磁法勘探的技術(shù)與其在鐵礦勘察中的應(yīng)用

李 庚

（江西省地質(zhì)局九0二大隊，江西 新余 338000）

國家不斷前進和發(fā)展的過程中，消耗了大自然中大量的礦產(chǎn)資源，同時處于工業(yè)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的當下，工業(yè)發(fā)展導致民眾對鐵礦資源的需求量越來越大，在人類迫切需要從自然中獲取更多的礦產(chǎn)資源的同時，對鐵礦勘察技術(shù)的要求越來越高。國家財政部門也加大了對礦產(chǎn)勘察技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的資金投入，所有鐵礦勘察技術(shù)中，磁法勘探技術(shù)在礦鐵資源的開采和應(yīng)用方面發(fā)揮了重要作用，同時磁法勘探技術(shù)也是被使用最為廣泛的一種鐵礦勘察技術(shù)[1]。本文就對鐵礦勘察的意義和技術(shù)標準要求進行了解、分析磁法勘探的特點和注意要點、探索磁法勘探在鐵礦勘察中的具體應(yīng)用，為鐵礦勘察時磁法勘探的具體應(yīng)用提供參考。

1 鐵礦勘察的意義和技術(shù)標準要求

1.1 鐵礦勘察的意義

在人類發(fā)展的過程中，鐵礦資源為人類的經(jīng)濟發(fā)展作出了重要貢獻，是一個國家經(jīng)濟得到持續(xù)性發(fā)展的重要前提。在新中國建立以來，我國在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中取得了顯著成績，其中應(yīng)用鐵礦資源生產(chǎn)鋼鐵的產(chǎn)量以躍居世界第一，可見礦產(chǎn)資源在我國經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮的重要作用。但是隨著開采力度的不斷加大，礦產(chǎn)資源越來越少，導致我國實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標受到了嚴峻的考驗，同時在不斷發(fā)展和建設(shè)國家各項事業(yè)的過程中，我國對于鐵礦資源的需求量只會越來越多，因此就出現(xiàn)了鐵礦資源供需矛盾的問題[2]。鐵礦勘察的不斷發(fā)展能夠緩解我國礦石行業(yè)的嚴峻形勢，由于目前未探測到跌倒礦產(chǎn)資源非常豐富，就需要鐵礦勘察技術(shù)不斷得提高，以此來更加精確的發(fā)現(xiàn)更多的礦產(chǎn)資源，緩解當下我國礦產(chǎn)資源需求不足的現(xiàn)狀；同時鐵礦勘察有效發(fā)現(xiàn)鐵礦的同時，為擴大我國的鐵礦資源，尋找更多未發(fā)現(xiàn)的鐵礦資源作出重要貢獻，是符合我國礦產(chǎn)資源實現(xiàn)豐富后備戰(zhàn)略意義的唯一途徑。

利用磁法勘探可以將鐵礦的磁性進行精準分析，通過研究鐵礦資源存在的地質(zhì)情況，可以對Fe的分布規(guī)律進行重新設(shè)定，從而提高鐵礦的勘查效果。磁法勘探是利用磁異?，F(xiàn)象，建立出一個空間矢量區(qū)域，通過空間坐標軸，將存在礦產(chǎn)資源的區(qū)域，以磁場變形的形式展現(xiàn)，從而提高鐵礦的勘探效果。由于磁場會受到各種信號的干擾，導致勘查誤差增加，本文以高精度磁力儀作為磁法勘探的基礎(chǔ)設(shè)備，減少勘查誤差。并針對鐵礦的磁場變化規(guī)律，從多個角度集合實際勘查數(shù)據(jù)，將復雜問題簡單化。此外，利用磁法勘探需要針對不同的地質(zhì)進行不同的分析。因此，在勘探鐵礦的過程中，需要將地磁場進行分析，并排除地磁場產(chǎn)生變形的矢量區(qū)域，從而減少勘探誤差。在磁法勘探過程中，磁場觀測結(jié)果至關(guān)重要。在觀測點進行磁場觀測時，需要端正磁異?，F(xiàn)象的提取目標，通過疊加觀測值與推測值，綜合考量此時地質(zhì)鐵礦的成熟度。本文利用磁法勘探技術(shù)，對鐵礦進行勘查，旨在提高鐵礦勘查精度，對鐵礦的開采具有深遠的意義。

