磁異常二度半人機交互反演在魯西南某找鐵礦項目中的應用

羅有春　葉進霞　李進光

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院山東兗州272100）

磁異常二度半人機交互反演在魯西南某找鐵礦項目中的應用

羅有春葉進霞李進光

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院山東兗州272100）

山東魯西南某地區(qū)鐵礦位于汶上-東平成礦帶內(nèi)，附近鐵礦區(qū)較多，東北部、西部緊鄰鐵礦區(qū)，成礦條件優(yōu)越，經(jīng)過對該處異常進行面積測量，發(fā)現(xiàn)磁異常較好，進而對精測剖面I－I′進行反演，通過二度半人機交互反演擬合出礦體的特征，分析了其相對異常體的相對深度，反演結果不僅為確定驗證鉆孔的施工位置起到了關鍵作用，而且推斷了地下可能存在的磁性異常體及有利的成礦部位，為下一步的地質(zhì)勘探工作提供了地球物理依據(jù)。

二度半人機交互磁法勘探剖面反演

1　引言

磁異常的二度半人機交互(又稱人機聯(lián)作)反演方法，就是根據(jù)所選定數(shù)學地質(zhì)模型及磁場正演計算公式，由給定的初始模型參數(shù)計算的理論場值，與實際觀測場值對比，利用輸出曲線圖形對比不一致性或殘差，依靠解釋人員的經(jīng)驗和技能來修改模型及參數(shù)，重新計算理論場值進行下一次對比，反復多次直到滿意為止。人機聯(lián)作的數(shù)學地質(zhì)模型的基本形態(tài)選擇為多邊形截面水平棱柱體，利用面向?qū)ο缶幊陶Z言Visual C++6.0以及open GL技術，可實現(xiàn)磁測資料交互反演解釋。本次反演采用烏魯木齊金維圖文信息科技有限公司開發(fā)的“跨平臺金維地學信息處理研究應用系統(tǒng)”GeoIPAS V3.1中的2.5D反演模塊。

2　礦區(qū)地質(zhì)背景

工區(qū)大地構造位置位于華北陸塊（Ⅰ級）魯西隆起（Ⅱ級）魯西南潛隆起區(qū)（Ⅲ級）菏澤-兗州隆起（Ⅳ級）汶上—寧陽凹陷（潛）（Ⅴ）之內(nèi)。汶上—東平鐵礦成礦帶從本區(qū)通過，工區(qū)位于該成礦帶中北部。

區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)被第四系覆蓋，基巖（包括第四系下伏的基巖）主要為新太古代泰山巖群雁翎關組和山草峪組。

礦區(qū)變質(zhì)巖主要為變粒巖夾磁鐵石英巖，是主要含礦層位。變質(zhì)巖組合以黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖為主，夾黑云片巖、透閃片巖、斜長角閃巖、磁鐵角閃石英巖等。

變粒巖類共生礦物組合為斜長石+黑云母+石英，粒度均一，多呈細粒狀結構。磁鐵角閃石英巖變質(zhì)礦物組合為普通角閃石（鐵閃石、透閃石）+磁鐵礦+石英+鐵鋁榴石。

山草峪組磁鐵角閃石英巖巖石中的主要礦物為磁鐵礦、石英，次要礦物為普通角閃石、黑云母、鐵鋁榴石等，變質(zhì)程度達低角閃巖相—高綠片巖相，具多期變質(zhì)和退變特征。磁鐵角閃石英巖可能產(chǎn)于火山噴發(fā)間歇期的沉積巖中，原巖為富含鐵質(zhì)的燧石巖，形成于大陸邊緣盆地或島弧盆地。

區(qū)內(nèi)斷裂構造發(fā)育，主要斷裂為黃莊—前水河斷、汶泗斷裂和北坡斷裂。區(qū)域構造線方向總體NNW。

3　地球物理特征

3.1物性特征

由于工區(qū)內(nèi)被第四系覆蓋，沒有基巖出露，據(jù)相鄰區(qū)及其外圍相關巖（礦）石標本的磁參數(shù)測定統(tǒng)計結果可以看出，黑云變粒巖的幾何均值為127×10-6SI，閃長玢巖的幾何均值為0，上述兩種巖石基本上沒有磁性。閃長巖的幾何均值為1914×10-6SI，斜長角閃片麻巖的幾何均值為1700×10-6SI，以上兩種巖石的磁性較弱。而含石榴石黑云變粒巖的幾何均值為16700×10-6SI，磁鐵角閃石英片巖的幾何均值為71800×10-6SI，可見，磁鐵礦礦石具有較強的磁性，且與周圍圍巖具有較大的磁性差異。

