磁法勘探在鐵礦勘察的應(yīng)用

李長(zhǎng)春

摘要：磁法勘探是鐵礦勘察運(yùn)用最早的一種物理勘探技術(shù)。其原理主要在于利用鐵礦物質(zhì)的磁性在巖石中產(chǎn)生的磁異常，進(jìn)而勘察鐵礦石的存在。本文著重分析磁法勘探在鐵礦勘察的應(yīng)用，并根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)提出勘探過(guò)程應(yīng)注意的事項(xiàng)，希望能夠?yàn)樘岣咛氐V石的勘察質(zhì)量提供有效的參考與建議。

關(guān)鍵詞：磁法勘探；鐵礦勘察；測(cè)量；應(yīng)用

隨著物理學(xué)科的逐漸發(fā)展，學(xué)科在實(shí)際工作中的成熟應(yīng)用，以及現(xiàn)金的技術(shù)設(shè)備和方法的引入，我國(guó)的物質(zhì)勘察質(zhì)量得到了進(jìn)一步的提高。特別是磁法勘探技術(shù)在鐵礦石勘察的運(yùn)用成效顯著，磁法技術(shù)的運(yùn)用水平越來(lái)越高，鐵礦的采集質(zhì)量越來(lái)越好，滿足了鐵礦行業(yè)對(duì)鐵礦的增長(zhǎng)需求。這種高精讀的鐵礦勘察技術(shù)，關(guān)系著我國(guó)鐵礦行業(yè)的發(fā)展，如何使磁法勘探的效用更好的發(fā)揮，成了地質(zhì)勘察中普遍關(guān)心的問(wèn)題。為此，下文將對(duì)磁法勘探在鐵礦勘察中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，具體如下。

1. 磁法勘探的內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)

1.1 磁法勘探的內(nèi)容

磁法勘探又名磁力勘探，被勘測(cè)物質(zhì)存在介質(zhì)差別，通常是巖石和礦石容易產(chǎn)生磁性差異，這種差異產(chǎn)生的磁異常。同時(shí)含有磁性的物質(zhì)磁場(chǎng)與地球磁場(chǎng)疊加，也容易產(chǎn)生磁場(chǎng)畸形。測(cè)量磁差異對(duì)被勘探物質(zhì)的含磁性礦物的具體隱藏位置和鐵礦物質(zhì)的形狀大小，并研究分析被勘測(cè)物質(zhì)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和物質(zhì)構(gòu)成，勘探巖石地質(zhì)中的鐵礦分布和鐵礦含量。此種技術(shù)主要依賴于的工具是磁力儀，利用磁力儀反映出磁異常，根據(jù)反饋信息編制等值線圖，分析鐵礦在巖石物質(zhì)的存在的具體空間位置。

1.2 磁法勘探的技術(shù)特點(diǎn)

磁法勘探是鐵礦勘探最為重要的一種勘探方法。此種勘探方法在鐵礦勘探中有以下的特點(diǎn)：第一，高效性。鐵礦是一種具有較強(qiáng)磁性的物質(zhì)，磁法勘探能夠勘探出鐵礦磁性的具體差異，判斷出磁性差異的具體空間位置，能確定磁性物質(zhì)的投射區(qū)間位置范圍，高效地甄別不同位置的磁性感應(yīng)。第二，實(shí)用性。鐵礦石分布范圍廣，存在特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，易受自然條件和周邊環(huán)境影響其勘探的準(zhǔn)確性，而此種磁法技術(shù)對(duì)勘探條件要求低，客觀的環(huán)境因素不影響鐵礦的磁法勘探的效用。第三，準(zhǔn)確性。磁法勘探借助的勘探儀器改變了以往復(fù)雜、大型、繁重的缺點(diǎn)，引進(jìn)了現(xiàn)代化的磁法儀器，例如光貢儀器、質(zhì)子儀器等，同時(shí)結(jié)合衛(wèi)星定位儀器，通過(guò)連接計(jì)算機(jī)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)反饋，提高了工作效率，減少了工作量，先進(jìn)的儀器提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。第四，時(shí)效性。采用磁法勘探，能準(zhǔn)確測(cè)明鐵礦物質(zhì)在巖石礦物中的存在狀態(tài)，減少了探勘的其他勘探儀器的施工，通過(guò)計(jì)算技術(shù)直接勘探鐵礦幾何形狀及賦存含量，減輕了勘探的工作量，為下一步的鐵礦采挖具有指導(dǎo)意義的作用。