1.2 鐵礦勘探的技術(shù)標準要求

在鐵礦勘探的過程中，對鐵礦勘察的技術(shù)有著非常高的標準要求，要滿足以下五點要求。

1.2.1 全面規(guī)劃

鐵礦資源的采集要以以人為本為出發(fā)點，同時也要落實科學發(fā)展的重要內(nèi)容，在鐵礦勘察過程中要做到提前十年對其進行鐵礦勘察工作得多全面規(guī)劃和部署。全方位的規(guī)劃和部署工作要做到既要解決商業(yè)化發(fā)展問題，也要實現(xiàn)公益性發(fā)展的目標；既要在局部上展開規(guī)劃，又要對全局進行把控；既要促進鐵礦開采工作的有效實施，又要實現(xiàn)鐵礦勘察實踐經(jīng)驗的豐富和完善。磁法勘探可以利用磁場的變化，將相關(guān)實物的變化進行剖析，由于鐵礦石具有磁性，其磁性環(huán)境會對周圍磁場造成一定的變形，可以精準地分析出不同地質(zhì)的磁性變化，從而提高鐵礦勘查效率。除此之外，鐵礦存在在區(qū)域與環(huán)境不盡相同，鐵礦產(chǎn)出的環(huán)境也無法預(yù)知，在勘查過程中，會出現(xiàn)較大的環(huán)境限制，從而影響勘查結(jié)果。傳統(tǒng)鐵礦勘查時，會在地上布設(shè)相關(guān)工作線，隨后進行下一步開采工作，如果工作線沒有涉及其他區(qū)域，該區(qū)域的巖石將不會受到重視，降低鐵礦開采范圍。因此，為了保證鐵礦開采效果與開采范圍，本文對鐵礦勘查技術(shù)有著較高的標準。首先，對鐵礦資源進行全面規(guī)劃，打破工作線鋪設(shè)的局限性；其次，利用磁法設(shè)備，將鐵礦勘查數(shù)據(jù)的提取簡化，從而了解鐵礦中的空間賦存狀態(tài)；最后，不需要精密與復雜的測算，即可以分辨出鐵礦存在的大致范圍，提高鐵礦勘查效率。

1.2.2 目標明確

在進行鐵礦勘察時要具備明確跌倒勘察目標，要依據(jù)我國的自然資源和社會環(huán)境的具體情況和需求制定勘察目標，再依據(jù)目標對鐵礦的核心礦區(qū)進行勘察。同時要對鐵礦勘查的目標區(qū)域、應(yīng)用區(qū)域進行不斷的拓展，以此來適應(yīng)時代的變化。鐵礦中的Fe，是在長時間地表運動形成的，F(xiàn)e3O4與FeTiO3產(chǎn)量較多，質(zhì)量也較好。而Fe3O4與FeTiO3普遍會距離地表存在1.5km～3.0km，此范圍內(nèi)存在較多的沉積變質(zhì)作用，極易形成鐵礦。本文認為，在鐵礦勘查過程中，需要以Fe3O4與FeTiO3作為主要勘查目標，并以沉積類、變質(zhì)類的巖石為主要勘查對象，將目標明確后，可以保證鐵礦開采的專一性，最大限度地提高礦石開采效率。

1.2.3 布局合理

在鐵礦勘察布局的問題上，要依據(jù)我國的自然風貌和鐵礦資源的分布情況進行布局，同時為了實現(xiàn)布局的合理性，在鐵礦勘察過程中要將鐵礦資源在自然環(huán)境中的分布與城鎮(zhèn)化建設(shè)、公共設(shè)施建設(shè)相關(guān)聯(lián)，做到合理化的鐵礦勘察布局。由于鐵礦普遍存在于固定的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域會存在較長的礦化帶，長度在1000m左右，寬度在20m左右。礦化帶以多層的形式為主，產(chǎn)狀在319°以內(nèi)，但不低于309°。因此，鐵礦的勘查傾角需要在40°～60°范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)的鐵礦石，平均體重在3.6×103kg/m3，F(xiàn)e2O3的品位會在15%以上，但是在30%以下，此種Fe的品位較高。因此，合理的布局可以最大限度地提高Fe的勘查質(zhì)量。

