淺析深部鐵礦勘探的地球物理找礦模式

滕 鵬

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0六地質(zhì)隊(duì)，四川 成都611130）

在新時(shí)代背景下，探尋礦產(chǎn)資源的范圍已經(jīng)不斷拓展和擴(kuò)大，甚至已經(jīng)逐漸涉足海洋、宇宙空間以及地下深部空間等等。與其他兩種礦采方式不同，地下深部位置的找礦工作在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候更加容易，所以我國礦產(chǎn)資源勘探之中，將地下深部找礦工作作為主攻方向，加快勘查與研究深部礦具有十分重要的實(shí)踐意義和理論意義。人們不能夠直接的觀察到地下位置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)深部位置構(gòu)造存在著很大的模糊性，所以在深部位置的鐵礦勘察活動(dòng)中受到嚴(yán)重的限制。地球物理找礦模式具有高精準(zhǔn)度、廣探測(cè)深度等各種特點(diǎn)，所以在勘探的過程中可以為探測(cè)工作提供充足的信息，奠定資源共享的基礎(chǔ)[1，2]。

1 鐵礦資源產(chǎn)生的原因

我國鋼鐵企業(yè)發(fā)展缺少充足的鐵礦資源支撐，這也是導(dǎo)致其存在發(fā)展受到影響的關(guān)鍵。我國鐵礦資源所埋藏的深度相對(duì)較淺，在未來的找礦工作中，將目標(biāo)集中體現(xiàn)在深部找礦方向。學(xué)術(shù)界在對(duì)礦產(chǎn)資源勘探的時(shí)候，常見的勘探措施有可控源音頻大地電磁法測(cè)深和地面高精度磁法勘探，通過綜合運(yùn)用各類措施對(duì)深部鐵礦勘探的地球物理找礦模式完成驗(yàn)證與探索。深部鐵礦勘探地球物理找礦模式的驗(yàn)證與探索，能夠基于多種不同種類的鐵礦資源完成地球物理勘探，對(duì)深部鐵礦勘探地球物理模式形成系統(tǒng)性總結(jié)。在準(zhǔn)確的成礦模式和成礦理論引導(dǎo)下，整合測(cè)井、電法勘探、磁法勘探等多種措施完成地球物理探測(cè)，定位與預(yù)測(cè)隱藏礦體，實(shí)現(xiàn)尋礦的目標(biāo)。

地表深層位置的鐵礦資源形成，基本上是通過能量與深層位置的物質(zhì)交換而形成，并非是簡單的資源累積。分異、聚集、運(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)整鐵礦元素的過程中，物質(zhì)不斷重組而形成礦物質(zhì)資源，大型或者是超大型的鐵礦床分布情況密切聯(lián)系著能源與物質(zhì)交換。力學(xué)產(chǎn)生的制約條件將會(huì)在物質(zhì)隨著地質(zhì)活動(dòng)變化而不斷上涌，同時(shí)因?yàn)榈刭|(zhì)圍巖不斷進(jìn)行變質(zhì)與蝕變，從而形成累積形成礦物質(zhì)。地球深部構(gòu)造格局以及生成的物質(zhì)都是在空間動(dòng)力轉(zhuǎn)變的時(shí)候出現(xiàn)潛移默化的變動(dòng)。在傳統(tǒng)的資源勘探模式之下，想要解決空間動(dòng)力轉(zhuǎn)換存在的問題是存在一定難度的，并且還不能全面了解地下深部基本構(gòu)造的信息。在鐵礦資源的勘探中應(yīng)用深鉆井措施，需要投入較大的成本，并且也不能夠順利實(shí)現(xiàn)超深鉆井問題處理目標(biāo)。深部鐵礦勘探與處理，需要通過利用地球物理找礦模式予以解決。伴隨著當(dāng)前礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)環(huán)節(jié)的深部鐵礦勘探工作可持續(xù)發(fā)展的要求提出，在發(fā)掘地表深層位置的大層和超大層鐵礦床時(shí)所面臨的難度也日漸攀升。

2 地球物理找礦在深部鐵礦勘探中的作用

2.1 開展地學(xué)填圖，優(yōu)化深部鐵礦靶區(qū)

