磁法勘探的技術與其在鐵礦勘察中的應用

李 庚

（江西省地質局九0二大隊，江西 新余 338000）

國家不斷前進和發展的過程中，消耗了大自然中大量的礦產資源，同時處于工業產業高速發展的當下，工業發展導致民眾對鐵礦資源的需求量越來越大，在人類迫切需要從自然中獲取更多的礦產資源的同時，對鐵礦勘察技術的要求越來越高。國家財政部門也加大了對礦產勘察技術創新和發展的資金投入，所有鐵礦勘察技術中，磁法勘探技術在礦鐵資源的開采和應用方面發揮了重要作用，同時磁法勘探技術也是被使用最為廣泛的一種鐵礦勘察技術[1]。本文就對鐵礦勘察的意義和技術標準要求進行了解、分析磁法勘探的特點和注意要點、探索磁法勘探在鐵礦勘察中的具體應用，為鐵礦勘察時磁法勘探的具體應用提供參考。

1 鐵礦勘察的意義和技術標準要求

1.1 鐵礦勘察的意義

在人類發展的過程中，鐵礦資源為人類的經濟發展作出了重要貢獻，是一個國家經濟得到持續性發展的重要前提。在新中國建立以來，我國在工業生產發展過程中取得了顯著成績，其中應用鐵礦資源生產鋼鐵的產量以躍居世界第一，可見礦產資源在我國經濟發展過程中發揮的重要作用。但是隨著開采力度的不斷加大，礦產資源越來越少，導致我國實現經濟可持續發展的戰略目標受到了嚴峻的考驗，同時在不斷發展和建設國家各項事業的過程中，我國對于鐵礦資源的需求量只會越來越多，因此就出現了鐵礦資源供需矛盾的問題[2]。鐵礦勘察的不斷發展能夠緩解我國礦石行業的嚴峻形勢，由于目前未探測到跌倒礦產資源非常豐富，就需要鐵礦勘察技術不斷得提高，以此來更加精確的發現更多的礦產資源，緩解當下我國礦產資源需求不足的現狀；同時鐵礦勘察有效發現鐵礦的同時，為擴大我國的鐵礦資源，尋找更多未發現的鐵礦資源作出重要貢獻，是符合我國礦產資源實現豐富后備戰略意義的唯一途徑。

利用磁法勘探可以將鐵礦的磁性進行精準分析，通過研究鐵礦資源存在的地質情況，可以對Fe的分布規律進行重新設定，從而提高鐵礦的勘查效果。磁法勘探是利用磁異常現象，建立出一個空間矢量區域，通過空間坐標軸，將存在礦產資源的區域，以磁場變形的形式展現，從而提高鐵礦的勘探效果。由于磁場會受到各種信號的干擾，導致勘查誤差增加，本文以高精度磁力儀作為磁法勘探的基礎設備，減少勘查誤差。并針對鐵礦的磁場變化規律，從多個角度集合實際勘查數據，將復雜問題簡單化。此外，利用磁法勘探需要針對不同的地質進行不同的分析。因此，在勘探鐵礦的過程中，需要將地磁場進行分析，并排除地磁場產生變形的矢量區域，從而減少勘探誤差。在磁法勘探過程中，磁場觀測結果至關重要。在觀測點進行磁場觀測時，需要端正磁異常現象的提取目標，通過疊加觀測值與推測值，綜合考量此時地質鐵礦的成熟度。本文利用磁法勘探技術，對鐵礦進行勘查，旨在提高鐵礦勘查精度，對鐵礦的開采具有深遠的意義。