1.2.4 體制健全

為了促進勘察工作的順利進行，鐵礦勘察工作要制定完善的鐵礦開采管理制度，確保各政府部門的工作能有效落實，用健全的體制，實現(xiàn)鐵礦勘察工作的有效實施[3]。對于鐵礦勘查來講，健全的體制至關(guān)重要，只有將體制健全，才能提高鐵礦勘查的后方工作能力，為勘查人員提供安全保障。

1.2.5 科技創(chuàng)新

為了確保鐵礦勘察工作的有效性，要助力鐵礦勘察技術(shù)的不斷創(chuàng)新，實現(xiàn)用科技助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的。

2 磁法勘探的特點和注意要點

2.1 磁法勘探的特點

圖1 某地航資料三維反演解釋結(jié)果

磁法勘探的原理是通過對自然環(huán)境中的影響各種巖石發(fā)出磁性差異和磁性變化進行分析，從而實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)有用的鐵礦和了解地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的目的。作為最早使用的一種鐵礦探測技術(shù)，具有以下五點特點：

（1）探測準確性。由于磁法勘探的工作原理是利用磁感應(yīng)來探索地下巖土的磁鐵礦跌倒情況，其能夠精確捕捉到不同磁鐵巖石之間的差異，從而能夠精準定位鐵礦在地底下的位置，確定鐵礦資源的整個范圍，因此磁鐵勘探技術(shù)具有很強的準確性。

（2）實用性強。磁法勘探技術(shù)在實踐中的應(yīng)用較為廣泛，不受各種環(huán)境的影響，而且各種客觀條件對其跌倒約束力較弱，能夠適應(yīng)各種勘探環(huán)境，在各勘探技術(shù)中磁法勘探技術(shù)具有很強的多應(yīng)用自由，具備很強的環(huán)境實用價值，為鐵礦勘察提供了一種非常實用的技術(shù)支持。

（3）效率高。過去傳統(tǒng)的磁法勘探技術(shù)其勘探技術(shù)較差，使得其在工作量大，工作復雜的情況下難以有效得實現(xiàn)鐵礦勘探。隨著科技發(fā)現(xiàn)，磁法勘探的技術(shù)得到了全面的升級，目前使用的磁法勘探技術(shù)是結(jié)合了衛(wèi)星定位儀器的新型技術(shù)，能夠確保其在勞動強度大，工作內(nèi)容復雜的情況下，依舊可以實現(xiàn)高效的鐵礦勘察工作。

（4）經(jīng)濟實用價值高。由于磁法勘探的技術(shù)的有效性和精確性高，且成本不高，能夠為企業(yè)的開采工作提供有效的幫助，探索出更加有價值的鐵礦資源。

（5）運用方便節(jié)時。磁法勘探儀器不斷與時代發(fā)展同步，在技術(shù)上實現(xiàn)了很高的成就。操作也越來越簡單。目前的磁法探測儀能夠做到自動化的工作，并且將采集到的數(shù)據(jù)與計算機系統(tǒng)結(jié)合，進行處理，使用起來非常方便節(jié)時。

