白旭暉

摘要：我國社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生的巨大資源需求使得目前淺層埋藏的鐵礦資源越來越少，已經(jīng)難以完全滿足鋼鐵企業(yè)的需要。因此，深部探礦成為緩解鐵礦資源短缺的主要途徑。本文在參考相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實際經(jīng)驗，探討了鐵礦深部勘探中的地球物理找礦模式。

關(guān)鍵詞：鐵礦勘探；地球物理；找礦模式；深部鐵礦

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步，鐵礦資源的消耗迅速增加，為了滿足不斷增長的礦產(chǎn)資源需求，大量的礦產(chǎn)資源開發(fā)使得易采礦、淺部礦、地表礦已經(jīng)接近枯竭。因此，向地下深部找礦是緩解鐵礦資源緊張狀況，促進鐵礦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑。而深部找礦的開展，對目前適用于淺部找礦的勘探技術(shù)提出了更高的要求，尋找適宜于深部探礦的新技術(shù)模式是目前深部找礦的當(dāng)務(wù)之急。

一、磁法勘探

（一）基本概念。磁法勘探是通過對巖石、礦石以及其他勘探對象的磁性差異引起的磁異常進行觀察和分析，在此基礎(chǔ)上對地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律進行分析研究的地球物理方法中的一種。這一方法是發(fā)展最早且應(yīng)用廣泛的一種地球物理方法。

（二）地球磁場與巖石磁性。我們之所以能夠利用磁探法找礦，主要原因就是地球存在磁場，我們通常用來確定地理南北極的磁針也是利用這一原理。巖石在漫長的形成過程中受到來自地磁場長時期的磁化進而產(chǎn)生了磁性，由于磁化強度的不同磁性程度也有所不同，而磁性程度的不同就表現(xiàn)為探礦過程中的磁異常。正是通過地面磁異常的探測，人們才可以對地面下的巖礦體賦存情況進行推測。

（三）磁異常與磁法探礦。磁異常是指在消除多種短期磁場變化以后，實測磁場和正常場的主磁場間存在的差異。磁法探測這一地球物理找礦方法正是通過對磁異常加以利用來進行工作的。具體來說，就是對勘探對象所引起的磁異常進行觀測和分析，進而對礦物所在的地質(zhì)構(gòu)造以及礦物在地層中的分布規(guī)律進行研究。磁法探礦用于深部鐵礦勘探時需要解釋的主要內(nèi)容為：根據(jù)所測的磁異常，判斷引起磁異常的磁性體的幾何參數(shù)和磁性參數(shù)。其中集合參數(shù)為形狀、大小、位置以及產(chǎn)狀，而磁性參數(shù)則是指磁性的方向和強度的大小。在磁法探測中，以靜磁場理論為基礎(chǔ)，由已知磁性體通過數(shù)學(xué)計算進而求出磁場的分布，被稱為正問題；與之相反，由磁異常通過數(shù)學(xué)計算，進而對磁性體的幾何參數(shù)和磁性參數(shù)進行求解則被稱為反問題。在磁法勘探過程中，這兩個問題都是通過數(shù)學(xué)計算來進行計算的，但是要全部完成整個深部鐵礦磁法勘探的解釋，僅是上述數(shù)學(xué)計算是難以滿足的，還需要在其他地質(zhì)、物化探以及物性資料的基礎(chǔ)上進行綜合的分析研究和解釋，得出的結(jié)論才會最大限度地與地質(zhì)客觀實際相吻合，為查明深度地下的鐵礦資源提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

二、電法勘探

（一）基本概念。電法勘探是根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性）和電化學(xué)特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學(xué)場的空間分布規(guī)律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質(zhì)構(gòu)造及解決地質(zhì)問題的地球物理勘探方法。在實際的勘探中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及巖石物性的多變，尋找埋藏深度大的鐵礦有很大困難，單憑磁法勘探難以取得預(yù)期的效果。因此，借助于其他地球物理探礦方法是解決問題有效辦法。電法勘探正是其中之一。

（二）可控源音頻大地電磁法。在電法勘探中，可控源音頻大地電磁法是一種常見方法，它是在大地電磁法和大地音頻電磁法二者基礎(chǔ)上形成的以電磁場理論為核心的人工源頻率域測深方法中的一種。根據(jù)實驗證明，一切電磁現(xiàn)象都服從麥克斯韋方程組，該方程組實際上綜合了一切電磁現(xiàn)象的相互作用。其在國際單位制中的公式形式為：

通常為了計算方便，常常在各項同性介質(zhì)中引入介質(zhì)方程組：

（三）可控源音頻大地電磁法的具體運用實例

該法在內(nèi)蒙古朝不楞深部鐵鋅礦體勘探定位預(yù)測中得到了成功的運用，在勘探中，勘探人員在礦區(qū)設(shè)置了幾條控制性可控源音頻大地電磁法測深剖面，最終依靠這一方法，解決了這一礦區(qū)的找礦問題。下圖二是該法測得的綜合斷面圖。

根據(jù)該圖測量所得信息，鉆探人員分別設(shè)置了ZK16和ZK18兩個鉆孔。其中ZK18鉆孔在地面以下575m和625m處分別探測了厚度為5m和20m富鉛鋅礦體，這使得該區(qū)的探礦工作取得突破性進展。

三、結(jié)語

文章簡要論述了兩種深部鐵礦勘探中的地球物理找礦模式，其中的可控源音頻大地電磁法是比較常用的一種。在具體的深部鐵礦勘探中，由于具體地質(zhì)條件和礦產(chǎn)賦存狀況存在具體差異，單一的物理找礦方法往往難以滿足需要，因此，選擇綜合性的地球物理找礦方法，綜合運用多種物理找礦方法是深部鐵礦找礦模式未來的發(fā)展方向。也是保證深部鐵礦勘探準(zhǔn)確高效的途徑。

參考文獻：

[1] 韓浩亮，高永濤，胡乃聯(lián)，等.可控源音頻大地電磁法在金屬礦山采 空區(qū)探測中的應(yīng)用研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2011，31（6）.

[2] 郝俊杰，莘建宏，王全喜，等.河北南部邯邢式鐵礦山深部與外圍找 礦途徑分析[J].礦產(chǎn)勘查，2012，3（3）：340-345.

[3] 黃略，金永新，侯永莉.吉林省白山地區(qū)磁異常解釋推斷[J]. 遼寧 工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，4（增刊）：303-304.

[4] 匡海陽，呂慶田，張昆，等.多種電磁測深技術(shù)在深部控礦構(gòu)造探測 中的應(yīng)用研究[J].地質(zhì)學(xué)報，2012，86（6）：948-959.