3.2ΔT化極垂向一次導數(shù)異常特征

魯西南地區(qū)鐵礦磁測ΔT化極垂向一次導數(shù)異常，沿工區(qū)西部分布，近似南北走向，呈現(xiàn)出一條帶狀連續(xù)分布的正磁異常密集區(qū)，其東西兩側(cè)的磁異常形態(tài)和分布特征明顯有區(qū)別，這條醒目的磁異常梯度變異帶清楚地顯示出該磁鐵礦的找礦潛力。工區(qū)位于帶狀異常的東部梯度帶邊緣）。

3.3本礦區(qū)ΔT磁異常特征

經(jīng)過地面開展1:10000高精度ΔT磁測工作，查清了工區(qū)ΔT磁異常的分布情況。由于工區(qū)范圍所限，異常在西部未封閉，以200nT等值線對帶內(nèi)的異常進行圈定，寬度約350～1200m，區(qū)內(nèi)控制總長度約3.2km。異常帶內(nèi)由四個圈閉異常組成，根據(jù)異常特征，將異常編號由南段至北段命名為MⅠ-1…..MⅠ-4。

3.3.1MⅠ-1異常

異常呈北北西向的橢圓狀，形態(tài)規(guī)則。以1000nT等值線對帶內(nèi)異常進行圈定，范圍620m×370m，極大值3400nT。ΔT等值線的分布對基本稱于異常軸，并且在遠離異常軸的地方有ΔT過零值而達到極小，然后又趨近于零。在異常西南部部ΔT梯級帶相對寬緩，推斷磁性體南西傾。

3.3.2MⅠ-2異常

異常呈北北西向橢圓狀展布，異常北寬南窄，以1000nT等值線對帶內(nèi)異常進行圈定，異常范圍850m×650m，極大值位于異常東部達6000nT。

3.3.3MⅠ-3異常

該異常呈北北西向橢圓狀展布，異常北寬南窄，以1000nT等值線對帶內(nèi)異常進行圈定，異常范圍750m×320m，極大值位于異常北部達3400nT。

3.3.4MⅠ-4異常

該異常呈近南北向橢圓狀展布，異常南寬北窄，以1000nT等值線對帶內(nèi)異常進行圈定，異常范圍350m×250m，極大值位于異常中心為1800nT。

4　二度半人機交互反演

二度半人機交互反演采用二度半任意多邊形截面水平棱柱體模型，它適合于異常走向不是很長的情況，若異常走向較長，可視為二度體，則在計算中，取棱柱體走向長度Y為一較大值。

5　I－I′剖面磁異常解釋推斷

在MI-2號磁異常上布置北北東向高精度磁測精測剖面，結合地質(zhì)特點，正演的地質(zhì)模型設計為沿斷層破碎帶分布的多層薄板傾斜磁化磁性體。

6　工程驗證

6.1設計鉆孔

根據(jù)磁測剖面反映結果，同時結合地質(zhì)特征，設計了兩個鉆孔，ZK1，ZK2，ZK3，其中ZK1已經(jīng)完工，見礦程度如下表所示。

6.2鉆探結果

經(jīng)過鉆探驗證，ZK1的分析結果，81-200m為低品位的磁鐵礦，品位在12%-16%，在約200m處見到高品位磁鐵礦。

7　結語

利用地面高精度磁測技術在魯西南地區(qū)某鐵礦區(qū)尋找有利成礦部位，已初見成效，特別是基于二度半人機交互反演方法技術為布置驗證鉆孔的施工位置起到了關鍵作用，有非常明顯的效果。

二度半人機聯(lián)合反演，磁法勘探中有著重要的作用，面積性測量，能夠圈定異常的范圍，但是不能確定磁性地質(zhì)體的參數(shù)，如礦體的傾角等，同時，二度半反演受人為因素的影響，和操作者的工作閱歷、經(jīng)驗能息息相關，因而提高操作者的相關水平也同等重要。

［1］劉天佑．地球物理勘探概論[M]．北京：地質(zhì)出版社，2007.

［2］張國，黃傳楊。地磁異常二維反演與應用[J].安徽地質(zhì)，2008（3）.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-251-1