礦山高精度磁法勘探重磁反演方法研究

（甘肅省有色地質(zhì)勘查局白銀礦產(chǎn)勘查院，甘肅 白銀 730900）

1 地質(zhì)特征

文章以某礦區(qū)為例，研究高精度磁法勘探重磁反演方法。在研究之前需要充分了解礦區(qū)的地質(zhì)特征。該礦區(qū)為鐵礦區(qū)，地層為下泥盆統(tǒng)大南湖組下亞組，一套海相中-基性火山熔巖及中-酸性火山碎屑巖夾碳酸鹽巖地層。

礦體形態(tài)主要為似層狀，礦石礦物主要為磁鐵礦，屬海相火巖型礦床[1]。該鐵礦區(qū)區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育完善，三條礦脈走向大致為SN、NE、EW，巖體主要為侵入巖，巖石種類主要有輝綠巖、石英、閃長扮巖、花崗巖等。具體地質(zhì)情況如圖1所示。

圖1 某地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖

2 重磁反演方法

磁法勘探重磁反演方法的工作原理是將礦區(qū)以單元組合的形式進行反演處理，在這個過程中，只有物性發(fā)生變化，而地質(zhì)單元的形態(tài)不發(fā)生任何改變，然后在此基礎(chǔ)上，圈定場源范圍。

其理論依據(jù)是磁源可以通過離散作用，轉(zhuǎn)化為一組電源模型，與空間某點發(fā)生反應，產(chǎn)生磁場值。其轉(zhuǎn)化公式為：F=GM（G=系數(shù)矩陣，M=磁化強度矢量）。

一般來說，一個模型得出一個磁化強度值，會與實際情況存在擬合差，因此需要建立多個模型，減小擬合差，使磁化強度值達到同一期望水平，即所謂的“反演多解性”。但是為提高勘探系效率，相關(guān)研究人員期望確立一個特定的模型，因此利用地球物理反演理論，假定了一個有關(guān)磁化率的目標函數(shù)，使擬合差達到最小，以期貼近真實數(shù)據(jù)[2]。在此期間，目標函數(shù)不是固定的，而是根據(jù)礦山探查數(shù)據(jù)的變化而隨時進行調(diào)整，一般情況下，反演目標函數(shù)的定義公式如下：

在以上的公式中，ws、wx、wy都是礦山的空間函數(shù)，αs、αx、αy、αz是決定沿某個方向重要性的系數(shù)。經(jīng)過實際計算，發(fā)現(xiàn)如αx/αs的比值越大，模型沿X方向就越平滑。

3 巖礦石密度和磁性特征

對某鐵山礦床巖礦石密度和磁性特征進行統(tǒng)計，如表1所示。

由表1可知，當?shù)V體具有一定規(guī)模和適當埋深時，能在地表形成重力、磁力異常，為礦區(qū)開展高精度磁法勘探提供了有利的前提條件。

表1 某鐵山礦床巖礦石密度和磁性特征統(tǒng)計表

4 結(jié)果與分析

傳統(tǒng)的物探工網(wǎng)存在網(wǎng)度較疏的問題，使得對礦山勘探的精確度較低。

因此為彌補這一情況，本次某礦山的勘探會在2.50km2的工區(qū)內(nèi)，以20m×20m網(wǎng)度部署測網(wǎng)，利用磁法勘探重磁反演方法用開展了高精度礦山勘探工作[3]。經(jīng)過多次、反復的測量和計算，發(fā)現(xiàn)此礦區(qū)重磁異常，具體情況如下：礦山有4處存在磁異常情況，有5處存在重力異常情況。最后，對重磁數(shù)據(jù)進行了多次驗證，并獲取了地下密度體和磁性體的三維分布信息，為找礦工作奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，礦產(chǎn)資源是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，從我國經(jīng)濟的發(fā)展速度和人口數(shù)量的增長兩個方面來看，我國對礦產(chǎn)資源的需求量會越來越大，因此加大礦產(chǎn)資源的供應量是國家發(fā)展的必然趨勢，這也將導致淺表礦產(chǎn)會被大部分開采殆盡。

因此為保證礦產(chǎn)資源的供應量，需要對礦體深處儲存的礦產(chǎn)資源進行勘探，其中高精度磁法勘探重磁反演方法是最常用的，能對深埋礦進行準確的尋找，它適應性強、效率高，是礦山勘探的最佳選擇，為我國礦山的勘探工作帶來了極大的便利。

[1]呂芙瑤.油氣勘探重磁電震聯(lián)合反演進展研究[J].文摘版:工程技術(shù),2015,14(51):280-280.

[2]張春賀,尹成明,甘貴元,等.重磁電一體化勘探技術(shù)在柴達木盆地西部復雜地區(qū)的應用[J].石油物探,2017,56(4):607-616.

[3]柳建新,孫歡樂,陳波,等.重磁方法在國內(nèi)外金屬礦中的研究進展[J].地球物理學進展,2016,31(2):713-722.