深部金属矿产资源地球物理勘查与应用

原 文 涛

(山西省煤炭地质148勘查院，山西 太原　030053)



深部金属矿产资源地球物理勘查与应用

原 文 涛

(山西省煤炭地质148勘查院，山西 太原030053)

论述了地球物理勘查在深部金属矿产资源勘查中的重要性，并以某省铁矿区为研究对象，介绍了地球物理勘查方法在实际工程中的应用，指出该方法在深部金属矿产寻找中有一定的可行性与有效性。

地球物理勘查，深部金属，矿产资源，铁矿

伴随着人类城市文明的兴起，在实现工业化的过程中，对地表实施了不科学的开发利用，造成了资源枯竭、能源损失、生态破坏、环境污染等问题；以矿产为例，资源利用过多，找矿也变得更加困难，不合理的应用，造成了极大的浪费；目前来看，这种生态平衡的破坏和环境污染方面的问题，已经给人类的生存带来了严重威胁；因此，需要从技术上、方法上有新的研究与实践，从而提升找矿能力。以下就从地球物理勘查与应用方面，对深部金属矿产资源勘查工作方面的问题展开具体讨论与说明。

1　地球物理勘查在深部金属矿产资源勘查中的价值

在深部地学填图、优选深部找矿靶区方面，通过前者，可以对规定区域内的成矿原因及相关因素进行具体明查，进一步分析成矿规律性，从而对深部矿靶区进行合理选定。通过地球物理勘查方法，可以对上部沉积层构造特点加以探知，并对矿区的整个风化程度、基底情况加以明确；另一方面，能够对深部的地球物理情况进行反演模型构建，然后，对其展开具体的分析、评估、确定；以金属矿产资源为例，主要是与地底岩浆作用关系密切，所以，透过这种特殊性，能够利用岩浆运动来对金属矿产的成因进行细致分析；另外，通过深部岩性填图，可以对赋矿层位进行确定。

地下浅表的金属矿产资源形成，与地球的演化形成关系较大，比如，与深部物质、能量交换关系就非常密切，所以，关系到地壳运动、地质构造、物质形态、空间展布等深层动力过程及发展知识，因此，传统的寻矿方法很难满足这种需要。通常需要天然地震、大地电磁等大探测浓度方法加以完成。

通过航空探测、地球物理方法可以对学部隐伏的盲矿体进行探测，主要是以航空磁法测量，然后通过钻孔设计、矿石分析来进行具体评估。

2　应用分析

2.1工程概况

以某省铁矿区作为研究对象，主要是平原丘陵，属于第四系覆盖处，地势平缓、中部山脉主峰处，海拔最高为298.8 m，最低为100 m；矿床属沉积变质型铁矿，以C1-4层矿为准，C2占80%储量，长340 m，宽500 m～900 m,平均厚度28.5 m，埋深0 m～550 m。

2.2技术

采用CSAMT法，即可控源音频大地电磁法，属于人工源频率域探测法；采用张量、矢量、标量3种方式进行测量；在场源方式方面，有磁偶极源、电偶极源，本次研究选取后者；从原理方面看，主要是以音频在地电磁法、在地电磁法为基础，透过向地下引入某一音频范围的谐变电流，然后，再利用频率变化值进行具体的数据采集、分析，其条件需具备足够的抗干扰能力、分辨能力、电性差异等。

2.3应用分析

在应用中，包括勘查方法与数据解释两大部分，前一部分包括工作仪器设备的准备、测线的布置、对所完成的工作量的统计、分析、质量评估以及数据处理；后一部分主要是磁法数据正演模拟、地球物理信息的综合处理。以下进行具体说明。

