重力勘查在铁矿勘探中的应用分析

杨建岭

（华北地质勘查局第四地质大队，河北 秦皇岛 066000）

重力勘探技术属于一种地球物理的勘察方式，对于实际进行区域地貌研究以及固体矿藏勘察等方面会起到着非常关键的作用，应用也将会非常普遍。通过实际的经验人们就能够看到，每一个不同的地质特征都会拥有着不同的重力异常。而重力勘查技术也正是通过对重力异常的情况进行分析，来对测区的地理结构做出推测。近年来，在对隐伏矿及其深部矿的固体矿物勘察中，重力勘查技术的运用已经十分普遍，而且达到了很好的效果。因此，我们有必要针对重力勘查在铁矿探查中的实际运用，加以分析。

1 重力异常的概述

通过对每一项改正的重量观测值进行最基本的数据处理之后，就会得出剩余的重力异常或者区域的重力异常。而有关工作人员通过对其重力的异常性质进行分析，也能够找出造成地质异常的主要因素[1]。

2 重力异常的主要地质原因

2.1 结晶基岩

通常情况下，结晶基岩会与上面覆盖的沉积岩当中拥有一个比较明显的密度界面，其中每1立方厘米的密度差都会在0.1g~0.3g的范围内。一般来说，结晶基岩与沉积岩系相比，平均的密度会比较大。在一些沉积岩不厚以及结晶基岩比较浅的区域，重力异常的变化会直接反映出基岩顶面的起伏，依据其隆起的状况以及凹陷的情况可以对于地质的构造进行划分，进而更好的对于油气以及煤盆地进行寻找。

2.2 沉积岩变化

沉积岩系在不同的时期以及不同的岩层类型之间，都会存在着较为显著的密度差别。通常情况下，有很多密度界面的上下都会存在着密度的差异，但同时，这种密度界面又会和周围地质的界面一致，这也正是人们使用重力来对于沉积在岩层区域上的局部构造进行解释的重要依据。在这一界面当中，地震探测以及电法勘探等新技术都会产生非常好的效应[2]。

2.3 金属矿体及其他

一般情况下，在一些金属的矿床中，其中包括铁矿、铜矿、以及铬铁矿等等，尤其是一些致密性的金属矿床，它们的密度会比围岩大很多，两者在每1立方厘米时，会相差0.5g~3g的范围内。不过，对于一些非金属矿来说，比如煤、岩盐等，它们的必读会比围岩小很多。

3 重力勘查的工作方法

3.1 工作比例尺与测网

通常情况下，在对于重力勘查技术进行应用的过程中，根据地质的调查任务、检查对象的规模及其重力异常的特征，来制定工作比例尺。对铁矿的勘探而言，工作比例尺越大，根据重力异常进行研究的艰难程度也就会越高。一般而言，1:50万和1:100万之间的比例，会较为适合于对重力空白区域进行研究，从而对深部的结构以及区域内地质结构等问题展开深入研究；1:10万~1:20万之间的大规模性会更适合于对石油以及煤田进行普查，而且还能够针对于与围岩结构之间拥有着显著密度差别的隐伏断层岩体强度以及断裂破碎带进行追索以及圈定，其中包含了对于基低的起伏及其结构进行研究，以及针对于沉积盆地的范围进行圈定；1:5万~1:500之间的比例尺会更加适用于对岩矿体的位置、产状等进行调查[3]。

3.2 重力测量的精度

通常情况下，重力测量的精度主要就是对于重力观测的质量进行检验，可以对技术的措施以及经济进行决定。一般来说，对于重力测量精度的要求会切实保证地质任务的需求，也就是说可以对探测对象引起的最小异常进行反映。

3.3 基点与基点网

在实际进行重力测定的过程中，必须设置一个总基点，也就是起算点，还可通过利用高精度的方法和国家的重力基本网进行共同检测，进而得出绝对值。在实地对面积进行测定的过程中，可在测区中设置若干个基点。这些若干的基点都必须保持均匀分布，这样就能够将总基点联系到一起，从而形成基点网。一般情况下，基点网主要就是对于重力值以及控制重力仪混合零电位移情况进行传递，这样就可以真正做到减少积累误差，进而有效提高观测的精度。

3.4 野外观测法与零点位移校正

在进行重力观测的过程中，相关工作人员可以从基点开始，之后再一次进行测点的观测，最后再闭合在原基点来完成观测。如果仪器的零点位移不属于线性，又或者是偏移值比较大，那就必须缩短时间闭合到基点。一般情况下，将零点位移到两点间时，最大误差范围也是有相应要求的。会要求误差范围不得大于原设计要求观测均方误差的1倍~3倍。通过把二点间的误差按照时间来分摊在测点上面，也就是零点位移校正。

3.5 重力仪的试验工作

对重力仪而言，在其野外工作的过程中，不但必须对仪器进行最基础的侧程调整、格值标定，还有对光线灵敏度调整，还必须对混合零点位移和仪器的一致性进行测试。

3.6 重力勘查中的测地工作

在实际进行重力勘查的过程中，要想对重力测量的结果进行各项的修正，就一定要对重力异常的位置进行确定，积极配合测地的工作。通常情况下，测地工作的主要任务有以下三种。第一，通过布置和设测网，对重力点的实际位置加以判断，以便于更好的对正常重力点加以修正；第二，对重力测量的高度加以重新设定，以便于更好的完成高度修正；第三，对于地势变动相当大的地方，就必须做好地质测量工作，以便更好的对地貌变化加以改正。

