高精度磁法在二道溝鐵礦深部找礦中的實際運用

張慶義

摘 要 高精度磁法測量是鐵礦山深部找礦的主要方法之一，在尋找礦區(qū)及外圍深部隱伏礦體中成果顯著。高精度磁法能勘探測量出大面積的低緩磁異常，極具找礦價值，運用該方法尋找礦區(qū)深部及外圍隱伏礦體效果明顯。遼寧省二道溝鐵礦勘查運用高精度磁法測量在采礦區(qū)及外圍發(fā)現(xiàn)大面積的低緩磁異常，經(jīng)過工程驗證為深部隱伏磁鐵礦引起，取得深部找礦的重大突破，使礦山資源儲量大幅增加。本文就該法在尋找深部隱伏礦體的幾點經(jīng)驗進行總結(jié)，希望對同類鐵礦山深部找礦起到借鑒作用。

關(guān)鍵詞 高精度磁法 深部找礦 質(zhì)子磁力儀

中圖分類號：P631.2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）02-0061-04

高精度磁法測量適用于地下隱伏磁性體在地表產(chǎn)生的弱磁異常的觀測，在鐵礦深部找礦勘探應(yīng)用廣泛。運用該法在遼寧省二道溝鐵礦山及外圍普查中發(fā)現(xiàn)成片的低緩異常帶，其異常由強到弱有明顯的規(guī)律，判斷由深部磁性體引起。經(jīng)鉆探工程驗證，成功的尋找到規(guī)?？捎^的隱伏礦體，采礦區(qū)內(nèi)資源儲量由原來的91萬噸增加到5033萬噸，外圍普查區(qū)新增資源儲量823萬噸。實現(xiàn)了尋找深部隱伏礦體的重大突破。本文以該礦山為例，對所取得的磁異常進行研究分析，并結(jié)合本區(qū)的地質(zhì)情況，有利的證明了高精度磁法勘探，在尋找磁鐵礦上是一種行之有效的辦法[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

遼寧省二道溝鐵礦大地構(gòu)造位置為中朝準(zhǔn)地臺北緣（Ⅰ），膠遼臺?。á颍?，鐵嶺—靖宇臺拱（Ⅲ），摩里紅凸起（Ⅳ）之上。區(qū)域內(nèi)地層除第四系外，出露的地層均為太古宙石棚子組（Aras）變質(zhì)上殼巖系，部分遭受了混合巖化作用和早期鈉質(zhì)花崗巖的侵位。巖性主要有黑云斜長變粒巖、淺粒巖、石英角閃巖、磁鐵石英巖等。地層呈單斜狀，整體走向為256°左右。傾向166°左右。傾角40-60°。常見少量的輝綠巖、煌斑巖等脈巖，本區(qū)鐵礦均賦存于石棚子巖組內(nèi)。礦床成因?qū)俪练e變質(zhì)鐵礦床之“鞍山式鐵礦”（見圖1）。

2 磁法測量

2.1 礦區(qū)巖礦石的磁性參數(shù)

礦區(qū)主要巖石為黑云斜長變粒巖、淺粒巖、石英角閃巖。經(jīng)測試其磁化率κ均值分別為320nT～450nT。已采礦石磁化率κ均值1500nT-2000nT。500nT以上均由磁性體引起。由此可見礦區(qū)礦石與圍巖存在明顯的磁化率差異，可采用高精度磁法展開找礦工作[2]。

2.2 普通磁法測量

普通磁測使用的器儀為MCL-2型微機磁力儀，抗干擾能力差，極向轉(zhuǎn)頭誤差大，部分臨時操作人員素質(zhì)差，經(jīng)常誤差在±500nT以上，儀器和儀器間一致性差，經(jīng)常出現(xiàn)串珠狀異常，鄰線對比會出現(xiàn)假異常等。該儀器適合尋找淺部磁鐵礦體、普查區(qū)掃面、異常驗證等工作。

