磁異常二度半人機(jī)交互反演在魯西南某找鐵礦項(xiàng)目中的應(yīng)用

羅有春　葉進(jìn)霞　李進(jìn)光

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院山東兗州272100）

磁異常二度半人機(jī)交互反演在魯西南某找鐵礦項(xiàng)目中的應(yīng)用

羅有春葉進(jìn)霞李進(jìn)光

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院山東兗州272100）

山東魯西南某地區(qū)鐵礦位于汶上-東平成礦帶內(nèi)，附近鐵礦區(qū)較多，東北部、西部緊鄰鐵礦區(qū)，成礦條件優(yōu)越，經(jīng)過對(duì)該處異常進(jìn)行面積測量，發(fā)現(xiàn)磁異常較好，進(jìn)而對(duì)精測剖面I－I′進(jìn)行反演，通過二度半人機(jī)交互反演擬合出礦體的特征，分析了其相對(duì)異常體的相對(duì)深度，反演結(jié)果不僅為確定驗(yàn)證鉆孔的施工位置起到了關(guān)鍵作用，而且推斷了地下可能存在的磁性異常體及有利的成礦部位，為下一步的地質(zhì)勘探工作提供了地球物理依據(jù)。

二度半人機(jī)交互磁法勘探剖面反演

1　引言

磁異常的二度半人機(jī)交互(又稱人機(jī)聯(lián)作)反演方法，就是根據(jù)所選定數(shù)學(xué)地質(zhì)模型及磁場正演計(jì)算公式，由給定的初始模型參數(shù)計(jì)算的理論場值，與實(shí)際觀測場值對(duì)比，利用輸出曲線圖形對(duì)比不一致性或殘差，依靠解釋人員的經(jīng)驗(yàn)和技能來修改模型及參數(shù)，重新計(jì)算理論場值進(jìn)行下一次對(duì)比，反復(fù)多次直到滿意為止。人機(jī)聯(lián)作的數(shù)學(xué)地質(zhì)模型的基本形態(tài)選擇為多邊形截面水平棱柱體，利用面向?qū)ο缶幊陶Z言Visual C++6.0以及open GL技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)磁測資料交互反演解釋。本次反演采用烏魯木齊金維圖文信息科技有限公司開發(fā)的“跨平臺(tái)金維地學(xué)信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)”GeoIPAS V3.1中的2.5D反演模塊。

2　礦區(qū)地質(zhì)背景

工區(qū)大地構(gòu)造位置位于華北陸塊（Ⅰ級(jí)）魯西隆起（Ⅱ級(jí)）魯西南潛隆起區(qū)（Ⅲ級(jí)）菏澤-兗州隆起（Ⅳ級(jí)）汶上—寧陽凹陷（潛）（Ⅴ）之內(nèi)。汶上—東平鐵礦成礦帶從本區(qū)通過，工區(qū)位于該成礦帶中北部。

區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)被第四系覆蓋，基巖（包括第四系下伏的基巖）主要為新太古代泰山巖群雁翎關(guān)組和山草峪組。

礦區(qū)變質(zhì)巖主要為變粒巖夾磁鐵石英巖，是主要含礦層位。變質(zhì)巖組合以黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖為主，夾黑云片巖、透閃片巖、斜長角閃巖、磁鐵角閃石英巖等。

變粒巖類共生礦物組合為斜長石+黑云母+石英，粒度均一，多呈細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)。磁鐵角閃石英巖變質(zhì)礦物組合為普通角閃石（鐵閃石、透閃石）+磁鐵礦+石英+鐵鋁榴石。

山草峪組磁鐵角閃石英巖巖石中的主要礦物為磁鐵礦、石英，次要礦物為普通角閃石、黑云母、鐵鋁榴石等，變質(zhì)程度達(dá)低角閃巖相—高綠片巖相，具多期變質(zhì)和退變特征。磁鐵角閃石英巖可能產(chǎn)于火山噴發(fā)間歇期的沉積巖中，原巖為富含鐵質(zhì)的燧石巖，形成于大陸邊緣盆地或島弧盆地。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要斷裂為黃莊—前水河斷、汶泗斷裂和北坡斷裂。區(qū)域構(gòu)造線方向總體NNW。

3　地球物理特征

3.1物性特征

由于工區(qū)內(nèi)被第四系覆蓋，沒有基巖出露，據(jù)相鄰區(qū)及其外圍相關(guān)巖（礦）石標(biāo)本的磁參數(shù)測定統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，黑云變粒巖的幾何均值為127×10-6SI，閃長玢巖的幾何均值為0，上述兩種巖石基本上沒有磁性。閃長巖的幾何均值為1914×10-6SI，斜長角閃片麻巖的幾何均值為1700×10-6SI，以上兩種巖石的磁性較弱。而含石榴石黑云變粒巖的幾何均值為16700×10-6SI，磁鐵角閃石英片巖的幾何均值為71800×10-6SI，可見，磁鐵礦礦石具有較強(qiáng)的磁性，且與周圍圍巖具有較大的磁性差異。

