關(guān)于釩鈦磁鐵礦區(qū)深部及外圍找礦方法

朱建軍，羅 潤(rùn)，廖承貴

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)，四川 德陽(yáng) 618000）

釩鈦磁鐵礦區(qū)的深部和外圍都具有很大的資源潛力及找礦前景，對(duì)此，根據(jù)現(xiàn)有的整裝勘查結(jié)果，并通過(guò)對(duì)近年來(lái)不同找礦方法的實(shí)踐，為礦區(qū)和相同類(lèi)型其它礦區(qū)的勘查工作提供參考和啟示。

1 理論找礦

礦區(qū)深部找礦（prospecting in depth of a mine）是指在已經(jīng)探明的礦區(qū)范圍內(nèi)的深部實(shí)施的找礦。對(duì)礦區(qū)而言，其勘查工作通常都有一定深度范圍，該深度在很大程度上取決于開(kāi)采技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)合理性。伴隨對(duì)礦山的不斷開(kāi)采，礦石儲(chǔ)量逐漸減少，為有效延長(zhǎng)礦山的壽命，有必要進(jìn)行深部找礦[1]。

而外圍找礦很早就得到了相關(guān)人員的高度重視，不論礦床或礦體，產(chǎn)出位置均具備一定程度的趨群性，基于此，在礦床或礦體的外圍進(jìn)行找礦一般施是有很高成功率的。在實(shí)際的外圍找礦工作中，主要包含以下幾項(xiàng)基本工作：地質(zhì)填圖；探礦工程，包括槽探、井探與鉆探；地球化學(xué)填圖與剖面測(cè)量；電法與磁法測(cè)量；某些礦山還進(jìn)行了很多新的測(cè)量工作，如汞氣測(cè)量和地電化學(xué)測(cè)量等。通過(guò)外圍找礦，很多礦山的實(shí)際地質(zhì)儲(chǔ)量都會(huì)得到一定增加，有些可以增加很多倍，并且這樣還能積累很多一手資料，為或許地質(zhì)測(cè)量及分析工作深入開(kāi)展提供可靠參考依據(jù)。對(duì)于外圍找礦，從找礦思路角度講可歸納為以下幾個(gè)方面：第一是向外圍要礦；第二是向深部要礦；第三是借助新方法和新技術(shù)要礦；第四是根據(jù)新理念和新知識(shí)要礦；第五是向新新類(lèi)型要礦；最后是向采選冶煉的新技術(shù)要礦。以上幾個(gè)方面，除了最后一個(gè)方面和地質(zhì)工作沒(méi)有太的關(guān)系，其它均與地質(zhì)找礦有著直接的關(guān)聯(lián)。在實(shí)際的找礦勘查過(guò)程中，普遍存在認(rèn)識(shí)或工作不夠深入的情況，導(dǎo)致找礦范圍較小或深部找礦過(guò)于簡(jiǎn)單等。

1.1 根據(jù)大巖盆理論進(jìn)行第二找礦空間的擴(kuò)展

基性至超基性礦體會(huì)受到三級(jí)控巖構(gòu)造的影響及控制。工作區(qū)中，因巖漿噴溢和巖體破壞，區(qū)中第三級(jí)構(gòu)造將轉(zhuǎn)化成擠壓構(gòu)造，其方向?yàn)槟媳毕颍瑫r(shí)將一個(gè)完成巖體分成若干巖體或巖塊，進(jìn)而形成相互獨(dú)立但有一定聯(lián)系的礦床。以巖體不同巖塊的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和含礦性為依據(jù)，可知巖塊為大巖體主要組成部分。因巖體在侵吞作用下與成巖后受到構(gòu)造的影響及破壞，會(huì)使巖體逐漸喪失連續(xù)性。并且?guī)r體形成過(guò)程中的具體產(chǎn)出形態(tài)還會(huì)受到底板與古構(gòu)造等因素的直接控制。巖體中經(jīng)常可以見(jiàn)到變薄或增厚，這說(shuō)明底板凹凸不平，同時(shí)也客觀反映出了環(huán)境差異和巖漿組成部分并不均勻[2]。

