陳后楊　吳應(yīng)昌

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)局物化探大隊(duì)）

深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查與應(yīng)用分析

陳后楊吳應(yīng)昌

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)局物化探大隊(duì)）

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們?cè)谌粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生產(chǎn)中對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷的增加，然而礦產(chǎn)資源的實(shí)際提供能力與礦產(chǎn)資源的現(xiàn)實(shí)需求之間還存在著較為突出的矛盾，深部礦產(chǎn)資源的勘查已經(jīng)成為地質(zhì)工作中的重要內(nèi)容。在找礦難度日益加大的現(xiàn)階段，地球物理勘查技術(shù)能夠較為準(zhǔn)確的找到深部金屬礦產(chǎn)資源，具有較為廣闊的發(fā)展前景，為此，本文對(duì)深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查與應(yīng)用問題進(jìn)行了深入的分析。

深部金屬礦產(chǎn)資源；地球物理勘查技術(shù)；應(yīng)用

前言

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的現(xiàn)階段，礦業(yè)領(lǐng)域也隨之實(shí)現(xiàn)了較大程度的發(fā)展，在找礦工作進(jìn)程日益深入的當(dāng)下，越來越多的地表金屬礦產(chǎn)資源已經(jīng)被準(zhǔn)確的勘查出來，對(duì)于深部金屬礦產(chǎn)資源的尋找逐漸成為礦業(yè)領(lǐng)域未來發(fā)展的必然趨勢(shì)，而地球物理勘查技術(shù)的發(fā)展對(duì)于深部金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作提供了實(shí)現(xiàn)的可能。地球物理勘查技術(shù)實(shí)際上就是應(yīng)用物理原理來為礦產(chǎn)資源的勘探提供科學(xué)的依據(jù)，主要包括了磁法勘查、重力勘查以及電法勘查等手段，對(duì)我國(guó)找礦工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　工程概況

我國(guó)某省一鐵礦區(qū)的大部分面積都為平原丘陵地貌，均被第四系所覆蓋，地勢(shì)起伏較為平緩，位于中部山脈的主峰位置處，最高海拔為298.8m，最低海拔高度小于100m；礦床為沉積變質(zhì)型鐵礦，研究礦組主要分為C1-4層礦，其中C2層儲(chǔ)量占礦體的80豫以上，長(zhǎng)為340m，寬在500～900m范圍內(nèi)，平均厚度為28.51m，埋深為0～550m；

研究區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)航磁異常，地磁異常主要呈現(xiàn)出強(qiáng)度較大、形態(tài)較為規(guī)則、異常走向不同、中心正負(fù)范圍較大的特點(diǎn)；且經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)的閃長(zhǎng)巖磁性最強(qiáng)，其次為鐵礦石和泥灰?guī)r，綜合判斷在此區(qū)域內(nèi)深部可能存在工業(yè)鐵礦體。

2　技術(shù)簡(jiǎn)介

可控源音頻大地電磁法（CSAMT），是一種人工源頻率域探測(cè)方法，主要是建立在音頻大地電磁法和大地電磁法的基礎(chǔ)之上的；以其測(cè)量方式為標(biāo)準(zhǔn)，主要包括了張量、矢量和標(biāo)量這三種；以其場(chǎng)源方式為標(biāo)準(zhǔn)，則可以分為磁偶極源和電偶極源兩種，在我國(guó)通常所使用的就是電偶極源方式。該項(xiàng)技術(shù)的原理實(shí)際上就是向地下引入某一音頻范圍的諧變電流，通過頻率的變化值來實(shí)現(xiàn)探測(cè)的目的，其技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用的前提就是要保證目標(biāo)對(duì)象的地質(zhì)體與其圍巖之間存在較為明顯的電性差異，且達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)分辨的尺寸和規(guī)模，同時(shí)還要保證環(huán)境中的干擾因素較少。

3　應(yīng)用分析

3.1勘查方法

3.1.1工作儀器

應(yīng)用可控源音頻大地磁法對(duì)研究鐵礦區(qū)的資源勘查中，所使用的是由美國(guó)Zonge工程公司所開發(fā)研制的第四代可控源、天然場(chǎng)源電法以及電磁法探測(cè)多通道的接收機(jī)。

3.1.2測(cè)線布置

對(duì)研究鐵礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)條件和磁測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合考量，選擇了較為典型的C1和C2線進(jìn)行可控音頻大地電磁法的勘查；其中，C1線穿越了磁測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果正負(fù)異常成對(duì)出現(xiàn)的區(qū)域，且由南向北穿越了最大正異常區(qū)；而C2線則在最后到達(dá)了磁異常0值線。因此，測(cè)線的布置沿著由南向北的方向進(jìn)行，且與磁測(cè)工作線相重合，保證測(cè)線上面各點(diǎn)之間的距離為40m；其中，C1線上的測(cè)點(diǎn)數(shù)量為41個(gè)，C2線上的測(cè)點(diǎn)數(shù)量為40個(gè)；兩條測(cè)線與AB極矩分別為1.4km和1.2km。

3.1.3完成工作量和質(zhì)量評(píng)價(jià)