礦區(qū)之前采用的是普通磁法測量，誤差大、磁異常凌亂、無規(guī)律、弱小異常被掩蓋了，找礦效果不佳。

2.3 高精度磁法測量

高精度磁法測量經(jīng)常使用的儀器為PMG-2型質(zhì)子磁力儀，該儀器穩(wěn)定性好，有足夠的靈敏度和精確度，分辨率高，測量誤差在±5伽馬以內(nèi)，適合異常驗證、深部找礦。

為提高找礦成效，二道溝鐵礦采礦區(qū)內(nèi)開展了高精度磁法測量工作。采用RTK測量系統(tǒng)及手持GPS衛(wèi)星定位儀進行基線測線布設(shè)并進行閉合差校訂保證坐標(biāo)精度。采用PMG-2型質(zhì)子旋進型磁力儀，測量前按照要求進行儀器一致性和噪聲水平測定，滿足要求后進行測量[3]。網(wǎng)度50m×20m，共布設(shè)勘探線48條，測線南北向。測量面積3.2Km2。所測的原始數(shù)據(jù)后經(jīng)過日變矯正、正常梯度矯正以及高程矯正，得到磁異常值ΔT。通過計算機Surfer軟件繪制成礦區(qū)地表ΔT磁異常等值線平面圖（見圖2）。

通過高精度磁法測量發(fā)現(xiàn)有大面積低緩異常存在，異常正值數(shù)據(jù)多在1850～600nT之間，磁異常呈逐漸遞減的規(guī)律性，分析由深部磁性體引起并切延深逐漸增大。

3 工程驗證

礦區(qū)經(jīng)高精度磁法測量取得了南北兩處低緩磁異常，南部異常呈扇狀分布，長800m，寬950m，北側(cè)為負(fù)異常，南側(cè)為正異常并且異常值逐漸變小。地表部分與Fe1號礦體吻合，判斷由深部磁性體引起，隨后進行了鉆探施工。共施工鉆孔39個，按100m（平距）×100-200m（斜距）網(wǎng)度布置鉆探工程。經(jīng)過施工驗證，地表低緩磁異常均有深部磁鐵礦引起，除Fe1號礦體延深逐漸加大外，新發(fā)現(xiàn)隱伏礦體3條。施工的鉆孔見礦34個，未見礦5個，見礦率87%。鉆探總進尺15462m，控制孔深196m至790m。

主礦體為Fe1號，其資源儲量占礦區(qū)的68%。該礦體由25個鉆孔控制，礦體走向76°，傾向166°，傾角50～70°，兩端向下側(cè)伏，長度由原來的230m增至660m。延深由原來的166m增加至1100m。厚度6.36～58.22m，平均厚度38m。mFe品位平均23%（見圖3）。

工程驗證結(jié)果所發(fā)現(xiàn)的礦體與低緩異常吻合較好，使用高精度磁法測量取得了找礦突破，礦區(qū)新增資源儲量4942萬噸，經(jīng)濟效益顯著。

4 礦區(qū)外圍深部找礦

4.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)外圍地層與礦區(qū)內(nèi)地層一致，地貌特征為低山丘陵區(qū)。出露的地層仍為太古界鞍山群石棚子組（Aras）。巖性主要有黑云斜長變粒巖、淺粒巖、石英角閃巖等。地層整體走向為260°左右。傾向166°左右。傾角40～65°礦區(qū)外圍地表未見鐵礦露出。

4.2 外圍高精度磁法測量工作

在礦區(qū)取得較好找礦成果后，礦區(qū)外圍開展了高精度磁法測量，測量面積2Km2。使用儀器及方法同采礦區(qū)一致，點密度50m×20m。布置南北向測線21條。測熱通過高精度磁法測量發(fā)現(xiàn)礦區(qū)南200處部存在低緩磁法異常，并繪制成圖。通過異常數(shù)據(jù)分布與礦區(qū)內(nèi)對比，預(yù)測由深部隱伏磁鐵礦引起。

