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）

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）

隨著我國市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們在日常生活和社會生產(chǎn)中對礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷的增加，然而礦產(chǎn)資源的實際提供能力與礦產(chǎn)資源的現(xiàn)實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，本文對深部金屬礦產(chǎn)資源地球物理勘查與應(yīng)用問題進行了深入的分析。

深部金屬礦產(chǎn)資源；地球物理勘查技術(shù)；應(yīng)用

前言

在我國市場經(jīng)濟水平不斷提高的現(xiàn)階段，礦業(yè)領(lǐng)域也隨之實現(xiàn)了較大程度的發(fā)展，在找礦工作進程日益深入的當下，越來越多的地表金屬礦產(chǎn)資源已經(jīng)被準確的勘查出來，對于深部金屬礦產(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，而地球物理勘查技術(shù)的發(fā)展對于深部金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)工作提供了實現(xiàn)的可能。地球物理勘查技術(shù)實際上就是應(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，對我國找礦工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1　工程概況

我國某省一鐵礦區(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層儲量占礦體的80豫以上，長為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)存在多個航磁異常，地磁異常主要呈現(xiàn)出強度較大、形態(tài)較為規(guī)則、異常走向不同、中心正負范圍較大的特點；且經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)內(nèi)的閃長巖磁性最強，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)簡介

可控源音頻大地電磁法（CSAMT），是一種人工源頻率域探測方法，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；以其測量方式為標準，主要包括了張量、矢量和標量這三種；以其場源方式為標準，則可以分為磁偶極源和電偶極源兩種，在我國通常所使用的就是電偶極源方式。該項技術(shù)的原理實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現(xiàn)探測的目的，其技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用的前提就是要保證目標對象的地質(zhì)體與其圍巖之間存在較為明顯的電性差異，且達到可以實現(xiàn)分辨的尺寸和規(guī)模，同時還要保證環(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研究鐵礦區(qū)的資源勘查中，所使用的是由美國Zonge工程公司所開發(fā)研制的第四代可控源、天然場源電法以及電磁法探測多通道的接收機。

3.1.2測線布置

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

3.1.3完成工作量和質(zhì)量評價

從研究區(qū)內(nèi)的81個測點中選取了7個點進行檢查，其中包括C1線上的兩個點和C2線上的五個點，占總測量點的8.64豫，滿足相關(guān)的標準要求；其中，檢查點是在同一坐標位置、同意場源，在不同日期所進行的重復(fù)采集點，保證了檢查點在測區(qū)內(nèi)的均勻分布；檢查點先后兩次的觀測電阻率的相對誤差為4.6豫，符合均方差小于5豫的實際要求，由此可以說明工作質(zhì)量符合要求。

3.1.4數(shù)據(jù)處理

通過對數(shù)據(jù)的處理，如圖1所示，判斷在C1測線上的磁異常出現(xiàn)的原因主要是因為地下埋深300m的高阻異常而導(dǎo)致的，位于21～51號的記錄點之間，呈偏長方形的形態(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；由于閃長巖是磁性較強且祖率較大的礦石，因此初步判斷此異常體是閃長巖侵入體。

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號記錄點的地下100m處存在視電阻率較高的高阻體；在11～78號記錄點的地下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)電阻率增長較為明顯，推測在11～21號記錄點之前為含水構(gòu)造，且在1～11號測點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，存在一強磁性體的圓形等效地質(zhì)模型，其磁強度為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，推測出引起M2異常的磁性體埋深較淺，且磁強度較大，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，存在一狹長形狀的等效地質(zhì)體，其埋深在350m左右，磁強度為700伊0.01A/m，磁傾角垂直地面向下，長度約為500m，并向北稍傾斜；通過正演模擬，推測M5異常是由埋深較淺的強磁性體所引起的。

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線布設(shè)方向為由南向北，都位于第四系覆蓋，并不存在較為明顯的礦體露頭；通過對磁測數(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量得到的電阻率，來推測出研究區(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中進行金屬礦產(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)具有探測深度大、方法多樣、分辨率高、精準度高的優(yōu)勢，可以較大的范圍的對地下介質(zhì)結(jié)構(gòu)進行勘測，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，極大程度的推進了我國礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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1673-0038（2015）49-0224-02

2015-11-1