探討地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用

肖 銳

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局地球物理化學探礦大隊，新疆 昌吉 831100）

目前在市場經濟逐漸提高的現階段，礦業領域發展水平也得到大幅提升，隨著找礦工作的不斷深入，地表諸多金屬礦產資源經過多年的找礦與開采工作，很多礦產資源已經逐步走向枯竭，如何提高深部金屬礦找礦工作水平成為當前的工作重點。而高速發展的地球物理勘查技術，應用于深部金屬礦找礦工作發揮了巨大作用，對于深部金屬礦產資源找礦工作意義重大，也是實現礦業持續穩步發展的重要手段[1]。基于此，下文在探討分析地球物理勘探技術在深部找礦主要作用基礎上，探討地球物理方法在某金屬礦深部找礦工作當中的具體應用，希望能為有關人士提供一些借鑒和參考。

1 地球物理勘探在深部找礦中的主要作用

（1）開展深部地質填圖，對深部找礦靶區進行優選。在深部地學填圖當中運用地球物理方法能夠將以下相關問題進行合理解決：①對沉積蓋層構造科學確定，了解和掌握風化層具有的厚度，對基底起伏改變進行研究。②開展深部巖性填圖工作，能夠對賦礦層位進行確定，在考慮金屬礦床形成基礎上和其分布特點，基性超基性侵入巖以及花崗巖體和其存在直接、間接的關系，所以通過地球物理方法的運用，便能夠更加高效的開展深度炎性填圖工作，對不同的物理屬性巖體展部的異常場和形態做出更加準確的判斷。

運用地球物理勘探技術發揮的作用主要體現在，深部控礦構造可以通過磁法、電法、地震法進行確定，還能了解掌握圍巖分層，對初始模型進行構建，通過航空磁力張量梯度測量以及航空重力梯度測量，便可以對高精度的數據信息進行獲取，并可利用三維重磁模型。

（2）金屬礦產資源形成的深部原因。金屬礦產資源在地下淺表處分布的，大型超大型都金屬礦床，這些都是由于地史期間，很多深度物質與能量在地球內部發生交換所形成，不是堆積在近地表部位所形成的，這是由于很多礦物元素，分異、調整、運移和聚集過程當中。即深部物質能量交換還有物理、力學、化學方面的制約，對大型、超大型礦床、多金屬礦形成起到了非常大的影響[2]。雖然深井鉆探以及大陸超生鉆探能夠將地下深部信息給提供出來，然而就當前來講，世界上目前最深的鉆孔為12261m，這是蘇聯在科拉半島超深鉆井的深度，對于更深層的地下結構難以解釋，另外這些超深鉆井具有非常大的成本投入，也不可能將超深鉆井到處進行布置，所以為了更好的應對這些問題必須要通過地球物理方法來完成，如大地電磁法、天然地震法等探測深度都非常的大。

（3）直接尋找深部隱伏盲礦體。針對一些圍巖具有較大物性差異的深部隱伏礦體，運用地面地球物理方法以及航空物理方法，便可以直接進行找礦，尤其是一些低空飛行，或者通過直升機開展高精度的地球物理探測發揮著非常重要的作用。

2 地球物理方法在金屬礦深部找礦中的應用實例

2.1 工程概況

該礦屬于沉積變質型鐵礦床，主要對礦組進行相應的研究工作，C1-4層礦以及C2層儲量因為礦體的80%以上達到340m長，處于500～900m的寬度范圍，約為28.51m的平均厚度，達到凌志550m的埋深。研究區航磁異常存在多個，地磁異常有著非常大的強度，而且有著比較規則的形態，有著不同的異常走向，還有著較大范圍的中心正負特點，通過相應的測試了解到，閃長巖磁性在研究區當中非常強，泥灰巖與鐵礦石相對次之，綜合研究認為，工業鐵礦體在區內申不可能存在。

2.2 技術簡介

可控音頻大地電磁法（CSAMT），是一種重要地球物理勘探方法，該方法探測過程當中通過人工源頻率域基礎上開展探測，主要基于大地電磁法與音頻電磁法前提下開展測量，不僅測量效率高，而且具有很高的分辨率，還能控制和減少環境干擾因素帶來的不利影響。