2. 磁法勘探在鐵礦勘察中的應(yīng)用

2.1 設(shè)置觀測(cè)站

我國(guó)的某一個(gè)大型礦區(qū)設(shè)置長(zhǎng)期的觀測(cè)站，觀測(cè)站數(shù)量達(dá)到八個(gè)且選取了1∶3000的比例設(shè)網(wǎng)，在鐵礦資源豐富的工作區(qū)域進(jìn)行測(cè)量，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用電子追蹤的方式反饋測(cè)量信息，編制三維立體圖。這項(xiàng)檢測(cè)共采用了每個(gè)80cm的布測(cè)線80條，使用的磁法探測(cè)點(diǎn)3000個(gè)，運(yùn)用了現(xiàn)代化先進(jìn)的磁力儀器，獲取鐵礦物質(zhì)的存在實(shí)際的信息數(shù)據(jù)，使用微人機(jī)相互反演和磁化三維反演這兩種模型相互配合，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的解釋工作。

2.2 井下磁測(cè)量

井下磁測(cè)量是地面磁測(cè)在井的延伸，對(duì)井下適當(dāng)?shù)膸r層進(jìn)行鉆孔磁測(cè)，根據(jù)結(jié)果劃分含有磁性物質(zhì)的巖層，尋找盲區(qū)的隱藏礦物質(zhì)。例如北方某一礦區(qū)有著豐富的銅鎳資源，在該礦區(qū)運(yùn)用了地一井瞬變電磁法進(jìn)行資源的勘察。主要是在該礦區(qū)的zk17孔進(jìn)行的全方位的觀測(cè)，通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)證明，在井下深150m處出現(xiàn)了磁異常幅值的較高點(diǎn)，此磁異常范圍廣泛，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析解釋，發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)的異常是由于附近的銅鎳資源存在導(dǎo)致井孔處的厚板狀的導(dǎo)體干擾了磁場(chǎng)。這一種磁感應(yīng)的測(cè)量方法因此得到廣泛的試驗(yàn)。該井下的磁測(cè)量，能夠?qū)﹄[伏在盲區(qū)的鐵礦物質(zhì)進(jìn)行勘察控制，為地質(zhì)工程提供了很好的指導(dǎo)意義。

2.3 磁異常中心測(cè)量

在某一磁性物質(zhì)礦石區(qū)域的磁異常中心地段，對(duì)點(diǎn)距進(jìn)行加密，對(duì)地磁強(qiáng)度加深，多次在同一工作日內(nèi)，進(jìn)行同一時(shí)長(zhǎng)的磁力測(cè)量，獲取同一時(shí)長(zhǎng)的磁異常數(shù)據(jù)，編制等值線平面圖，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析解釋，對(duì)多次的磁測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演處理，同時(shí)與勘察前期的地質(zhì)剖面圖進(jìn)行對(duì)比推斷，能得到鐵礦的脈向延伸較大的結(jié)論。

2.4 日變性測(cè)量

在某一個(gè)鐵礦區(qū)進(jìn)行GPS的坐標(biāo)定點(diǎn)后，使用質(zhì)子磁力儀對(duì)其進(jìn)行勘察，該儀器具有高精度高效率的特點(diǎn)，在測(cè)量過(guò)程強(qiáng)調(diào)日變測(cè)量，測(cè)量值隨時(shí)進(jìn)行修正，得到的磁測(cè)值進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷和全方位的解讀，等磁線平面圖分析還要結(jié)合磁異常的剖面圖，對(duì)異常的巖石區(qū)域使用鉆孔驗(yàn)證，對(duì)異常的巖石進(jìn)行孔內(nèi)取樣，判斷出是否存在鐵礦資源。鐵礦區(qū)的此種方法運(yùn)用于采集鐵礦資源總體效果明顯。

2.5 面積性測(cè)量

通過(guò)前期的勘察得知鐵礦資源豐富的地質(zhì)區(qū)域開(kāi)展大面積的磁力勘察，選取相應(yīng)的比例，依據(jù)鐵礦資源所處的地質(zhì)條件，對(duì)磁法勘探結(jié)果進(jìn)行按量按質(zhì)的分析解釋，對(duì)勘察結(jié)果進(jìn)行定質(zhì)判斷，根據(jù)全面分析的結(jié)果圈定區(qū)域性勘察的“靶”區(qū)，從而進(jìn)行下一步的勘察行動(dòng)。

