礦山高精度磁法勘探重磁反演方法研究

（甘肅省有色地質勘查局白銀礦產勘查院，甘肅 白銀 730900）

1 地質特征

文章以某礦區為例，研究高精度磁法勘探重磁反演方法。在研究之前需要充分了解礦區的地質特征。該礦區為鐵礦區，地層為下泥盆統大南湖組下亞組，一套海相中-基性火山熔巖及中-酸性火山碎屑巖夾碳酸鹽巖地層。

礦體形態主要為似層狀，礦石礦物主要為磁鐵礦，屬海相火巖型礦床[1]。該鐵礦區區內斷裂構造發育完善，三條礦脈走向大致為SN、NE、EW，巖體主要為侵入巖，巖石種類主要有輝綠巖、石英、閃長扮巖、花崗巖等。具體地質情況如圖1所示。

圖1 某地區區域地質略圖

2 重磁反演方法

磁法勘探重磁反演方法的工作原理是將礦區以單元組合的形式進行反演處理，在這個過程中，只有物性發生變化，而地質單元的形態不發生任何改變，然后在此基礎上，圈定場源范圍。

其理論依據是磁源可以通過離散作用，轉化為一組電源模型，與空間某點發生反應，產生磁場值。其轉化公式為：F=GM（G=系數矩陣，M=磁化強度矢量）。

一般來說，一個模型得出一個磁化強度值，會與實際情況存在擬合差，因此需要建立多個模型，減小擬合差，使磁化強度值達到同一期望水平，即所謂的“反演多解性”。但是為提高勘探系效率，相關研究人員期望確立一個特定的模型，因此利用地球物理反演理論，假定了一個有關磁化率的目標函數，使擬合差達到最小，以期貼近真實數據[2]。在此期間，目標函數不是固定的，而是根據礦山探查數據的變化而隨時進行調整，一般情況下，反演目標函數的定義公式如下：

在以上的公式中，ws、wx、wy都是礦山的空間函數，αs、αx、αy、αz是決定沿某個方向重要性的系數。經過實際計算，發現如αx/αs的比值越大，模型沿X方向就越平滑。

3 巖礦石密度和磁性特征

對某鐵山礦床巖礦石密度和磁性特征進行統計，如表1所示。

由表1可知，當礦體具有一定規模和適當埋深時，能在地表形成重力、磁力異常，為礦區開展高精度磁法勘探提供了有利的前提條件。

表1 某鐵山礦床巖礦石密度和磁性特征統計表

4 結果與分析

傳統的物探工網存在網度較疏的問題，使得對礦山勘探的精確度較低。

因此為彌補這一情況，本次某礦山的勘探會在2.50km2的工區內，以20m×20m網度部署測網，利用磁法勘探重磁反演方法用開展了高精度礦山勘探工作[3]。經過多次、反復的測量和計算，發現此礦區重磁異常，具體情況如下：礦山有4處存在磁異常情況，有5處存在重力異常情況。最后，對重磁數據進行了多次驗證，并獲取了地下密度體和磁性體的三維分布信息，為找礦工作奠定了基礎。

5 結語

綜上所述，礦產資源是我國國民經濟發展的物質基礎，從我國經濟的發展速度和人口數量的增長兩個方面來看，我國對礦產資源的需求量會越來越大，因此加大礦產資源的供應量是國家發展的必然趨勢，這也將導致淺表礦產會被大部分開采殆盡。

因此為保證礦產資源的供應量，需要對礦體深處儲存的礦產資源進行勘探，其中高精度磁法勘探重磁反演方法是最常用的，能對深埋礦進行準確的尋找，它適應性強、效率高，是礦山勘探的最佳選擇，為我國礦山的勘探工作帶來了極大的便利。

[1]呂芙瑤.油氣勘探重磁電震聯合反演進展研究[J].文摘版:工程技術,2015,14(51):280-280.

[2]張春賀,尹成明,甘貴元,等.重磁電一體化勘探技術在柴達木盆地西部復雜地區的應用[J].石油物探,2017,56(4):607-616.

[3]柳建新,孫歡樂,陳波,等.重磁方法在國內外金屬礦中的研究進展[J].地球物理學進展,2016,31(2):713-722.