1.2 鐵礦勘探的技術標準要求

在鐵礦勘探的過程中，對鐵礦勘察的技術有著非常高的標準要求，要滿足以下五點要求。

1.2.1 全面規劃

鐵礦資源的采集要以以人為本為出發點，同時也要落實科學發展的重要內容，在鐵礦勘察過程中要做到提前十年對其進行鐵礦勘察工作得多全面規劃和部署。全方位的規劃和部署工作要做到既要解決商業化發展問題，也要實現公益性發展的目標；既要在局部上展開規劃，又要對全局進行把控；既要促進鐵礦開采工作的有效實施，又要實現鐵礦勘察實踐經驗的豐富和完善。磁法勘探可以利用磁場的變化，將相關實物的變化進行剖析，由于鐵礦石具有磁性，其磁性環境會對周圍磁場造成一定的變形，可以精準地分析出不同地質的磁性變化，從而提高鐵礦勘查效率。除此之外，鐵礦存在在區域與環境不盡相同，鐵礦產出的環境也無法預知，在勘查過程中，會出現較大的環境限制，從而影響勘查結果。傳統鐵礦勘查時，會在地上布設相關工作線，隨后進行下一步開采工作，如果工作線沒有涉及其他區域，該區域的巖石將不會受到重視，降低鐵礦開采范圍。因此，為了保證鐵礦開采效果與開采范圍，本文對鐵礦勘查技術有著較高的標準。首先，對鐵礦資源進行全面規劃，打破工作線鋪設的局限性；其次，利用磁法設備，將鐵礦勘查數據的提取簡化，從而了解鐵礦中的空間賦存狀態；最后，不需要精密與復雜的測算，即可以分辨出鐵礦存在的大致范圍，提高鐵礦勘查效率。

1.2.2 目標明確

在進行鐵礦勘察時要具備明確跌倒勘察目標，要依據我國的自然資源和社會環境的具體情況和需求制定勘察目標，再依據目標對鐵礦的核心礦區進行勘察。同時要對鐵礦勘查的目標區域、應用區域進行不斷的拓展，以此來適應時代的變化。鐵礦中的Fe，是在長時間地表運動形成的，Fe3O4與FeTiO3產量較多，質量也較好。而Fe3O4與FeTiO3普遍會距離地表存在1.5km～3.0km，此范圍內存在較多的沉積變質作用，極易形成鐵礦。本文認為，在鐵礦勘查過程中，需要以Fe3O4與FeTiO3作為主要勘查目標，并以沉積類、變質類的巖石為主要勘查對象，將目標明確后，可以保證鐵礦開采的專一性，最大限度地提高礦石開采效率。

1.2.3 布局合理

在鐵礦勘察布局的問題上，要依據我國的自然風貌和鐵礦資源的分布情況進行布局，同時為了實現布局的合理性，在鐵礦勘察過程中要將鐵礦資源在自然環境中的分布與城鎮化建設、公共設施建設相關聯，做到合理化的鐵礦勘察布局。由于鐵礦普遍存在于固定的區域內，該區域會存在較長的礦化帶，長度在1000m左右，寬度在20m左右。礦化帶以多層的形式為主，產狀在319°以內，但不低于309°。因此，鐵礦的勘查傾角需要在40°～60°范圍內，在此范圍內的鐵礦石，平均體重在3.6×103kg/m3，Fe2O3的品位會在15%以上，但是在30%以下，此種Fe的品位較高。因此，合理的布局可以最大限度地提高Fe的勘查質量。

1.2.4 體制健全

為了促進勘察工作的順利進行，鐵礦勘察工作要制定完善的鐵礦開采管理制度，確保各政府部門的工作能有效落實，用健全的體制，實現鐵礦勘察工作的有效實施[3]。對于鐵礦勘查來講，健全的體制至關重要，只有將體制健全，才能提高鐵礦勘查的后方工作能力，為勘查人員提供安全保障。

1.2.5 科技創新

為了確保鐵礦勘察工作的有效性，要助力鐵礦勘察技術的不斷創新，實現用科技助力產業發展的目的。

2 磁法勘探的特點和注意要點

2.1 磁法勘探的特點

圖1 某地航資料三維反演解釋結果

磁法勘探的原理是通過對自然環境中的影響各種巖石發出磁性差異和磁性變化進行分析，從而實現發現有用的鐵礦和了解地下地質結構的目的。作為最早使用的一種鐵礦探測技術，具有以下五點特點：

（1）探測準確性。由于磁法勘探的工作原理是利用磁感應來探索地下巖土的磁鐵礦跌倒情況，其能夠精確捕捉到不同磁鐵巖石之間的差異，從而能夠精準定位鐵礦在地底下的位置，確定鐵礦資源的整個范圍，因此磁鐵勘探技術具有很強的準確性。