4.3 外圍普查區(qū)磁異常工程驗證

外圍普查區(qū)測得1處低緩磁異常帶及幾處小異常，其中分布于中間的M1異常最好。首先進行地表查證，發(fā)現(xiàn)東部呈北東向展布的串珠異常為高壓電塔引起，予以剔除。

主要磁異常M1呈葫蘆狀東西向展布。異常帶長1Km，寬160m～460m，北部為負(fù)值異常區(qū)。正異常數(shù)據(jù)為1500nT～ 550nT，負(fù)異常數(shù)據(jù)為-2700nT～-200nT，通過與二道溝采礦區(qū)內(nèi)所測的低緩磁異常及完成的工程驗證結(jié)果對比分析，磁異常數(shù)值略高于圍巖，初步判斷普查區(qū)低緩磁異常由深部隱伏磁鐵礦體引起，預(yù)測礦體埋深250m～600m。通過反演結(jié)合上下延拓很好的推斷了礦體的賦存狀態(tài)、規(guī)模和延伸，最終經(jīng)鉆孔驗證發(fā)現(xiàn)了埋深較大的盲礦體[4]。

對M1異常西部按100 m（平距）×100m（斜距）布置鉆探工程，勘探線5條，設(shè)計鉆孔10個，孔深300m～620m。實際施工鉆探14個，進尺8471m，孔深431m～684m，其中11個鉆孔見礦，3個未見礦，見礦率78%。

4.4 外圍普查區(qū)磁法找礦成果

經(jīng)過鉆探施工發(fā)現(xiàn)8條隱伏磁鐵礦體，以Fe6號礦體規(guī)模最大。Fe6號礦體位于16～18號勘探線，由9個鉆孔控制。礦體呈透鏡狀，有膨大收縮現(xiàn)象，長314m，礦體走向東西，傾向南，傾角40°～56°。中部緩傾，礦體延深293米，厚度11.57～51.56m，平均厚度27.63m;品位mFe29.97%～mFe34.40%，平均品位mFe25.55%。礦體埋深271m～630m，賦存標(biāo)高145m～-225m。礦石由條紋條帶狀磁鐵石英巖組成。外圍新增資源儲量823萬噸，其中Fe6號礦體資源儲量614萬噸，占資源儲量的74%。礦區(qū)外圍運用高精磁法尋找隱伏礦體取得較好的效果。

5 結(jié)語

根據(jù)二道溝鐵礦區(qū)的深部隱伏礦體的找礦實踐，總結(jié)出深部找礦應(yīng)注意的幾點建議，以便加強同類礦山的深部找礦工作。

（1）具有成礦的區(qū)域地質(zhì)條件，鐵礦點較多。

（2）圍巖和礦體磁性差別大，排除干擾異常。

（3）地形多為中低山、溝谷開闊等。

（4）地表多為低緩異常。

（5）異常成梯度逐漸衰減。

（6）正異常強度較高，常伴有負(fù)異常存在。

高精度磁法測量在礦區(qū)及外圍尋找深部隱伏磁鐵礦體成效顯著，特別是低緩異常區(qū)的深部找礦具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢、前景廣闊。

參考文獻：

[1] 衣吉偉，劉紅香.高精度磁測在馬家鐵礦找礦中的應(yīng)用[J].吉林地質(zhì)，2014，33（02）：74-77.

[2] 李劍琦.磁法勘探在實例找礦中的應(yīng)用[J].世界有色金屬，2017，10（下）：92-93.

[3] 袁昆，李洋，徐濤，呂行.地面高精度磁法在遼寧板城鐵礦勘查中的應(yīng)用[J].中國錳業(yè)，2019，37（01）：82-85.

[4] 馮堅.高精度磁法在新城鐵礦找礦中的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)資源，2020（01）：50-51.