資源勘查工作方面的問題展開具體討論與說明。

1　地球物理勘查在深部金屬礦產資源勘查中的價值

在深部地學填圖、優選深部找礦靶區方面，通過前者，可以對規定區域內的成礦原因及相關因素進行具體明查，進一步分析成礦規律性，從而對深部礦靶區進行合理選定。通過地球物理勘查方法，可以對上部沉積層構造特點加以探知，并對礦區的整個風化程度、基底情況加以明確；另一方面，能夠對深部的地球物理情況進行反演模型構建，然后，對其展開具體的分析、評估、確定；以金屬礦產資源為例，主要是與地底巖漿作用關系密切，所以，透過這種特殊性，能夠利用巖漿運動來對金屬礦產的成因進行細致分析；另外，通過深部巖性填圖，可以對賦礦層位進行確定。

地下淺表的金屬礦產資源形成，與地球的演化形成關系較大，比如，與深部物質、能量交換關系就非常密切，所以，關系到地殼運動、地質構造、物質形態、空間展布等深層動力過程及發展知識，因此，傳統的尋礦方法很難滿足這種需要。通常需要天然地震、大地電磁等大探測濃度方法加以完成。

通過航空探測、地球物理方法可以對學部隱伏的盲礦體進行探測，主要是以航空磁法測量，然后通過鉆孔設計、礦石分析來進行具體評估。

2　應用分析

2.1工程概況

以某省鐵礦區作為研究對象，主要是平原丘陵，屬于第四系覆蓋處，地勢平緩、中部山脈主峰處，海拔最高為298.8 m，最低為100 m；礦床屬沉積變質型鐵礦，以C1-4層礦為準，C2占80%儲量，長340 m，寬500 m～900 m,平均厚度28.5 m，埋深0 m～550 m。

2.2技術

采用CSAMT法，即可控源音頻大地電磁法，屬于人工源頻率域探測法；采用張量、矢量、標量3種方式進行測量；在場源方式方面，有磁偶極源、電偶極源，本次研究選取后者；從原理方面看，主要是以音頻在地電磁法、在地電磁法為基礎，透過向地下引入某一音頻范圍的諧變電流，然后，再利用頻率變化值進行具體的數據采集、分析，其條件需具備足夠的抗干擾能力、分辨能力、電性差異等。

2.3應用分析

在應用中，包括勘查方法與數據解釋兩大部分，前一部分包括工作儀器設備的準備、測線的布置、對所完成的工作量的統計、分析、質量評估以及數據處理；后一部分主要是磁法數據正演模擬、地球物理信息的綜合處理。以下進行具體說明。

工作儀器包括第四代可控源(USA，Zonge工程公司生產)、天然場源電法、電磁法探測多通道接收機；在本次研究中鐵礦區內的地質條件、磁測量結果需要綜合起來，全面考慮，然后選擇與其相適應的C1，C2線，對可控音頻大地電磁法勘查，從C1線方面看，它的磁測量數據結果正負異常成對出現且實現了對該區域的穿越；以南—北方向，對最大正異常區的穿越最為明顯；而在C2線，最終達到了0值線的磁異常數值。所以，透過兩線的測量，可以判斷測線布置的方向，以從南到北為宜，具體的測量距離中各點實距為40 m，C1線布置41個點、C2線為40個點，二者與AB極矩前者為1.4 km，后者為1.2 km。另一方面，在共計81個測點中，可以選擇其中的7點進行檢查，C1選2點，其他5點為C2線上點；比例占到總測點的8.6%，符合標準；然后，采集點檢查的日期不同，區域相同，要求均勻分布，經檢查，電阻率相對誤差在4.6%<5%均方差，因此，此次測線布置符合要求。另外，通過對相關數據的具體處理，C1線異常原因在埋深300 m處，存在高阻異常(21點～51點、長方形、其上250 m存在低電阻率、為第四系覆蓋)，初步判斷為閃長巖侵入體；C2線則以可控音頻大地電磁法反演電阻率斷面為準(1點～11點、其下100 m高阻體；11點～78點，600 m內視電阻率形態基本一致；600 m～1 100 m內存在高阻體、為層狀，右側增長顯著，推測11點～21點間存在含水構造，1點～11點為接觸帶)。