從研究區(qū)內(nèi)的81個(gè)測(cè)點(diǎn)中選取了7個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢查，其中包括C1線上的兩個(gè)點(diǎn)和C2線上的五個(gè)點(diǎn)，占總測(cè)量點(diǎn)的8.64豫，滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求；其中，檢查點(diǎn)是在同一坐標(biāo)位置、同意場(chǎng)源，在不同日期所進(jìn)行的重復(fù)采集點(diǎn)，保證了檢查點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)的均勻分布；檢查點(diǎn)先后兩次的觀測(cè)電阻率的相對(duì)誤差為4.6豫，符合均方差小于5豫的實(shí)際要求，由此可以說明工作質(zhì)量符合要求。

3.1.4數(shù)據(jù)處理

通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理，如圖1所示，判斷在C1測(cè)線上的磁異常出現(xiàn)的原因主要是因?yàn)榈叵侣裆?00m的高阻異常而導(dǎo)致的，位于21～51號(hào)的記錄點(diǎn)之間，呈偏長(zhǎng)方形的形態(tài)，且在高阻異常體的上方還存在厚度約為250m的低電阻率區(qū)，判斷是第四系覆蓋；由于閃長(zhǎng)巖是磁性較強(qiáng)且祖率較大的礦石，因此初步判斷此異常體是閃長(zhǎng)巖侵入體。

圖1　可控音頻大地電磁法C1線反演電阻率斷面示意圖

圖2為C2測(cè)線的可控音頻大地電磁法反演電阻率斷面圖，發(fā)現(xiàn)在1～11號(hào)記錄點(diǎn)的地下100m處存在視電阻率較高的高阻體；在11～78號(hào)記錄點(diǎn)的地下600m以內(nèi)的視電阻率形態(tài)較為一致；在地下600～1100m范圍內(nèi)為層狀高阻體，且右側(cè)電阻率增長(zhǎng)較為明顯，推測(cè)在11～21號(hào)記錄點(diǎn)之前為含水構(gòu)造，且在1～11號(hào)測(cè)點(diǎn)之間可能存在接觸帶。

圖2　可控音頻大地電磁法C2線反演電阻率斷面示意圖

3.2數(shù)據(jù)解釋

3.2.1磁法數(shù)據(jù)正演模擬

（1）M2異常區(qū)剖面半定量解釋

如圖3所示，存在一強(qiáng)磁性體的圓形等效地質(zhì)模型，其磁強(qiáng)度為800伊0.01A/m，磁傾角垂直地面向下，埋深在地下350m范圍左右，半徑在200m左右；通過正演模擬，推測(cè)出引起M2異常的磁性體埋深較淺，且磁強(qiáng)度較大，其寬度約為400m。

圖3　剖面1正演模擬結(jié)果示意圖

（2）M5異常區(qū)剖面半定量解釋

如圖4所示，存在一狹長(zhǎng)形狀的等效地質(zhì)體，其埋深在350m左右，磁強(qiáng)度為700伊0.01A/m，磁傾角垂直地面向下，長(zhǎng)度約為500m，并向北稍傾斜；通過正演模擬，推測(cè)M5異常是由埋深較淺的強(qiáng)磁性體所引起的。

圖4　剖面2正演模擬結(jié)果示意圖

3.2.2地球物理信息綜合處理

可控源音頻大地電磁法的兩條測(cè)線布設(shè)方向?yàn)橛赡舷虮?，都位于第四系覆蓋，并不存在較為明顯的礦體露頭；通過對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)異常曲線和其變化磁極曲線以及可控源音頻大地電磁測(cè)量得到的電阻率，來推測(cè)出研究區(qū)域內(nèi)的地下地質(zhì)構(gòu)造情況。

淤在C1線地質(zhì)斷面圖中，在埋深為300m的位置以內(nèi)，主要是由第四系的黃土、砂土和粘土組成的；在埋深為300～1000m的區(qū)域內(nèi)存在閃長(zhǎng)巖體，其外側(cè)主要是由片麻巖和混合片麻巖而組成的；并且在閃長(zhǎng)巖的右側(cè)和下方均有可能存在著鐵礦。于在C2線地質(zhì)斷面圖中，在埋深為300m的區(qū)域以內(nèi)，同樣是由第四系的黃土、砂土和粘土共同構(gòu)成；在埋深為300～900m的區(qū)域內(nèi)則主要是由黃崗巖、片麻巖等組成；在埋深900m以下存在一閃長(zhǎng)巖體，且在花崗巖和片麻巖的接觸位置處可能存在礦化體；通過最后的鉆孔勘查，在地下800m處見磁鐵礦化體，由此說明了深部金屬礦產(chǎn)勘查中應(yīng)用地球物理技術(shù)的可行性。

4　結(jié)束語

綜上所述，在地殼內(nèi)部的第二深度空間當(dāng)中進(jìn)行金屬礦產(chǎn)資源的勘探已經(jīng)成為現(xiàn)代化找礦工作持續(xù)發(fā)展的必然要求，特別是在社會(huì)需求量不斷增加的現(xiàn)階段，必須要建立起安全可靠的、可長(zhǎng)期持續(xù)供給的礦產(chǎn)資源后備基地。而傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探方法相比較而言，地球物理勘查技術(shù)具有探測(cè)深度大、方法多樣、分辨率高、精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢(shì)，可以較大的范圍的對(duì)地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘測(cè)，在深部金屬礦產(chǎn)資源的勘查工作中具有十分重要的作用，極大程度的推進(jìn)了我國(guó)礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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2015-11-1