铁矿勘探中的地球物理找矿模式研究

白旭晖

摘要：我国社会经济发展产生的巨大资源需求使得目前浅层埋藏的铁矿资源越来越少，已经难以完全满足钢铁企业的需要。因此，深部探矿成为缓解铁矿资源短缺的主要途径。本文在参考相关研究成果的基础上，结合自身实际经验，探讨了铁矿深部勘探中的地球物理找矿模式。

关键词：铁矿勘探；地球物理；找矿模式；深部铁矿

随着我国经济的不断发展进步，铁矿资源的消耗迅速增加，为了满足不断增长的矿产资源需求，大量的矿产资源开发使得易采矿、浅部矿、地表矿已经接近枯竭。因此，向地下深部找矿是缓解铁矿资源紧张状况，促进铁矿产业可持续发展的主要途径。而深部找矿的开展，对目前适用于浅部找矿的勘探技术提出了更高的要求，寻找适宜于深部探矿的新技术模式是目前深部找矿的当务之急。

一、磁法勘探

（一）基本概念。磁法勘探是通过对岩石、矿石以及其他勘探对象的磁性差异引起的磁异常进行观察和分析，在此基础上对地质结构和矿产资源的分布规律进行分析研究的地球物理方法中的一种。这一方法是发展最早且应用广泛的一种地球物理方法。

（二）地球磁场与岩石磁性。我们之所以能够利用磁探法找矿，主要原因就是地球存在磁场，我们通常用来确定地理南北极的磁针也是利用这一原理。岩石在漫长的形成过程中受到来自地磁场长时期的磁化进而产生了磁性，由于磁化强度的不同磁性程度也有所不同，而磁性程度的不同就表现为探矿过程中的磁异常。正是通过地面磁异常的探测，人们才可以对地面下的岩矿体赋存情况进行推测。

（三）磁异常与磁法探矿。磁异常是指在消除多种短期磁场变化以后，实测磁场和正常场的主磁场间存在的差异。磁法探测这一地球物理找矿方法正是通过对磁异常加以利用来进行工作的。具体来说，就是对勘探对象所引起的磁异常进行观测和分析，进而对矿物所在的地质构造以及矿物在地层中的分布规律进行研究。磁法探矿用于深部铁矿勘探时需要解释的主要内容为：根据所测的磁异常，判断引起磁异常的磁性体的几何参数和磁性参数。其中集合参数为形状、大小、位置以及产状，而磁性参数则是指磁性的方向和强度的大小。在磁法探测中，以静磁场理论为基础，由已知磁性体通过数学计算进而求出磁场的分布，被称为正问题；与之相反，由磁异常通过数学计算，进而对磁性体的几何参数和磁性参数进行求解则被称为反问题。在磁法勘探过程中，这两个问题都是通过数学计算来进行计算的，但是要全部完成整个深部铁矿磁法勘探的解释，仅是上述数学计算是难以满足的，还需要在其他地质、物化探以及物性资料的基础上进行综合的分析研究和解释，得出的结论才会最大限度地与地质客观实际相吻合，为查明深度地下的铁矿资源提供准确的依据。

二、电法勘探

（一）基本概念。电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。在实际的勘探中，由于地质条件的复杂性以及岩石物性的多变，寻找埋藏深度大的铁矿有很大困难，单凭磁法勘探难以取得预期的效果。因此，借助于其他地球物理探矿方法是解决问题有效办法。电法勘探正是其中之一。

（二）可控源音频大地电磁法。在电法勘探中，可控源音频大地电磁法是一种常见方法，它是在大地电磁法和大地音频电磁法二者基础上形成的以电磁场理论为核心的人工源频率域测深方法中的一种。根据实验证明，一切电磁现象都服从麦克斯韦方程组，该方程组实际上综合了一切电磁现象的相互作用。其在国际单位制中的公式形式为：

通常为了计算方便，常常在各项同性介质中引入介质方程组：

（三）可控源音频大地电磁法的具体运用实例

该法在内蒙古朝不楞深部铁锌矿体勘探定位预测中得到了成功的运用，在勘探中，勘探人员在矿区设置了几条控制性可控源音频大地电磁法测深剖面，最终依靠这一方法，解决了这一矿区的找矿问题。下图二是该法测得的综合断面图。

根据该图测量所得信息，钻探人员分别设置了ZK16和ZK18两个钻孔。其中ZK18钻孔在地面以下575m和625m处分别探测了厚度为5m和20m富铅锌矿体，这使得该区的探矿工作取得突破性进展。

三、结语

文章简要论述了两种深部铁矿勘探中的地球物理找矿模式，其中的可控源音频大地电磁法是比较常用的一种。在具体的深部铁矿勘探中，由于具体地质条件和矿产赋存状况存在具体差异，单一的物理找矿方法往往难以满足需要，因此，选择综合性的地球物理找矿方法，综合运用多种物理找矿方法是深部铁矿找矿模式未来的发展方向。也是保证深部铁矿勘探准确高效的途径。

参考文献：

[1] 韩浩亮，高永涛，胡乃联，等.可控源音频大地电磁法在金属矿山采 空区探测中的应用研究[J].矿业研究与开发，2011，31（6）.

[2] 郝俊杰，莘建宏，王全喜，等.河北南部邯邢式铁矿山深部与外围找 矿途径分析[J].矿产勘查，2012，3（3）：340-345.

[3] 黄略，金永新，侯永莉.吉林省白山地区磁异常解释推断[J]. 辽宁 工程技术大学学报（自然科学版），2009，4（增刊）：303-304.

[4] 匡海阳，吕庆田，张昆，等.多种电磁测深技术在深部控矿构造探测 中的应用研究[J].地质学报，2012，86（6）：948-959.