重力勘查在尋找鐵礦上的應用分析

李峰

（中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院 山西太原 030002）

重力勘查在尋找鐵礦上的應用分析

李峰

（中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院 山西太原 030002）

隨著我國礦產(chǎn)資源的持續(xù)發(fā)掘與開采，淺層、表層的礦產(chǎn)資源已生產(chǎn)殆盡，礦產(chǎn)勘查工作也向更為深層與復雜的地質(zhì)環(huán)境轉(zhuǎn)變，并對礦體勘查技術也提出了新的要求與標準。本文以重力勘查技術為切入點，就其在示例地區(qū)的鐵礦尋找應用做相應的分析，期望為我國鐵礦資源勘查效率與技術的提升提供有益的參考。

重力勘查；鐵礦勘查；剩余重力異常；密度差異

伴隨我國社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展與建設，對鐵礦資源的需求逐步增加，而鐵礦勘探是保障鐵礦資源儲量、進行鐵礦開采工程的必要前提工作。但隨著多年來我國鐵礦勘查的展開與深入，目前在地表尋找鐵礦的工作也變得愈發(fā)困難，原有的磁測勘探法因其對隱伏鐵礦的低磁波動不能準確認定，在斜磁化與風化殼地區(qū)對鐵礦位置產(chǎn)量的推測不夠準確等問題，已不能適應現(xiàn)有找礦作業(yè)的技術需求。因此筆者以重力勘查技術為研究對象，就其在尋找鐵礦的具體應用方式作相應的分析研究。

1 重力勘查技術概論

重力勘查技術是地球物理勘探的一類分支方法，其通過檢測和圍巖有密度差別的礦體所發(fā)生的重力值異常波動，達到認定礦體在巖層中的具體位置、形狀性質(zhì)與大小數(shù)量的勘探目的，使得人們能對該地區(qū)的地質(zhì)情況與礦產(chǎn)儲量有一個具體精確的判斷，為后續(xù)的采礦工程奠定礦產(chǎn)勘測的基礎。相比于磁法勘查技術，重力勘查不受電磁干擾作用，只需要礦體與圍巖存在著一定的密度差異，其技術就能依照密度差產(chǎn)生的重力值異常與波動進行分析、演算與研究，從而推斷出礦體所在巖層中的具體位置與產(chǎn)量等情況，避免了磁法勘查中受電磁異常干擾而不能準確發(fā)現(xiàn)或判斷礦體情形的缺陷，實現(xiàn)高效準確尋找鐵礦的勘查目的。

2 重力勘查技術在尋找鐵礦上的具體應用

2.1 勘查地區(qū)地質(zhì)、巖層密度條件概述

要研究重力勘查技術在尋找鐵礦上的應用方法，就應依照具體示例，透過所在地區(qū)的鐵礦勘查工作分析重力勘查技術的實際運用策略。這里舉我國北部黃土高原中某一平坦地區(qū)為示例，其位于華北陸塊成礦帶，礦產(chǎn)資源豐富，其地段屬于巖漿活動較強的中生代構造，所產(chǎn)鐵礦大多為角閃巖相沉積形成的變質(zhì)巖。即在火山與沉積作用下形成，并受所在地區(qū)巖層構造與層位的作用，歷經(jīng)長期的變形變質(zhì)影響最終構成的鐵礦。示例地區(qū)大部分為為黃土覆蓋，僅在少數(shù)地帶如老包山、巨羊坨等地，出露五臺群莊旺組、長城系高于莊組等巖脈如圖1所示（圖1所反映的雖是剩余重力異常圖，但也反映了本地區(qū)地質(zhì)結構，可作為參考）。

圖1 示例地區(qū)剩余重力異常圖

如前文所言運用重力勘查技術的基礎是對礦體與圍巖存在密度差別，因此只有對礦體所在地區(qū)的巖層密度特性與差異有具體深入的勘查了解，才能進行對重力值異常的分析推斷工作，最終確定出本巖層鐵礦的具體位置信息等。所以在示例地區(qū)進行重力測量的前提是對其地質(zhì)密度情況的了解，通過收集各類地質(zhì)樣品并進行詳細的測定，其所在地區(qū)的巖層物體的密度指數(shù)如表1所示。

依據(jù)表1，能夠發(fā)現(xiàn)磁鐵石英巖與圍巖存在著0.481×103kg/m3的密度差異，可以對此巖層采用重力勘查法進行測量研究其重力值異常，從而判斷其巖層是否存在礦體以及礦體的具體信息。

