鐵礦勘探中的地球物理找礦模式研究

白旭暉

摘要：我國社會經濟發展產生的巨大資源需求使得目前淺層埋藏的鐵礦資源越來越少，已經難以完全滿足鋼鐵企業的需要。因此，深部探礦成為緩解鐵礦資源短缺的主要途徑。本文在參考相關研究成果的基礎上，結合自身實際經驗，探討了鐵礦深部勘探中的地球物理找礦模式。

關鍵詞：鐵礦勘探；地球物理；找礦模式；深部鐵礦

隨著我國經濟的不斷發展進步，鐵礦資源的消耗迅速增加，為了滿足不斷增長的礦產資源需求，大量的礦產資源開發使得易采礦、淺部礦、地表礦已經接近枯竭。因此，向地下深部找礦是緩解鐵礦資源緊張狀況，促進鐵礦產業可持續發展的主要途徑。而深部找礦的開展，對目前適用于淺部找礦的勘探技術提出了更高的要求，尋找適宜于深部探礦的新技術模式是目前深部找礦的當務之急。

一、磁法勘探

（一）基本概念。磁法勘探是通過對巖石、礦石以及其他勘探對象的磁性差異引起的磁異常進行觀察和分析，在此基礎上對地質結構和礦產資源的分布規律進行分析研究的地球物理方法中的一種。這一方法是發展最早且應用廣泛的一種地球物理方法。

（二）地球磁場與巖石磁性。我們之所以能夠利用磁探法找礦，主要原因就是地球存在磁場，我們通常用來確定地理南北極的磁針也是利用這一原理。巖石在漫長的形成過程中受到來自地磁場長時期的磁化進而產生了磁性，由于磁化強度的不同磁性程度也有所不同，而磁性程度的不同就表現為探礦過程中的磁異常。正是通過地面磁異常的探測，人們才可以對地面下的巖礦體賦存情況進行推測。

（三）磁異常與磁法探礦。磁異常是指在消除多種短期磁場變化以后，實測磁場和正常場的主磁場間存在的差異。磁法探測這一地球物理找礦方法正是通過對磁異常加以利用來進行工作的。具體來說，就是對勘探對象所引起的磁異常進行觀測和分析，進而對礦物所在的地質構造以及礦物在地層中的分布規律進行研究。磁法探礦用于深部鐵礦勘探時需要解釋的主要內容為：根據所測的磁異常，判斷引起磁異常的磁性體的幾何參數和磁性參數。其中集合參數為形狀、大小、位置以及產狀，而磁性參數則是指磁性的方向和強度的大小。在磁法探測中，以靜磁場理論為基礎，由已知磁性體通過數學計算進而求出磁場的分布，被稱為正問題；與之相反，由磁異常通過數學計算，進而對磁性體的幾何參數和磁性參數進行求解則被稱為反問題。在磁法勘探過程中，這兩個問題都是通過數學計算來進行計算的，但是要全部完成整個深部鐵礦磁法勘探的解釋，僅是上述數學計算是難以滿足的，還需要在其他地質、物化探以及物性資料的基礎上進行綜合的分析研究和解釋，得出的結論才會最大限度地與地質客觀實際相吻合，為查明深度地下的鐵礦資源提供準確的依據。

二、電法勘探

（一）基本概念。電法勘探是根據地殼中各類巖石或礦體的電磁學性質（如導電性、導磁性、介電性）和電化學特性的差異，通過對人工或天然電場、電磁場或電化學場的空間分布規律和時間特性的觀測和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質構造及解決地質問題的地球物理勘探方法。在實際的勘探中，由于地質條件的復雜性以及巖石物性的多變，尋找埋藏深度大的鐵礦有很大困難，單憑磁法勘探難以取得預期的效果。因此，借助于其他地球物理探礦方法是解決問題有效辦法。電法勘探正是其中之一。

（二）可控源音頻大地電磁法。在電法勘探中，可控源音頻大地電磁法是一種常見方法，它是在大地電磁法和大地音頻電磁法二者基礎上形成的以電磁場理論為核心的人工源頻率域測深方法中的一種。根據實驗證明，一切電磁現象都服從麥克斯韋方程組，該方程組實際上綜合了一切電磁現象的相互作用。其在國際單位制中的公式形式為：

通常為了計算方便，常常在各項同性介質中引入介質方程組：

（三）可控源音頻大地電磁法的具體運用實例

該法在內蒙古朝不楞深部鐵鋅礦體勘探定位預測中得到了成功的運用，在勘探中，勘探人員在礦區設置了幾條控制性可控源音頻大地電磁法測深剖面，最終依靠這一方法，解決了這一礦區的找礦問題。下圖二是該法測得的綜合斷面圖。

根據該圖測量所得信息，鉆探人員分別設置了ZK16和ZK18兩個鉆孔。其中ZK18鉆孔在地面以下575m和625m處分別探測了厚度為5m和20m富鉛鋅礦體，這使得該區的探礦工作取得突破性進展。

三、結語

文章簡要論述了兩種深部鐵礦勘探中的地球物理找礦模式，其中的可控源音頻大地電磁法是比較常用的一種。在具體的深部鐵礦勘探中，由于具體地質條件和礦產賦存狀況存在具體差異，單一的物理找礦方法往往難以滿足需要，因此，選擇綜合性的地球物理找礦方法，綜合運用多種物理找礦方法是深部鐵礦找礦模式未來的發展方向。也是保證深部鐵礦勘探準確高效的途徑。

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