通過磁法數據正演模擬，可以得到一個強磁性體的圓形地質模型，具體來看，磁強度為(800×0.01)A/M、埋深為-350 m、半徑為200 m，磁傾角垂直于地面且向下。通過正演模擬，可以得到M2寬度為400 m(以上數據均為大約數),M5區剖面半定量解釋方面，根據數據可以得到狹長形狀等效地質體，磁強度為(700×0.01)A/M、埋深為-350 m，長度為500 m(以上數據均為大約數)，磁化角垂直向下，偏于北，正演模擬推測出M5異常為強磁體性所造成，主要是埋深較淺引起。另一方面，在通過下沉模擬完成數據解釋原因推測之后，就需要采用地球物理信息綜合處理的方法來進行評估與判斷；根據上面的分析可以知道南—北方向、第四系覆蓋、礦體露頭明顯、電阻率已知、地質構造情況可以進行推測：在C1線地質斷面圖中，有黃地—砂土—粘土(300 m)、閃長巖體(300 m～100 m)、外側為片麻巖～混合片麻巖組成，推斷出其右側、下方可能存在鐵礦；在C2線方面，300 m埋深范圍構造相同，而在300 m～900 m范圍，則以黃崗巖～片麻巖為準，推測其可能存在礦化體，勘查結果表明，800 m埋深處有磁鐵礦化體，說明此次對地球物理勘查技術的應用具有效果，實證了它的可行性、有效性。

3　結語

在新的時代就要堅持與時俱進、因時制宜，真正貫徹可持續發展的理念。通過上面的分析，可以了解到深部金屬礦產尋找的難度，也對地球物理勘查的方法有了新的認識，另一方面，也更好的理解了地球物理勘查方法在深部金屬礦產資源勘探方面的應用情況，但是，還需要進一步提升在勘查方面的靈活性，并為深部金屬礦產資源勘探工作提供更好的方法；另外，應該加大技術的研究，從而提高在該領域的技術突破，因為從目前的資源能源利用來看，我國還相對落后，需要進一步提升利用效率與開發能力。

[1]張焱,周永章.奇異性理論在欽杭成礦帶(南段)龐西垌銀金礦產資源預測中的應用[J].中南大學學報(自然科學版),2014(9)：12-13.

[2]吳海波.淺談如何利用礦產地質勘查工作手段推動礦產資源的勘查[J].黑龍江科技信息,2015(17)：77-79.

[3]蔣健明,汪應宏,李建設，等.礦產資源補償費減免過程中出現的問題及對策討論：以安徽省補償費減免規范為例[J].中國礦業,2015(1)：35-39.

[4]郭廣禮,朱曉峻,查劍鋒，等.基于等價采高理論的固體充填采煤沉陷預計方法[J].中國有色金屬學報,2014(10)：182.

[5]陳建平,王功文,侯昌波,等.基于GIS技術的西南三江北段礦產資源定量預測與評價[J].礦床地質,2016(1)：88-89.

Geophysical survey and application of deep metal mineral resources

Yuan Wentao

(Shanxi Coal Mine Geology No.148 Survey Institute, Taiyuan 030053, China)

The paper discusses the importance of geophysical survey in deep metal mineral resources survey. Taking the provincial iron ore as the research target, it introduces the application of geophysical survey method in actual engineering, and points out that method has certain feasibility and effectiveness in deep metal mineral resources seeking.

geophysical survey, deep metal, mineral resources, iron ore

1009-6825(2016)25-0080-02

2016-06-15

原文濤(1973- )，男，工程師

P631

A