1.2 根據(jù)層狀理論實(shí)現(xiàn)深部和就礦找礦

含礦巖體具有顯著的韻律式相帶特典，按照巖體中不同部位具有的特點(diǎn)，包括礦體形態(tài)及產(chǎn)狀、巖石組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，從上到下共有三個(gè)巖相帶，分別為輝長(zhǎng)、輝石和橄輝，根據(jù)原勘探報(bào)告，不同相帶中還可劃分兩個(gè)不同的含礦層，即三個(gè)巖相帶共有六個(gè)含礦層。在含礦層當(dāng)中，礦體主要以三種形態(tài)產(chǎn)出，分別為條帶狀、層狀和似層狀，均分布于巖相帶以下，產(chǎn)狀和巖體的產(chǎn)狀基本相同。

含礦巖體有著顯著的分異，具有韻律式特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)較發(fā)育，對(duì)于含礦巖相帶，其層位相對(duì)穩(wěn)定，在走向與傾向上并沒(méi)有太大的變化，有很顯著的深部延深趨勢(shì)。含礦層和礦體盡管受到了構(gòu)造的影響和破壞，但從總體上看較為完整和穩(wěn)定，只是在斷層作用下被錯(cuò)開(kāi)或抬升。斷層處在南礦區(qū)中心，在南北方向上將整個(gè)礦區(qū)錯(cuò)斷，這也是巖體向東側(cè)緩傾的主要原因。在斷層中，上盤(pán)上部的巖相帶剝蝕，而下盤(pán)保存較好，由于處在盆底，其礦層厚度大于西側(cè)，但在斷層的下盤(pán)，受斷層作用和影響，含礦巖體逐漸下降，巖相帶得以良好保存，使厚度很大，特別是橄輝巖相帶對(duì)應(yīng)的兩個(gè)含礦層[3]。

2 深部鉆探+井中三分量磁測(cè)定位深部礦體

對(duì)于井中三分量磁測(cè)，它將鉆井作為找礦的渠道，發(fā)現(xiàn)鉆井旁與鉆井底部50-300m之內(nèi)具有一定磁性的金屬礦床或礦體，屬于深部找礦方法。在整裝勘查區(qū)當(dāng)中，磁測(cè)數(shù)據(jù)采集裝置型號(hào)為JSC-G-10，其精度很高，一般可以達(dá)到25nT，已經(jīng)可以達(dá)到國(guó)際發(fā)達(dá)水平，除了能發(fā)現(xiàn)磁性相對(duì)較強(qiáng)的鐵礦床，還能發(fā)現(xiàn)很多磁性為中等或較弱的其它礦床[4]。

該磁測(cè)系統(tǒng)共包含以下幾個(gè)組成部分：其一，井下探頭；其二，地面控制裝置；其三，絞車(chē)；其四，計(jì)算機(jī)；其五，連接電纜。通過(guò)實(shí)測(cè)獲得電壓數(shù)值后，通過(guò)格值、校正與投影計(jì)算，采用計(jì)算機(jī)對(duì)磁三分量予以顯示，將左手食指伸出后，指向鉆孔位置為X分量對(duì)應(yīng)的正向；將左手拇指伸出與X方向相垂直的方向?yàn)閅分量對(duì)應(yīng)的正向；將左手中指伸出，垂直向下即為Z分量對(duì)應(yīng)的正向。系統(tǒng)主要性能參數(shù)為：（1）測(cè)磁范圍為±105nT；（2）測(cè)磁靈敏度為8nT/mV；（3）測(cè)量精度不超過(guò)25nT；（4）傾角不超過(guò)0.05；（5）測(cè)溫溫度在0-70℃范圍內(nèi)；（6）下井探管規(guī)格為36×1920mm；（7）耐壓力70MPa；（8）耐沖擊力300g/5ms；（9）下井電纜采用直徑為4.7mm的鎧裝電纜；（10）測(cè)井深度為2km以下；（11）供電采用AC220V或DC12V/1.2A；（12）整機(jī)耗電為10-12W。系統(tǒng)工作圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作圖

根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)隊(duì)現(xiàn)有整裝勘查資料，在實(shí)際的勘查工作中，磁測(cè)產(chǎn)生異常的主要原因?yàn)榫谥泻芯哂幸欢ù判缘膸r體或礦體，井旁的盲礦體并未引起任何異常[5]。將鉆孔持續(xù)鉆進(jìn)至920m左右的深度后，在之前預(yù)測(cè)確定的見(jiàn)礦深度范圍內(nèi)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磁鐵礦體，對(duì)此采用磁測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行工作，在得到具體磁測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行整理與分析后，在鉆孔的615-918m深度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了開(kāi)口狀的異常，具體如圖2所示。