（2）實用性強。磁法勘探技術在實踐中的應用較為廣泛，不受各種環境的影響，而且各種客觀條件對其跌倒約束力較弱，能夠適應各種勘探環境，在各勘探技術中磁法勘探技術具有很強的多應用自由，具備很強的環境實用價值，為鐵礦勘察提供了一種非常實用的技術支持。

（3）效率高。過去傳統的磁法勘探技術其勘探技術較差，使得其在工作量大，工作復雜的情況下難以有效得實現鐵礦勘探。隨著科技發現，磁法勘探的技術得到了全面的升級，目前使用的磁法勘探技術是結合了衛星定位儀器的新型技術，能夠確保其在勞動強度大，工作內容復雜的情況下，依舊可以實現高效的鐵礦勘察工作。

（4）經濟實用價值高。由于磁法勘探的技術的有效性和精確性高，且成本不高，能夠為企業的開采工作提供有效的幫助，探索出更加有價值的鐵礦資源。

（5）運用方便節時。磁法勘探儀器不斷與時代發展同步，在技術上實現了很高的成就。操作也越來越簡單。目前的磁法探測儀能夠做到自動化的工作，并且將采集到的數據與計算機系統結合，進行處理，使用起來非常方便節時。

2.2 磁法勘探的注意要點

磁法勘探技術雖然越來越高，但是在具體應用中要注意以下幾點。

2.2.1 合理選擇磁測參量

磁法勘探的應用要依據具體的工作區的特征和工作任務的要求以及設備的工作能力，來進行合理選擇磁測參量。因此磁測參量選擇一定要對磁感應異常情況能夠準確進行分析和感應的具體參量。同時要根據工作區的具體實踐條件和實際情況的要求，進行磁測參量的選擇，這樣才能有效實現探測礦體不同特征的目的。一般情況下，鐵礦石的磁測參量會選用相關樣品，4塊鐵礦石的磁變化規律會在0.00675～0.03582SI的范圍內，平均磁場變化規律為0.01833SI，剩磁變化規律為149.11×10-3～516.31×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為307.32×10-3m。在鐵礦石勘察過程中，灰巖、石英巖、千枚巖均為磁測參量的主要數據；4塊灰巖的磁變化規律會在0.00055～0.000132SI的范圍內，平均磁場變化規律為0.00086SI，剩磁變化規律為10.21×10-3～38.31×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為27.32×10-3m。4塊石英巖的磁變化規律會在0.00033～0.000136SI的范圍內，平均磁場變化規律為0.00062SI，剩磁變化規律為3.66×10-3～10.50×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為6.80×10-3m。4塊千枚巖的磁變化規律會在0.00038～0.000166SI的范圍內，平均磁場變化規律為0.00128SI，剩磁變化規律為11.02×10-3～19.12×10-3m范圍，因此剩磁能量變化為15.45×10-3m。本文將以上參量作為鐵礦勘查的重要標準，以此保證鐵礦的高效勘查。

2.2.2 重視磁干擾現象

磁法勘探技術運用過程中能夠反映出鐵礦的磁感應異常情況，雖然磁法勘探能夠反映出鐵礦磁異常的明顯情況，同時也會受到周圍環境磁場的干擾。因此要對環境進行全面的調查，確保在鐵礦勘察過程中不受其它磁環境的影響，或能夠排除其它磁

環境的干擾。比如，人類活動中的高壓電線、地下管道，和自然環境中的太陽黑子活動影響。

2.2.3 重復測量異常區域

圖2 磁異常等值平面圖

在通過磁法勘探技術發現磁異常情況后，為了確保勘探結果的準確性和真實性，要對磁異常點活區域進行反復多次的勘探，確保勘探信息的全面性和完整性，同時要對異常區域進行調查，對實際環境區域中的地質進行觀察和探究，避免其它磁場因素的干擾，對整個磁異常環境進行反復的勘探，將數據信息進行全面有效的收集和整理，避免導致出現勘探準確性不足的情況[4]。