劃定地下鐵礦分布規(guī)律的時(shí)候，可依據(jù)地學(xué)填圖完成，將深部位置的鐵礦靶區(qū)進(jìn)行優(yōu)化。在明確沉積蓋層結(jié)構(gòu)的同時(shí)，需要對(duì)風(fēng)化層的厚度值展開詳細(xì)計(jì)算。通過運(yùn)用地球物理找礦模式，可以在最短時(shí)間 將深部位置最具有開采潛力的鐵礦靶區(qū)予以圈定，以地質(zhì)內(nèi)部的信息作為依據(jù)，完成深部位置的模型構(gòu)建，更加直觀的將地球內(nèi)部構(gòu)造情況和環(huán)境作出展示，并且深入探究在巖漿作用之下，鐵礦資源形成礦產(chǎn)環(huán)境的原因。斷裂帶的出現(xiàn)密切聯(lián)系著區(qū)域重力資料線性異常，若是能夠?qū)嗔蜒由烀鞔_，那么便可以為圈定鐵礦靶區(qū)提供支持。在深部位置的礦區(qū)中采取地學(xué)填圖的方法，可以對(duì)鐵礦的層位進(jìn)行明確定位。通過地球物理找礦模式完成深部位置的鐵礦填圖，基于各種物理屬性巖層的變化情況以及異常狀態(tài)，可以比較精準(zhǔn)性的探尋到鐵礦所處的位置。地球物理找礦模式可以在使用的過程之中形成立體地學(xué)填圖，根據(jù)深層位置的鐵礦構(gòu)造情況完成相對(duì)應(yīng)的模型構(gòu)建。

2.2 地球物理找礦模式效應(yīng)分析

在常規(guī)的地質(zhì)勘探方式之下，不能在地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境下成功的尋找到鐵礦。所以在進(jìn)行勘探的時(shí)候，只有開展深度極大的探測(cè)，并且與高精準(zhǔn)度重力探測(cè)的方法相結(jié)合，才可以發(fā)揮探測(cè)工作的積極效益。地球物理找礦模式在出現(xiàn)磁力異常現(xiàn)象和重力異常現(xiàn)象的環(huán)境之下，可以對(duì)潛伏在中生代位置的沉積巖鐵礦予以明確。鐵礦床與區(qū)域線性構(gòu)造之間有著尤為緊密的聯(lián)系，基于區(qū)域線性構(gòu)造能夠?qū)﹁F礦床的位置予以明確。伴隨著開采鐵礦的規(guī)模日漸增大，在尋找礦產(chǎn)資源的時(shí)候其所面臨的問題也日漸明顯。很多位于深部地殼中的鐵礦長，其物理物質(zhì)尚且不夠清楚，難以在勘探的過程中將深層次下的地質(zhì)情況反饋出來。地球物理找礦模式圈定找礦靶區(qū)分析期間，需以區(qū)域位置的磁力特點(diǎn)和重力特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)，綜合反演模，獲得分析結(jié)果。在深部找礦的過程期間，通過利用大探測(cè)深度勘察的方式，清楚的獲知地殼結(jié)構(gòu)，同時(shí)為深層位置的鐵礦勘探工作提供支持，指明深部位置的鐵礦資源探尋范圍。

2.3 重力和磁力勘探

在地球物理找礦模式中，重力勘探是最為重要的方法之一，這種方法應(yīng)用的原理，是在勘探的過程中借助于使用礦物和巖體之間的密切差異引發(fā)的重力加速度值。通過使用精密的儀器設(shè)備，在明確巖體和地質(zhì)之間密度差的基礎(chǔ)上測(cè)量重力異常情況。與地質(zhì)物質(zhì)探測(cè)資料相結(jié)合，定量分析和解釋重力異常情況，在這種方式下，可以比較準(zhǔn)確的判斷出在各種密度其概況下的礦產(chǎn)資源埋藏情況，快速尋找出礦產(chǎn)資源所在的位置。磁力勘探在進(jìn)行判斷的過程中，主要是基于地質(zhì)中礦物和巖體之間的磁性差異所引發(fā)的局部磁場(chǎng)變化情況，通過使用儀器設(shè)備分析研究局部位置的磁場(chǎng)異常情況，判斷不用的磁性特點(diǎn)，以獲得相應(yīng)的礦物資源信息。在地球物理找礦模式中，磁力勘探是一種比較廣泛的模式，甚至可以應(yīng)用在海洋行業(yè)和航空領(lǐng)域中。地質(zhì)填圖可以充分明確地質(zhì)構(gòu)造的基本情況，所以在一些礦產(chǎn)地區(qū)，礦區(qū)管理者通常性的選擇應(yīng)用大規(guī)模的磁力勘探方式。通過使用儀器設(shè)備對(duì)交變電磁場(chǎng)、天然電場(chǎng)和人工電場(chǎng)等進(jìn)行觀察，對(duì)這些電場(chǎng)和磁場(chǎng)的規(guī)律和特點(diǎn)展開分析，確保能夠達(dá)到礦產(chǎn)資源勘探和開采的要求。

3 鐵礦勘探中的地球物理找礦措施分析

3.1 磁法勘探模式分析

分析與觀察礦石、巖石等物質(zhì)與其他勘探對(duì)象形成的磁異常是磁法勘探的實(shí)質(zhì)，基于磁法勘探的目標(biāo)和內(nèi)容研究礦產(chǎn)資源分布規(guī)律以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況，更是當(dāng)前鐵礦勘探地球物理找礦的主要措施之一。現(xiàn)如今，磁法勘探模式已經(jīng)在地球物理找礦中被廣泛使用，并且發(fā)揮出其十分重要的推動(dòng)作用。