表1 示例地區(qū)巖層各單位密度指數(shù)表

2.2 重力測量工作

進行重力測量工作主要是用大比例尺是關鍵的技術工具，在本地區(qū)使用1：5萬的比例尺，并設計測量的總精度控制在±0.200×10-5/s2范圍內(nèi)。測量點位以自由網(wǎng)狀結構分布，且不小于5點/km2。所測區(qū)域內(nèi)建設一個重力基點，與省Ⅱ級基點相互聯(lián)系共同測量。實地測量中使用CG-5型高精度重力儀進行具體測驗，并將示例地區(qū)地形改正劃分為遠、近、中三種類型區(qū)域，遠區(qū)域地形改正又細分為一、二、三小區(qū)，遠一區(qū)地形改正的半徑為500～2000m，收集1：10000DEM數(shù)據(jù)，從而得出5m×5m的高程數(shù)據(jù)體。遠二區(qū)地改半徑為2～20km，收集1：50000DEM數(shù)據(jù)得出25m×25m數(shù)據(jù)體。遠三區(qū)（半徑20～166.7km）建立1000m×1000數(shù)據(jù)庫。中區(qū)（20～50m）與遠一區(qū)地改半徑相同，所收集數(shù)據(jù)與建立數(shù)據(jù)體也一致。近區(qū)（0～20m）則直接采用羅盤按8個方位進行地形傾角的野外測量。對測量工作與數(shù)據(jù)的改正主要使用RGIS2006軟件進行。

2.3 重力值異常結果

將重力值異常數(shù)據(jù)信息做整理歸納后，發(fā)現(xiàn)異常值整體，呈現(xiàn)東高西低、北高南低的走向，異常高值集中在地區(qū)西北部與東南部，反映了其區(qū)域基地底層埋深的變動規(guī)律，例如西部重力異常值低下就是盆地地形的體現(xiàn)。但對重力異常的推斷是建立在排除掉重力值中與尋礦因素無關的數(shù)值，單純只依照礦體與圍巖密度不均產(chǎn)生的重力異常值的基礎上進行。因此在實際分析判斷中應研究去除區(qū)域地形影響后的重力異常值，依據(jù)剩余重力異常判別礦體性質(zhì)與分布。圖1所示的Ⅰ～Ⅸ范圍就是去除區(qū)域異常影響后的剩余重力異常高值地區(qū)。從圖1中可知重力異常值的走向呈北東、北西方向，圖內(nèi)共含9個重力異常高值地區(qū)。

2.4 對礦藏的尋找結果

磁鐵石英巖本身的密度較高，在剩余重力異常上的顯示一般表現(xiàn)為明顯的高異常值，因此結合本地地質(zhì)情況，可大致推斷剩余重力異常高值是由礦體所引發(fā)的，即鐵礦所在地區(qū)與剩余重力異常高值地區(qū)基本重合，因此其9條重力異常高值區(qū)也可視為含鐵建造帶。之后再對部分含鐵建造帶進行鉆孔勘查，其中Ⅰ、Ⅳ含鐵建造帶均有尋找到了鐵礦體，例如Ⅰ號含鐵建造帶本身雖已有幾處開礦點，但依然發(fā)現(xiàn)數(shù)個可見礦，且各礦點在不同鉆孔位均能見礦。同時Ⅳ號含鐵建造帶南部凹陷區(qū)域雖不屬于建造帶范圍內(nèi)但因其局部重力異常值突出，對其進行鉆孔也發(fā)現(xiàn)有可見礦。可見重力勘測技術在示例地區(qū)發(fā)揮了較好的尋礦成果。依照此法可對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號含鐵建造帶東北側(cè)與Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ含鐵建造帶進行逐一鉆孔勘查，尋找到隱伏礦產(chǎn)的幾率與潛力極大。

3 結束語

使用磁法勘查技術在尋找掩埋深度不大或電磁干擾小的渠底效果尚佳，但隨著鐵礦勘查與挖掘采礦工程的推進，淺層地表與穩(wěn)定地質(zhì)結構的鐵礦資源已被開發(fā)殆盡，其技術已愈發(fā)不能適應復雜深層地質(zhì)結構的礦產(chǎn)探測需要。因此，在鐵礦勘查工作中善加利用重力勘查技術，發(fā)揮其尋找鐵礦作業(yè)中的優(yōu)勢特點，才能有效推動我國礦產(chǎn)資源的持續(xù)探查與發(fā)掘，保障社會經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定，并為鐵礦勘查技術的提升進步提供應用經(jīng)驗。

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P631.1

A

1004-7344（2016）15-0175-02

2016-5-10

李峰（1981-），男，工程師，本科，主要從事地質(zhì)工作。