3 磁法勘探在鐵礦勘察中的具體應用

磁法勘探技術作為一種應用最為廣泛的鐵礦勘察技術，由于其勘探原理，使得磁法勘探對于鐵礦的勘探具有非常高效的作用。因此，在實踐勘探鐵礦的過程中應用磁法勘探技術，幫助江西省地質局九0二大隊進行了大面積的勘探工作，在鐵礦勘察過程中取得了豐富的成果,發現了中型鐵礦4處以及小型鐵礦7處。

3.1 測算面積尋找勘探中心區域

在礦區內設置多個觀察點，以1：3000比例進行工作區布網，運用磁法助探工作，用電子追蹤技術，經電腦系統處理，獲得圖像。我隊202x年7月在江西省xx地區1：3000面積進行磁法勘探工作，結果顯示磁異常為4條交錯的條帶狀異常，走向近南北向，長約1000m極大值2600m，同時根據圖異常的特點推斷為4條交錯的鐵礦體。經過后續的繼續深挖勘探，得到的結果與磁法勘探數據顯示一致，應體控制長度1000m。磁異常的處理與轉換是磁法勘探的關鍵環節，可以更好地突出磁異常的特征，將實測異常值更加貼近理論假設值，在此基礎上，滿足磁法勘探的異常解釋，保證磁法勘探的合理性。本文為了提高測算面積的精準度，將磁異常數據采集進行網格化處理。在鐵礦勘查過程中，經常會遇到復雜的地勢環境，導致無法精準地測算面積。本文利用磁法勘探設備，將探測區域進行預設，并按照實際情況對異常軌跡進行修復，從而提高測算點的測量精度。因此，在數據處理過程中，需要將測點進行有規律的分布，并優先搜索插值點附近，再利用多項式法則，將不規則的實際數據換算值網格化數據，從而提高數據處理效果，進一步提升測算面積的精準度。

3.2 深入勘探

根據磁法勘探的圖像顯示，對區域進行深入的地理位置和地質環境的觀察，在對周圍環境土地面積進行計算，確定工作區。202x年1月我隊在江西省南昌市xx地區1：4000磁法勘探，經過勘探次此磁法勘探的土地較為厚，經磁法勘探的圖像顯示在地下巖石之中存在2條平直的條帶狀磁異常情況，走向為近東西向，長度約為800m,經過圖像的特征推斷應該為鐵礦體。在深入挖掘和勘探的過程中，發現一條條帶狀鐵礦體在挖掘時出現失誤，導致斷裂發生，用磁法勘探儀進行勘探，發現并沒有斷裂，且根據鉆孔后實際情況表明，與磁法勘探的勘探結果高度吻合。

3.3 收集信息，對比結果

在202X年4月，江西省地質局九0二大隊在一處鐵礦工作區，根據環境和地質情況，以1：2000的比例進行布網，運用磁法勘探技術結合GPS技術，對工作區進行全面的信息收集，同時將收集到的數據進行電腦系統的處理得到圖像信息，反復對比圖像中的磁異常情況，找到磁異常的點或線的區域，對區域進行反復的磁法勘探，得到全面、準確的信息，將信息進行整合，確定磁異常點，對磁異常點進行鉆孔深入勘探，經過挖掘發現實際情況與磁法勘探得出的結論一致，磁法勘探技術的應用不僅高效且非常實用。

4 結語

綜上所述，目前我國正處于高速發展的工業化中期階段，工業發展，國家經濟不斷增長都需要更龐大的礦產資源作為后備支撐。但是由于近100年來，我國開采了大量的礦產資源，導致自然界的鐵礦資源逐漸減少，使得目前我國出現了鐵礦資源供需不平衡的矛盾問題，為了緩解礦產資源使用不足情況，實現為國家經濟發展儲備鐵礦資源的目標，要提高鐵礦資源勘探的技術，提高鐵礦資源開采的力度，挖掘還未發現的潛在的大量礦產資源。磁法勘探技術作為我國較早使用的鐵礦勘察技術，具有精確性高、實用性強、便捷高效的優點，同時隨時代發展不斷完善勘察技術，用科技帶動勘探產業的發展，實現了礦產勘查的有效性，為國家的工業發展提供了有力的支撐。