在礦產(chǎn)資源勘探環(huán)節(jié)選擇使用磁法勘探模式，其基礎(chǔ)是地球存在磁場(chǎng)，在確定南北極磁針的時(shí)候也是對(duì)這一原理的應(yīng)用。地球磁場(chǎng)在漫長的時(shí)間中不斷對(duì)巖石產(chǎn)生影響，巖石便不斷被磁化出現(xiàn)磁性。由于其磁化的程度有所不同，所表現(xiàn)出來的磁性強(qiáng)度也有所差異，產(chǎn)生了磁異常。正式因?yàn)樵谔綔y(cè)的過程中出現(xiàn)磁異常，從而使得人們可以科學(xué)化的推測(cè)巖礦體賦存情況。

磁異常現(xiàn)象主要是指消除短期磁場(chǎng)變化以后，實(shí)際測(cè)量的磁場(chǎng)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)磁場(chǎng)之間存在的差距。在地球物理找礦措施中應(yīng)用磁法勘探模式，主要是通過利用磁異常的現(xiàn)象完成勘探。具體而言，就分析與觀測(cè)勘探對(duì)象導(dǎo)致的磁異常，可以深入研究在地層中礦物質(zhì)分布規(guī)律，了解地質(zhì)構(gòu)造基本情況。勘探深部鐵礦時(shí)所使用的磁法勘探模式，需要解釋的內(nèi)容主要是基于測(cè)量中出現(xiàn)的磁異常現(xiàn)象，對(duì)磁性參數(shù)以及幾何參數(shù)進(jìn)行綜合判斷，形成對(duì)磁性物體的初步認(rèn)識(shí)。幾何參數(shù)主要是指磁性物質(zhì)的基本狀態(tài)、體積大小情況、物質(zhì)形狀以及物質(zhì)位置等。

在勘探磁性物質(zhì)磁性時(shí)，主要是以靜磁場(chǎng)理論作為出發(fā)點(diǎn)，通過利用磁性體的基本信息作為依據(jù)，綜合數(shù)學(xué)計(jì)算公式得到磁場(chǎng)的分布情況，這種問題解決方法為正問題解決方案。與之相反的是，通過利用磁異常，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)公式完成求解磁性參數(shù)與幾何參數(shù)的目標(biāo)，這種問題解決方法為反問題解決方案。在勘探深層次的鐵礦資源的時(shí)候，均需要借助于應(yīng)用上述兩種處理方式完成，同時(shí)綜合數(shù)學(xué)公式，保證處理結(jié)果的精準(zhǔn)度。若是單純的利用數(shù)學(xué)計(jì)算公式展開分析，不利于快速解決問題。所以，在進(jìn)行分析的時(shí)候，需要綜合解釋與分析研究物化探技術(shù)、其他地質(zhì)勘探資料和物性資料等，從而獲得結(jié)論，以最大限度的將地質(zhì)實(shí)況和勘測(cè)結(jié)果相吻合，明確深度地下鐵礦資源。

3.2 電法勘探技術(shù)

應(yīng)用電法勘探技術(shù)，主要是因?yàn)榈V體物質(zhì)中含有電化學(xué)特性和電磁學(xué)性質(zhì)，通過觀察與分析電化學(xué)場(chǎng)空間、電磁場(chǎng)和電廠時(shí)間特性與空間分布規(guī)律，尋找各種有用礦床類型，查明地質(zhì)構(gòu)造情況，從而解決地質(zhì)問題的地球物理勘探措施。在電法勘探中，最為常見的一種方法是可控源音頻大地電磁法，一切電磁現(xiàn)象相互之間產(chǎn)生作用，可控源音頻大地電磁法的公式形式如下所示：

公式2.1中，H所表示的含義為磁場(chǎng)的強(qiáng)度值，E所表示的含義為電場(chǎng)的強(qiáng)度值。D所表示的含義為電位移的矢量值。B所表示的含義為磁感應(yīng)強(qiáng)度值。jc所表示的含義為傳導(dǎo)電流的密度值。ρf所表示的含義為自由電荷密度值。

4 結(jié)語

地球物理找礦模式在新時(shí)代礦產(chǎn)行業(yè)發(fā)展背景下，有著積極的應(yīng)用意義，通過研究地球物理找礦模式，可以顯著提升礦產(chǎn)資源勘察質(zhì)量和效率，為工作有序開展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。本文簡要概述了兩種深部鐵礦勘探當(dāng)中的地球物理找礦模式，并對(duì)其應(yīng)用情況展開系統(tǒng)性分析。在今后的勘探中，應(yīng)該選擇使用綜合性勘探方法，尋找良好的勘測(cè)措施，提升勘探效率，優(yōu)化探測(cè)途徑。