工作仪器包括第四代可控源(USA，Zonge工程公司生产)、天然场源电法、电磁法探测多通道接收机；在本次研究中铁矿区内的地质条件、磁测量结果需要综合起来，全面考虑，然后选择与其相适应的C1，C2线，对可控音频大地电磁法勘查，从C1线方面看，它的磁测量数据结果正负异常成对出现且实现了对该区域的穿越；以南—北方向，对最大正异常区的穿越最为明显；而在C2线，最终达到了0值线的磁异常数值。所以，透过两线的测量，可以判断测线布置的方向，以从南到北为宜，具体的测量距离中各点实距为40 m，C1线布置41个点、C2线为40个点，二者与AB极矩前者为1.4 km，后者为1.2 km。另一方面，在共计81个测点中，可以选择其中的7点进行检查，C1选2点，其他5点为C2线上点；比例占到总测点的8.6%，符合标准；然后，采集点检查的日期不同，区域相同，要求均匀分布，经检查，电阻率相对误差在4.6%<5%均方差，因此，此次测线布置符合要求。另外，通过对相关数据的具体处理，C1线异常原因在埋深300 m处，存在高阻异常(21点～51点、长方形、其上250 m存在低电阻率、为第四系覆盖)，初步判断为闪长岩侵入体；C2线则以可控音频大地电磁法反演电阻率断面为准(1点～11点、其下100 m高阻体；11点～78点，600 m内视电阻率形态基本一致；600 m～1 100 m内存在高阻体、为层状，右侧增长显著，推测11点～21点间存在含水构造，1点～11点为接触带)。

通过磁法数据正演模拟，可以得到一个强磁性体的圆形地质模型，具体来看，磁强度为(800×0.01)A/M、埋深为-350 m、半径为200 m，磁倾角垂直于地面且向下。通过正演模拟，可以得到M2宽度为400 m(以上数据均为大约数),M5区剖面半定量解释方面，根据数据可以得到狭长形状等效地质体，磁强度为(700×0.01)A/M、埋深为-350 m，长度为500 m(以上数据均为大约数)，磁化角垂直向下，偏于北，正演模拟推测出M5异常为强磁体性所造成，主要是埋深较浅引起。另一方面，在通过下沉模拟完成数据解释原因推测之后，就需要采用地球物理信息综合处理的方法来进行评估与判断；根据上面的分析可以知道南—北方向、第四系覆盖、矿体露头明显、电阻率已知、地质构造情况可以进行推测：在C1线地质断面图中，有黄地—砂土—粘土(300 m)、闪长岩体(300 m～100 m)、外侧为片麻岩～混合片麻岩组成，推断出其右侧、下方可能存在铁矿；在C2线方面，300 m埋深范围构造相同，而在300 m～900 m范围，则以黄岗岩～片麻岩为准，推测其可能存在矿化体，勘查结果表明，800 m埋深处有磁铁矿化体，说明此次对地球物理勘查技术的应用具有效果，实证了它的可行性、有效性。

3　结语

在新的时代就要坚持与时俱进、因时制宜，真正贯彻可持续发展的理念。通过上面的分析，可以了解到深部金属矿产寻找的难度，也对地球物理勘查的方法有了新的认识，另一方面，也更好的理解了地球物理勘查方法在深部金属矿产资源勘探方面的应用情况，但是，还需要进一步提升在勘查方面的灵活性，并为深部金属矿产资源勘探工作提供更好的方法；另外，应该加大技术的研究，从而提高在该领域的技术突破，因为从目前的资源能源利用来看，我国还相对落后，需要进一步提升利用效率与开发能力。

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Geophysical survey and application of deep metal mineral resources

Yuan Wentao

(Shanxi Coal Mine Geology No.148 Survey Institute, Taiyuan 030053, China)

The paper discusses the importance of geophysical survey in deep metal mineral resources survey. Taking the provincial iron ore as the research target, it introduces the application of geophysical survey method in actual engineering, and points out that method has certain feasibility and effectiveness in deep metal mineral resources seeking.

geophysical survey, deep metal, mineral resources, iron ore

1009-6825(2016)25-0080-02

2016-06-15

原文涛(1973- )，男，工程师

P631

A