3.2ΔT化極垂向一次導(dǎo)數(shù)異常特征

魯西南地區(qū)鐵礦磁測ΔT化極垂向一次導(dǎo)數(shù)異常，沿工區(qū)西部分布，近似南北走向，呈現(xiàn)出一條帶狀連續(xù)分布的正磁異常密集區(qū)，其東西兩側(cè)的磁異常形態(tài)和分布特征明顯有區(qū)別，這條醒目的磁異常梯度變異帶清楚地顯示出該磁鐵礦的找礦潛力。工區(qū)位于帶狀異常的東部梯度帶邊緣）。

3.3本礦區(qū)ΔT磁異常特征

經(jīng)過地面開展1:10000高精度ΔT磁測工作，查清了工區(qū)ΔT磁異常的分布情況。由于工區(qū)范圍所限，異常在西部未封閉，以200nT等值線對(duì)帶內(nèi)的異常進(jìn)行圈定，寬度約350～1200m，區(qū)內(nèi)控制總長度約3.2km。異常帶內(nèi)由四個(gè)圈閉異常組成，根據(jù)異常特征，將異常編號(hào)由南段至北段命名為MⅠ-1…..MⅠ-4。

3.3.1MⅠ-1異常

異常呈北北西向的橢圓狀，形態(tài)規(guī)則。以1000nT等值線對(duì)帶內(nèi)異常進(jìn)行圈定，范圍620m×370m，極大值3400nT。ΔT等值線的分布對(duì)基本稱于異常軸，并且在遠(yuǎn)離異常軸的地方有ΔT過零值而達(dá)到極小，然后又趨近于零。在異常西南部部ΔT梯級(jí)帶相對(duì)寬緩，推斷磁性體南西傾。

3.3.2MⅠ-2異常

異常呈北北西向橢圓狀展布，異常北寬南窄，以1000nT等值線對(duì)帶內(nèi)異常進(jìn)行圈定，異常范圍850m×650m，極大值位于異常東部達(dá)6000nT。

3.3.3MⅠ-3異常

該異常呈北北西向橢圓狀展布，異常北寬南窄，以1000nT等值線對(duì)帶內(nèi)異常進(jìn)行圈定，異常范圍750m×320m，極大值位于異常北部達(dá)3400nT。

3.3.4MⅠ-4異常

該異常呈近南北向橢圓狀展布，異常南寬北窄，以1000nT等值線對(duì)帶內(nèi)異常進(jìn)行圈定，異常范圍350m×250m，極大值位于異常中心為1800nT。

4　二度半人機(jī)交互反演

二度半人機(jī)交互反演采用二度半任意多邊形截面水平棱柱體模型，它適合于異常走向不是很長的情況，若異常走向較長，可視為二度體，則在計(jì)算中，取棱柱體走向長度Y為一較大值。

5　I－I′剖面磁異常解釋推斷

在MI-2號(hào)磁異常上布置北北東向高精度磁測精測剖面，結(jié)合地質(zhì)特點(diǎn)，正演的地質(zhì)模型設(shè)計(jì)為沿?cái)鄬悠扑閹Х植嫉亩鄬颖“鍍A斜磁化磁性體。

6　工程驗(yàn)證

6.1設(shè)計(jì)鉆孔

根據(jù)磁測剖面反映結(jié)果，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)特征，設(shè)計(jì)了兩個(gè)鉆孔，ZK1，ZK2，ZK3，其中ZK1已經(jīng)完工，見礦程度如下表所示。

6.2鉆探結(jié)果

經(jīng)過鉆探驗(yàn)證，ZK1的分析結(jié)果，81-200m為低品位的磁鐵礦，品位在12%-16%，在約200m處見到高品位磁鐵礦。

7　結(jié)語

利用地面高精度磁測技術(shù)在魯西南地區(qū)某鐵礦區(qū)尋找有利成礦部位，已初見成效，特別是基于二度半人機(jī)交互反演方法技術(shù)為布置驗(yàn)證鉆孔的施工位置起到了關(guān)鍵作用，有非常明顯的效果。

二度半人機(jī)聯(lián)合反演，磁法勘探中有著重要的作用，面積性測量，能夠圈定異常的范圍，但是不能確定磁性地質(zhì)體的參數(shù)，如礦體的傾角等，同時(shí)，二度半反演受人為因素的影響，和操作者的工作閱歷、經(jīng)驗(yàn)?zāi)芟⑾⑾嚓P(guān)，因而提高操作者的相關(guān)水平也同等重要。

［1］劉天佑．地球物理勘探概論[M]．北京：地質(zhì)出版社，2007.

［2］張國，黃傳楊。地磁異常二維反演與應(yīng)用[J].安徽地質(zhì)，2008（3）.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-251-1