2.6 梯度測(cè)量

地面磁測(cè)量中還有一種特殊的梯度磁測(cè)量方法。在進(jìn)行地面磁力勘察中，存在著復(fù)雜的磁異常部分區(qū)域，在這些部位和異常特征點(diǎn)采用不同深度的探頭進(jìn)行勘察，階梯式的不同高度的磁勘探呈現(xiàn)出不同高度的磁感應(yīng)和磁場(chǎng)，在垂直方向上，對(duì)不同高度的磁測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，對(duì)不同階梯高度的磁感應(yīng)的深淺參數(shù)判斷不同高度的鐵礦物質(zhì)的分布狀態(tài)、分布位置及礦藏埋深。這是一種縱向的磁法勘察方法，著力于方向性的磁感應(yīng)探究，對(duì)鐵礦位置的隱藏深淺有很好的勘察效果，提高對(duì)鐵礦資源的空間規(guī)模的把控力度。

2.7 磁參數(shù)測(cè)定

一切的鐵礦勘察工程的前提條件是進(jìn)行磁參數(shù)的測(cè)定，只有準(zhǔn)確無(wú)誤的磁參數(shù)才能解釋地面鐵礦勘察結(jié)果。對(duì)需要進(jìn)行鐵礦勘察巖石礦石進(jìn)行標(biāo)本采集，樣本采集選取注意多樣性，選取不同高度、深度、廣度的巖石標(biāo)本，樣本的磁測(cè)量反映鐵礦石與周圍巖石的磁場(chǎng)感應(yīng)區(qū)別，通過(guò)磁差異反演計(jì)算該鐵礦石的磁性程度，進(jìn)而確定區(qū)域性的磁法勘察的磁參數(shù)，為更大面積的磁法勘察提供基礎(chǔ)性的解釋服務(wù)。

3. 磁法勘探應(yīng)注意事項(xiàng)

磁法勘探雖然受到客觀因素影響微小，但主觀因素制約著磁法勘探發(fā)揮著勘探準(zhǔn)確的效用。在勘探過(guò)程中，作為勘探的具體行為人應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

3.1 科學(xué)選取磁參量

磁參量的選取應(yīng)具備科學(xué)性、合理性。根據(jù)勘探目標(biāo)任務(wù)和勘探的區(qū)域要求，結(jié)合地質(zhì)條件和鐵礦的賦存大概位置，采用恰當(dāng)?shù)拇趴碧絻x器，選取的磁參量能夠?qū)μ厥獾拇女惓Ｗ鞒隹茖W(xué)性合理性的解釋和判斷。對(duì)于獨(dú)特的磁異常地質(zhì)區(qū)域，可選取多種磁參量同時(shí)進(jìn)行勘探，應(yīng)對(duì)磁異常的多樣性的特征。

3.2 磁場(chǎng)干擾分析

使用磁法勘探發(fā)現(xiàn)的磁異常通常被認(rèn)為是磁性物質(zhì)的磁場(chǎng)干擾，然而在具體的勘探過(guò)程中，也存在著非鐵礦物質(zhì)的干擾，這些富含磁性的物質(zhì)反映的磁異常幅值很高，需要謹(jǐn)慎的甄別這些磁性物質(zhì)是否是鐵礦物質(zhì)造成，應(yīng)注意周邊能反映磁場(chǎng)異常的景觀物質(zhì)，例如高壓線、建筑管道、太陽(yáng)黑子等。

3.3 磁異常多次測(cè)量

磁異常不僅僅是磁性磁場(chǎng)的疊加產(chǎn)生的，還存在著由于人為操縱或儀器失靈等原因產(chǎn)生。因此，出現(xiàn)磁異常的區(qū)域應(yīng)進(jìn)行多次勘探測(cè)量，特別是加深點(diǎn)距、線距的密集程度，結(jié)合異常區(qū)的地質(zhì)情況進(jìn)行分析解釋，獲取異常磁場(chǎng)的具體形態(tài)，提高異常形態(tài)測(cè)量質(zhì)量，保證異常形態(tài)的真實(shí)、可靠。

4. 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，伴隨著我國(guó)鐵礦資源存量逐漸減少和礦產(chǎn)資源需求的擴(kuò)大，科學(xué)合理的勘探開(kāi)發(fā)利用技術(shù)越來(lái)越受到廣泛關(guān)注。磁法勘探是鐵礦資源開(kāi)發(fā)采集的必經(jīng)途徑，為鐵礦勘察高效工作提供了可能。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，磁法勘探技術(shù)在勘察領(lǐng)域還需相關(guān)工作人員在實(shí)踐過(guò)程中不斷地進(jìn)行完善和發(fā)展，并尋求與其他勘察技術(shù)的技術(shù)互補(bǔ)，以使磁法勘察在鐵礦勘察的應(yīng)用更廣泛，進(jìn)而有效提升鐵礦勘察效率。

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