圖2 磁異常推斷結(jié)果

根據(jù)圖2可知，對(duì)于△Z曲線，具有明顯的向負(fù)方向不斷增大的發(fā)展趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為負(fù)開(kāi)口狀異常；對(duì)于△H’曲線，具有明顯的向正方向不斷增大的法陣趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為正開(kāi)口狀異常。以曲線在井底及其附近具有的異常表現(xiàn)和特征為依據(jù)，通過(guò)深入的分析可知，在孔底部有磁性較強(qiáng)的礦體存在，然而，因△Z曲線是負(fù)值，而且負(fù)值的絕對(duì)值不斷增大，基于此，可推斷出底部磁性較強(qiáng)礦體的主體主要出在孔底旁側(cè)，孔底是主礦體在整個(gè)傾向上的尾部。經(jīng)計(jì)算可推測(cè)出磁性體施在鉆孔頂部實(shí)際埋深在1020m左右，和鉆孔之間的距離為100m左右。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，需對(duì)鉆孔進(jìn)行適當(dāng)加深，初次加深150m即可，這樣即可確定傾向上礦體是否將該鉆孔完全穿過(guò)[6]。

結(jié)合物探建議，將鉆孔深度增加120m左右后可以發(fā)現(xiàn)磁鐵礦體，該礦體的厚度可以達(dá)到80m，和之前物探推測(cè)出的結(jié)構(gòu)大致相同。

在實(shí)際工作中，可能會(huì)遇到以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

第一，因物探異常具有多解性，所以會(huì)使推斷結(jié)果的準(zhǔn)確性明顯降低。推斷和解釋需要以單井磁測(cè)資料為依據(jù)進(jìn)行，伴隨探礦工程不斷深入，特別是異常驗(yàn)證結(jié)果和推斷結(jié)果很大差異時(shí)，需要對(duì)之前得出的推斷結(jié)果予以分析和必要的修正。

第二，因工作區(qū)范圍內(nèi)的礦石有不同程度的磁化，而且磁性相對(duì)較強(qiáng)，異常以鋸齒狀持續(xù)波動(dòng)，基于此，以水平與垂直兩個(gè)分量為基礎(chǔ)通過(guò)計(jì)算確定的傾角大概率存在很大的誤差。

第三，因地磁場(chǎng)具有一定空間特性，所以根據(jù)磁測(cè)曲線通過(guò)劃分而成的磁性層和地質(zhì)分層之間也存在很大的誤差。

3 勘查方法有效性評(píng)價(jià)

整裝勘查項(xiàng)目以過(guò)去地質(zhì)勘查成果為依據(jù)進(jìn)行，在最大限度應(yīng)用各類(lèi)基礎(chǔ)資料的前提下，進(jìn)行深入的基礎(chǔ)分析和研究，在諸多勘查理論當(dāng)中，以勘查區(qū)周?chē)蛥^(qū)域特征調(diào)查研究及就礦找礦為主，對(duì)深部礦體進(jìn)行尋找，通過(guò)探邊摸底，并根據(jù)巖盆特征實(shí)現(xiàn)外圍找礦，并對(duì)異常鉆孔進(jìn)行適當(dāng)加深來(lái)綜合驗(yàn)證。在實(shí)際勘查工作中，主要使用下列幾種方法：其一，磁測(cè)掃面；其二，磁法剖面測(cè)量；其三，地表槽探；其四，深部鉆探；最后，三分量測(cè)井。以上方法的應(yīng)用都取得了良好效果。另外，勘查工作中的質(zhì)量控制也十分重要，在實(shí)際情況中，可進(jìn)行如下不同方法之間的組合：

第一， 對(duì)于已知礦體的深部和外圍，建議結(jié)合使用以下三種方法：三分量測(cè)井、高精度磁測(cè)和深部鉆探；

第二，在地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)過(guò)程中，建議結(jié)合使用地質(zhì)填圖與高精度磁測(cè)，對(duì)于局部地質(zhì)異常部位，可采用鉆探的方法加以驗(yàn)證；

第三，對(duì)于異常驗(yàn)證，以深部鉆探方法為主[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深部找礦和外圍找礦對(duì)釩鈦磁鐵礦床的開(kāi)采有重要作用和意義，它能發(fā)現(xiàn)礦床深部和外圍的儲(chǔ)量，延長(zhǎng)礦床的壽命，以上提出了幾種可以在深部和外圍找礦中使用的方法，以期為實(shí)際工作提供參考借鑒。