4 重力资料在研究区域地质构造以及预测成矿远景上的应用

在对于铁矿进行勘探的工作当中，预测成矿远景是一项具有重大意义的工作，其主要会涉及到成矿的理论以及区域地质构造等问题。通过对于区域性的中小比例尺重力资料进行应用，并结合地质以及其他物探的资料，就可以在一定程度上对于其中的某一些问题进行解决[4]。

例如，我国东北地区的某地就有着沉积变质矿区的例子。在这一区域，其铁矿层的构造型态会包括了铁石英岩或是包括铁角闪石的硅质，主要产生于前震旦纪变质岩系之中，其盖层则主要是古生界与中生界之间的岩层。根据重力异常的变化我们就能够对密度很大的前震旦系起伏状况加以了解。而通过对前震旦系土壤地层的结构进行研究，也能够对矿的远景区加以发现。通过对矿区的龙磁异常进行分析，在钻探的过程中，有两处钻孔分别在330m、以及240m处发现了前震旦系基底，有一处钻孔在500m处才会发现基底混合岩，外围有两个钻孔在600m处还处于中生界的地层当中。通过对于当地的物性资料以及实际的剖面图进行研究可以得出，除背斜东南翼及其南端的已知矿点以外，矿产普查的最远景区会位于背斜的西北倾没翼。因为背斜核部含有着铁岩系而被完全剥蚀了，也就没有多大的希望可以找到矿。

又例如，在我国长江中下游的一些铁矿区。通过对这一区域的环境中磁性特征及其与内生铁矿床分布规律进行比较能够看出，这一区域中的任何内生铁矿床的主要矿点，都会位于重磁性异常区域。而在这其中，其会处于以下两种重磁异常区当中。第一，区域性重磁同高异常区域，特别是在其边部；第二，区域重力较低边缘带的低缓磁力异常区，抑或是在以低缓磁力的较高为背景的重力梯级带中。有部分研究者会指出，为什么会发生区域性的重磁异常，要是由于在地底相当深的区域会生存着巨大的岩浆体。正因为具有这些岩浆体，不但能够给矿床的产生带来比较充足的矿质资源，还能够带来相当丰富的热量，进而形成一个具有价值的矿床。由于这种岩浆体是安山质向上运移的产物，并且依靠长时间的侵入而形成，也就定然会导致上部的岩浆出现断裂抑或是隆起的情况。因此，在地面我们进行观测的过程中，其重磁异常的特征往往会被各种地质因素所影响，进而使得其更加复杂。

通过对布格重力异常的情形进行分析能够看到，在磁力最高区的附近会存在着很多已知的铁床和矿点。经过分析可以指出，这些矿床的主矿点与产生了重磁异常特征的地下岩浆体之间，存在着十分紧密的联系。同时，如果有一些岩浆体是中酸性的，而且具有中等的铁磁性，密度值也会相当低。但是，它在地面上所产生的各种异常一般都是正磁的异常。基本都是由于在通过地壳深部沿深断层上升，与碳酸盐类的围岩进行碰撞的过程中所产生的相互作用状态，从而使得矿床能够形成。不过，若低缓的正磁异常区域中还存在区域重力相对较低的情况，并且在其基底或深断层破裂带的边界上，又会分布着大量碳酸盐类的土壤地层，那么会更有利于成矿[5]。

上述二种实例都说明了，在实际的工作中，能够根据区域性重磁异常的特点来对成矿的远景区情况做出分析。其实，就算处在同一个地方，也会存在着异常特性，不一定会发生完全相同的情况。由于重磁异常的特点，不但能够直观表现出地下较深处岩浆体的特性及其规模大小，还和地壳表层岩性及其结构有着非常密切的联系，所以必须从多个视角去分析。

5 重力资料在铁矿普查以及勘探阶段的实际应用

在对于铁矿进行普查以及找矿的过程中，一般会使用1:5000-1:2万的比例尺重力测定资料。在这一过程中，其能够起到以下二种效果。第一，针对重力局部的异常进行分析，并结合其他的方式来对矿进行勘探[6]。当矿体的规模相当大，埋藏较浅的时候，就可对矿体的范围进行了圈定；第二，相关人员需要分析矿区的局部地质构造，并对侵入体的边缘及其断层破碎带的方位加以判断，从而了解周围岩石地层结构的构造关系及其基岩的起伏状况等。

6 结语

总而言之，在实际运用重力勘查技术进行铁矿勘探的过程中，若对重力的资料进行利用，不仅可以彰显出优势，也可以展现其弊端。因此，相关的工作人员一定要特别注意因地制宜。要想真正发挥出重力勘查技术在铁矿勘探中的最大价值，相关的人员还需要进一步加强对于方法以及技术方面的研究，进而扩大这一技术的实际应用范围[7]。不仅如此，相关的工作人员也需要不断对实践的经验进行总结，进而提高解释的水平。只有这样，才可以更好的对于矿体与围岩之间存在着一定的密度差进行分析，进而获得更好的铁矿勘探效果。