2.2 磁法勘探的注意要點

磁法勘探技術(shù)雖然越來越高，但是在具體應(yīng)用中要注意以下幾點。

2.2.1 合理選擇磁測參量

磁法勘探的應(yīng)用要依據(jù)具體的工作區(qū)的特征和工作任務(wù)的要求以及設(shè)備的工作能力，來進行合理選擇磁測參量。因此磁測參量選擇一定要對磁感應(yīng)異常情況能夠準確進行分析和感應(yīng)的具體參量。同時要根據(jù)工作區(qū)的具體實踐條件和實際情況的要求，進行磁測參量的選擇，這樣才能有效實現(xiàn)探測礦體不同特征的目的。一般情況下，鐵礦石的磁測參量會選用相關(guān)樣品，4塊鐵礦石的磁變化規(guī)律會在0.00675～0.03582SI的范圍內(nèi)，平均磁場變化規(guī)律為0.01833SI，剩磁變化規(guī)律為149.11×10-3～516.31×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為307.32×10-3m。在鐵礦石勘察過程中，灰?guī)r、石英巖、千枚巖均為磁測參量的主要數(shù)據(jù)；4塊灰?guī)r的磁變化規(guī)律會在0.00055～0.000132SI的范圍內(nèi)，平均磁場變化規(guī)律為0.00086SI，剩磁變化規(guī)律為10.21×10-3～38.31×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為27.32×10-3m。4塊石英巖的磁變化規(guī)律會在0.00033～0.000136SI的范圍內(nèi)，平均磁場變化規(guī)律為0.00062SI，剩磁變化規(guī)律為3.66×10-3～10.50×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為6.80×10-3m。4塊千枚巖的磁變化規(guī)律會在0.00038～0.000166SI的范圍內(nèi)，平均磁場變化規(guī)律為0.00128SI，剩磁變化規(guī)律為11.02×10-3～19.12×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為15.45×10-3m。本文將以上參量作為鐵礦勘查的重要標準，以此保證鐵礦的高效勘查。

2.2.2 重視磁干擾現(xiàn)象

磁法勘探技術(shù)運用過程中能夠反映出鐵礦的磁感應(yīng)異常情況，雖然磁法勘探能夠反映出鐵礦磁異常的明顯情況，同時也會受到周圍環(huán)境磁場的干擾。因此要對環(huán)境進行全面的調(diào)查，確保在鐵礦勘察過程中不受其它磁環(huán)境的影響，或能夠排除其它磁

環(huán)境的干擾。比如，人類活動中的高壓電線、地下管道，和自然環(huán)境中的太陽黑子活動影響。

2.2.3 重復測量異常區(qū)域

圖2 磁異常等值平面圖

在通過磁法勘探技術(shù)發(fā)現(xiàn)磁異常情況后，為了確保勘探結(jié)果的準確性和真實性，要對磁異常點活區(qū)域進行反復多次的勘探，確?？碧叫畔⒌娜嫘院屯暾?，同時要對異常區(qū)域進行調(diào)查，對實際環(huán)境區(qū)域中的地質(zhì)進行觀察和探究，避免其它磁場因素的干擾，對整個磁異常環(huán)境進行反復的勘探，將數(shù)據(jù)信息進行全面有效的收集和整理，避免導致出現(xiàn)勘探準確性不足的情況[4]。

3 磁法勘探在鐵礦勘察中的具體應(yīng)用

磁法勘探技術(shù)作為一種應(yīng)用最為廣泛的鐵礦勘察技術(shù)，由于其勘探原理，使得磁法勘探對于鐵礦的勘探具有非常高效的作用。因此，在實踐勘探鐵礦的過程中應(yīng)用磁法勘探技術(shù)，幫助江西省地質(zhì)局九0二大隊進行了大面積的勘探工作，在鐵礦勘察過程中取得了豐富的成果,發(fā)現(xiàn)了中型鐵礦4處以及小型鐵礦7處。