2.3 勘查方法

2.3.1 工作儀器

為了對礦區鐵礦資源進行研究，利用可控音頻電磁法開展勘察工作，主要的儀器設備為美國Zonge工程公司生產的第四代可控緣天然場源電法與多通道電磁法接收機。

2.3.2 測線布置

研究分析鐵礦區的地質條件，綜合考量磁測量結果，將C1和C2線作為可控音頻電磁法主要看查的對象，而C1線將磁測數據存在正負異常結果出現的區域給穿越，并在南北方向上將最大的正異常區給穿越。而C2線最后處于磁異常0值線。所以在區內布置測線過程當中，根據南北方向合理的進行布置，同時重合磁測工作線，確保測線以上個點都達到40m的距離。C1線共布置41個測點，C2線共布置40個測點，兩條測線和AB極矩為1.4km和1.2km。

2.3.3 完成工作量和質量評價

針對研究區中的81個測點進行研究，并將其中七個點進行選取來開展檢查工作，主要包括C1線與C2線上兩個點于五個點，約為總測量點的8.64%，和相關標準要求相符合，檢測同一坐標，同一場源的檢測點，在日期不同的情況下，進行重復采集點檢查，確保測區當中檢查點更加均勻的分布，先后兩次觀察檢測點的電阻率，出于4.6%的誤差率，與均方差相符合，小于5%的具體要求，通過這些不難發現，

2.3.4 數據處理

在處理有關數據基礎上獲得相應的結果，如圖1所示，對C1測線磁異常進行判斷，其發生的原因主要是由于地下300m埋深的高阻異常所導致，主要在21～50號記錄點中間部位，形態呈現偏長方形，而且高阻異常體的上部，還有第一組曲率達到250m厚，判斷研究屬于第四系覆蓋，在磁性方面閃長巖不僅具有較強的磁性，而且電阻率比較高，所以分析閃長巖侵入體是導致異常體的主要特征。

圖1 可控音頻大地電磁法C1線反演電阻率斷面示意圖

圖2為C2測線的可控音頻大地電磁法反演電阻率斷面圖，通過該圖了解到，視電阻率較高的高阻體在1～11號記錄點100m的地下位置，視電阻率形態，在11號～78號600m地下部位，層狀高阻體分布在600～1100m的地下范圍，右側電阻率明顯的增高。研究分析11～21號記錄點有含礦構造存在，基礎帶可能存在于1～11號測點部位。

圖2 可控音頻大地電磁法C2線反演電阻率斷面示意圖

2.3.5 數據解釋

磁法數據正演模擬。

（1）M2異常區剖面半定量解釋。磁傾角向地面之下垂直，埋深在350m的地下范圍，達到200m的半徑大小，經過正演模擬，研究分析M2異常磁性體埋深相對較淺，有著比較大的磁性強度，達到400m的寬度。

（2）M5異常區剖面半定量解釋。等效地質體為狹長形狀，達到350m左右的埋深以及700×0.01A/m的磁性強度，磁傾角向地面以下垂直，約為500m的長度，定向北側傾斜，利用正演模擬，分析研究認為，埋深較淺的強磁性體是由M5異常所導致。

地球物理信息綜合處理。基于磁測數據異常曲線和磁極曲線存在的變化，和可控音頻大地電磁測量對電阻率進行獲取，對研究區的地質情況進行分析①推測。C1線地質斷面圖中分析研究在300m埋深位置，主要有粘土沙土以及黃土等第四系組成，閃長巖體主要在300m～1km的埋深部位，混合片麻巖以及片麻巖是其外側的主要組成。鐵礦在閃長巖的下部以及右側存在的可能性比較大。②C2線地質斷面圖300m埋深部位主要為粘土，沙土，黃土等第四系所組成。片麻巖以及黃崗巖主要分布在300m～900m埋深區域，閃長巖主要在900m的埋深以下，礦化體可能存在于片麻巖和花崗巖相互接觸的部位上，經過相應的鉆孔勘察，磁鐵礦化體分布在地下800m的位置，通過這些說明，運用地球物理技術勘查深部金屬礦產資源是非常有利的。

3 結語

綜合分析研究認為，金屬礦產資源在地殼內部第二深度空間當中進行勘探，對于現代找礦工作持續發展有著至關重要的影響，尤其是現代社會高速發展需求下，對礦產資源需求量快速增長，應當努力創建可靠安全，能夠長期供給礦產資源的重要基地。而地球物理勘察技術與傳統的勘察方法相比，不僅具有很高的分辨率，而且還存在多樣化的方法。具有非常大的探測深度，精度也非常高，能夠對地下介質展開更加全面精準的勘察工作，在勘查深部金屬礦產資源當中。地球物理勘探方法將發揮越來越重要的作用，更好地推動我國礦業持續穩步發展。