磁异常二度半人机交互反演在鲁西南某找铁矿项目中的应用
2015-03-31罗有春叶进霞李进光
罗有春 叶进霞 李进光
（山东省鲁南地质工程勘察院山东兖州272100）
磁异常二度半人机交互反演在鲁西南某找铁矿项目中的应用
罗有春叶进霞李进光
（山东省鲁南地质工程勘察院山东兖州272100）
山东鲁西南某地区铁矿位于汶上-东平成矿带内，附近铁矿区较多，东北部、西部紧邻铁矿区，成矿条件优越，经过对该处异常进行面积测量，发现磁异常较好，进而对精测剖面I－I′进行反演，通过二度半人机交互反演拟合出矿体的特征，分析了其相对异常体的相对深度，反演结果不仅为确定验证钻孔的施工位置起到了关键作用，而且推断了地下可能存在的磁性异常体及有利的成矿部位，为下一步的地质勘探工作提供了地球物理依据。
二度半人机交互磁法勘探剖面反演
1 引言
磁异常的二度半人机交互(又称人机联作)反演方法，就是根据所选定数学地质模型及磁场正演计算公式，由给定的初始模型参数计算的理论场值，与实际观测场值对比，利用输出曲线图形对比不一致性或残差，依靠解释人员的经验和技能来修改模型及参数，重新计算理论场值进行下一次对比，反复多次直到满意为止。人机联作的数学地质模型的基本形态选择为多边形截面水平棱柱体，利用面向对象编程语言Visual C++6.0以及open GL技术，可实现磁测资料交互反演解释。本次反演采用乌鲁木齐金维图文信息科技有限公司开发的“跨平台金维地学信息处理研究应用系统”GeoIPAS V3.1中的2.5D反演模块。
2 矿区地质背景
工区大地构造位置位于华北陆块（Ⅰ级）鲁西隆起（Ⅱ级）鲁西南潜隆起区（Ⅲ级）菏泽-兖州隆起（Ⅳ级）汶上—宁阳凹陷（潜）（Ⅴ）之内。汶上—东平铁矿成矿带从本区通过，工区位于该成矿带中北部。
区内大部分地区被第四系覆盖，基岩（包括第四系下伏的基岩）主要为新太古代泰山岩群雁翎关组和山草峪组。
矿区变质岩主要为变粒岩夹磁铁石英岩，是主要含矿层位。变质岩组合以黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩为主，夹黑云片岩、透闪片岩、斜长角闪岩、磁铁角闪石英岩等。
变粒岩类共生矿物组合为斜长石+黑云母+石英，粒度均一，多呈细粒状结构。磁铁角闪石英岩变质矿物组合为普通角闪石（铁闪石、透闪石）+磁铁矿+石英+铁铝榴石。
山草峪组磁铁角闪石英岩岩石中的主要矿物为磁铁矿、石英，次要矿物为普通角闪石、黑云母、铁铝榴石等，变质程度达低角闪岩相—高绿片岩相，具多期变质和退变特征。磁铁角闪石英岩可能产于火山喷发间歇期的沉积岩中，原岩为富含铁质的燧石岩，形成于大陆边缘盆地或岛弧盆地。
区内断裂构造发育，主要断裂为黄庄—前水河断、汶泗断裂和北坡断裂。区域构造线方向总体NNW。
3 地球物理特征
3.1物性特征
由于工区内被第四系覆盖，没有基岩出露，据相邻区及其外围相关岩（矿）石标本的磁参数测定统计结果可以看出，黑云变粒岩的几何均值为127×10-6SI，闪长玢岩的几何均值为0，上述两种岩石基本上没有磁性。闪长岩的几何均值为1914×10-6SI，斜长角闪片麻岩的几何均值为1700×10-6SI，以上两种岩石的磁性较弱。而含石榴石黑云变粒岩的几何均值为16700×10-6SI，磁铁角闪石英片岩的几何均值为71800×10-6SI，可见，磁铁矿矿石具有较强的磁性，且与周围围岩具有较大的磁性差异。
3.2ΔT化极垂向一次导数异常特征
鲁西南地区铁矿磁测ΔT化极垂向一次导数异常，沿工区西部分布，近似南北走向，呈现出一条带状连续分布的正磁异常密集区，其东西两侧的磁异常形态和分布特征明显有区别，这条醒目的磁异常梯度变异带清楚地显示出该磁铁矿的找矿潜力。工区位于带状异常的东部梯度带边缘）。
3.3本矿区ΔT磁异常特征
经过地面开展1:10000高精度ΔT磁测工作，查清了工区ΔT磁异常的分布情况。由于工区范围所限，异常在西部未封闭，以200nT等值线对带内的异常进行圈定，宽度约350～1200m，区内控制总长度约3.2km。异常带内由四个圈闭异常组成，根据异常特征，将异常编号由南段至北段命名为MⅠ-1…..MⅠ-4。
3.3.1MⅠ-1异常
异常呈北北西向的椭圆状，形态规则。以1000nT等值线对带内异常进行圈定，范围620m×370m，极大值3400nT。ΔT等值线的分布对基本称于异常轴，并且在远离异常轴的地方有ΔT过零值而达到极小，然后又趋近于零。在异常西南部部ΔT梯级带相对宽缓，推断磁性体南西倾。
3.3.2MⅠ-2异常
异常呈北北西向椭圆状展布，异常北宽南窄，以1000nT等值线对带内异常进行圈定，异常范围850m×650m，极大值位于异常东部达6000nT。
3.3.3MⅠ-3异常
该异常呈北北西向椭圆状展布，异常北宽南窄，以1000nT等值线对带内异常进行圈定，异常范围750m×320m，极大值位于异常北部达3400nT。
3.3.4MⅠ-4异常
该异常呈近南北向椭圆状展布，异常南宽北窄，以1000nT等值线对带内异常进行圈定，异常范围350m×250m，极大值位于异常中心为1800nT。
4 二度半人机交互反演
二度半人机交互反演采用二度半任意多边形截面水平棱柱体模型，它适合于异常走向不是很长的情况，若异常走向较长，可视为二度体，则在计算中，取棱柱体走向长度Y为一较大值。
5 I－I′剖面磁异常解释推断
在MI-2号磁异常上布置北北东向高精度磁测精测剖面，结合地质特点，正演的地质模型设计为沿断层破碎带分布的多层薄板倾斜磁化磁性体。
6 工程验证
6.1设计钻孔
根据磁测剖面反映结果，同时结合地质特征，设计了两个钻孔，ZK1，ZK2，ZK3，其中ZK1已经完工，见矿程度如下表所示。
6.2钻探结果
经过钻探验证，ZK1的分析结果，81-200m为低品位的磁铁矿，品位在12%-16%，在约200m处见到高品位磁铁矿。
7 结语
利用地面高精度磁测技术在鲁西南地区某铁矿区寻找有利成矿部位，已初见成效，特别是基于二度半人机交互反演方法技术为布置验证钻孔的施工位置起到了关键作用，有非常明显的效果。
二度半人机联合反演，磁法勘探中有着重要的作用，面积性测量，能够圈定异常的范围，但是不能确定磁性地质体的参数，如矿体的倾角等，同时，二度半反演受人为因素的影响，和操作者的工作阅历、经验能息息相关，因而提高操作者的相关水平也同等重要。
［1］刘天佑．地球物理勘探概论[M]．北京：地质出版社，2007.
［2］张国，黄传杨。地磁异常二维反演与应用[J].安徽地质，2008（3）.
F407.1[文献码]B
1000-405X（2015）-7-251-1