3.1 測算面積尋找勘探中心區(qū)域

在礦區(qū)內(nèi)設(shè)置多個觀察點，以1：3000比例進行工作區(qū)布網(wǎng)，運用磁法助探工作，用電子追蹤技術(shù)，經(jīng)電腦系統(tǒng)處理，獲得圖像。我隊202x年7月在江西省xx地區(qū)1：3000面積進行磁法勘探工作，結(jié)果顯示磁異常為4條交錯的條帶狀異常，走向近南北向，長約1000m極大值2600m，同時根據(jù)圖異常的特點推斷為4條交錯的鐵礦體。經(jīng)過后續(xù)的繼續(xù)深挖勘探，得到的結(jié)果與磁法勘探數(shù)據(jù)顯示一致，應(yīng)體控制長度1000m。磁異常的處理與轉(zhuǎn)換是磁法勘探的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以更好地突出磁異常的特征，將實測異常值更加貼近理論假設(shè)值，在此基礎(chǔ)上，滿足磁法勘探的異常解釋，保證磁法勘探的合理性。本文為了提高測算面積的精準度，將磁異常數(shù)據(jù)采集進行網(wǎng)格化處理。在鐵礦勘查過程中，經(jīng)常會遇到復雜的地勢環(huán)境，導致無法精準地測算面積。本文利用磁法勘探設(shè)備，將探測區(qū)域進行預(yù)設(shè)，并按照實際情況對異常軌跡進行修復，從而提高測算點的測量精度。因此，在數(shù)據(jù)處理過程中，需要將測點進行有規(guī)律的分布，并優(yōu)先搜索插值點附近，再利用多項式法則，將不規(guī)則的實際數(shù)據(jù)換算值網(wǎng)格化數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)處理效果，進一步提升測算面積的精準度。

3.2 深入勘探

根據(jù)磁法勘探的圖像顯示，對區(qū)域進行深入的地理位置和地質(zhì)環(huán)境的觀察，在對周圍環(huán)境土地面積進行計算，確定工作區(qū)。202x年1月我隊在江西省南昌市xx地區(qū)1：4000磁法勘探，經(jīng)過勘探次此磁法勘探的土地較為厚，經(jīng)磁法勘探的圖像顯示在地下巖石之中存在2條平直的條帶狀磁異常情況，走向為近東西向，長度約為800m,經(jīng)過圖像的特征推斷應(yīng)該為鐵礦體。在深入挖掘和勘探的過程中，發(fā)現(xiàn)一條條帶狀鐵礦體在挖掘時出現(xiàn)失誤，導致斷裂發(fā)生，用磁法勘探儀進行勘探，發(fā)現(xiàn)并沒有斷裂，且根據(jù)鉆孔后實際情況表明，與磁法勘探的勘探結(jié)果高度吻合。

3.3 收集信息，對比結(jié)果

在202X年4月，江西省地質(zhì)局九0二大隊在一處鐵礦工作區(qū)，根據(jù)環(huán)境和地質(zhì)情況，以1：2000的比例進行布網(wǎng)，運用磁法勘探技術(shù)結(jié)合GPS技術(shù)，對工作區(qū)進行全面的信息收集，同時將收集到的數(shù)據(jù)進行電腦系統(tǒng)的處理得到圖像信息，反復對比圖像中的磁異常情況，找到磁異常的點或線的區(qū)域，對區(qū)域進行反復的磁法勘探，得到全面、準確的信息，將信息進行整合，確定磁異常點，對磁異常點進行鉆孔深入勘探，經(jīng)過挖掘發(fā)現(xiàn)實際情況與磁法勘探得出的結(jié)論一致，磁法勘探技術(shù)的應(yīng)用不僅高效且非常實用。

4 結(jié)語

綜上所述，目前我國正處于高速發(fā)展的工業(yè)化中期階段，工業(yè)發(fā)展，國家經(jīng)濟不斷增長都需要更龐大的礦產(chǎn)資源作為后備支撐。但是由于近100年來，我國開采了大量的礦產(chǎn)資源，導致自然界的鐵礦資源逐漸減少，使得目前我國出現(xiàn)了鐵礦資源供需不平衡的矛盾問題，為了緩解礦產(chǎn)資源使用不足情況，實現(xiàn)為國家經(jīng)濟發(fā)展儲備鐵礦資源的目標，要提高鐵礦資源勘探的技術(shù)，提高鐵礦資源開采的力度，挖掘還未發(fā)現(xiàn)的潛在的大量礦產(chǎn)資源。磁法勘探技術(shù)作為我國較早使用的鐵礦勘察技術(shù)，具有精確性高、實用性強、便捷高效的優(yōu)點，同時隨時代發(fā)展不斷完善勘察技術(shù)，用科技帶動勘探產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)了礦產(chǎn)勘查的有效性，為國家的工業(yè)發(fā)展提供了有力的支撐。