武秀芳　薛永軍

【摘要】隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量不斷增大，各地紛紛開展礦產(chǎn)資源勘測工作，物探大功率激電法和地面高精度磁測法在礦產(chǎn)勘查工作中發(fā)揮了其不可替代的作用。通過對內(nèi)蒙古自治區(qū)某鐵礦的實例證明，此兩種方法在發(fā)現(xiàn)鐵礦等金屬礦產(chǎn)有著明顯的效果。

【關(guān)鍵詞】礦產(chǎn)資源勘測；大功率激電法；地面高精度磁測法；鐵礦

1. 前言

本次勘測的礦區(qū)在五、六十年代進(jìn)行過小比例尺的普查工作，該礦在開采過程中，發(fā)現(xiàn)某些地段與原來提交的報告成果不太相符，為進(jìn)一步查明礦區(qū)內(nèi)鐵礦的分布及賦存規(guī)律，受該鐵礦公司的委托，在該礦區(qū)進(jìn)行了比例尺為1：5000（50m×20m網(wǎng)度）的物探激電中梯和高精度磁法勘測工作，本次工作的目的是通過物探工作發(fā)現(xiàn)異常，通過對地質(zhì)、物探資料的綜合研究分析，對測區(qū)內(nèi)電、磁異常進(jìn)行解釋推斷，進(jìn)一步查明礦區(qū)內(nèi)鐵礦體的賦存特征、形態(tài)大小、埋深等產(chǎn)狀要素，為下一步勘探工程布置及礦產(chǎn)開采提供依據(jù)。

2. 地質(zhì)特征

測區(qū)地貌屬中低山丘陵區(qū)。區(qū)內(nèi)地形起伏不大，溝谷切割不深，地形總體呈西高東低，最高點位于礦區(qū)西部，地形標(biāo)高1221.9m，最低點位于礦區(qū)東部沖溝中，地形標(biāo)高1162m，最大相對高差約60m。測區(qū)地表大面積出露志留-泥盆系下統(tǒng)溫都爾廟群包日汗組一段、二段，石炭系下統(tǒng)和第四系全新統(tǒng)，零星出露鐵礦層及巖漿巖脈。

3. 地質(zhì)構(gòu)造

3.1構(gòu)造。

（1）測區(qū)區(qū)域上位于錫林浩特～二道井復(fù)背斜西端南翼次一級復(fù)式向斜構(gòu)造帶中，天山-陰山緯向構(gòu)造帶之北緣，哈爾干音烏拉復(fù)式向斜之北翼，紹爾包格呼都格復(fù)式向斜之西部。測區(qū)外西部分布有東西向逆斷層、北西向扭性平推斷層及近南北向或北東向張性或扭性平推斷層。受區(qū)域構(gòu)造影響，測區(qū)西部及南部分布數(shù)條性質(zhì)不明斷層。

（2）哈爾干音烏拉復(fù)式向斜：軸向280°左右，東端仰起而封閉，向西開闊，中心出露地層為溫都爾廟群包日汗組第三段，底部為第一段。向斜的南北兩翼不對稱，北翼向南傾，傾角30°左右；南翼向北傾，傾角50°～60°間。由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造具多旋迴性，以及構(gòu)造疊加作用，所以在向斜構(gòu)造兩翼地層中，均有次一級小褶皺構(gòu)造發(fā)育。其北翼地層層序是倒轉(zhuǎn)翼。

（3）紹爾包格呼都格復(fù)式向斜：由一個倒轉(zhuǎn)背斜和兩個向斜構(gòu)造所組成，軸向由近東西向而變?yōu)楸睎|向，倒轉(zhuǎn)背斜的南翼是倒轉(zhuǎn)翼，構(gòu)成向斜的巖層均為溫都爾廟群包日汗組第一段的第一層巖性組成。

3.2巖漿巖。

測區(qū)處于內(nèi)蒙晚期華力西地槽褶皺帶內(nèi)，由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動劇烈，所形成的褶皺以及斷裂構(gòu)造為巖漿巖活動創(chuàng)造了空間條件，所以華力西期各種巖漿活動頻繁，測區(qū)內(nèi)零星分布有閃長巖、花崗斑巖、花崗細(xì)晶巖、粗玄巖、輝綠玢巖及長石斑巖等巖脈。

4. 礦體地質(zhì)特征

測區(qū)鐵礦層產(chǎn)于溫都爾廟群包日汗組的第一段、第二段及第三段中的第一層下部的綠簾石化綠泥石板巖之上部，因此，鐵礦層也分為三層，各礦層的礦體頂?shù)装鍘r石多為綠簾石化綠泥石板巖，礦層一般傾向南，局部傾向北，傾角30°～70°度左右，鐵礦體的產(chǎn)狀與礦層產(chǎn)狀一致。

（1）第一層鐵礦層：礦體圍巖為綠簾石化綠泥石板巖，傾向北，傾角50°～70°間。礦體處于次一級短軸而緊密的倒轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造中，由2～5層礦體組成，礦體呈薄層狀。礦石主要礦物成份為磁鐵礦，當(dāng)磁鐵礦出露在地表或隱伏在一定深度之下，長期遭受風(fēng)化和地表水的侵蝕、氧化作用，則使磁鐵礦氧化成假象～半假象赤鐵礦。原為磁鐵礦之礦石，幾乎全被赤鐵礦所交代。

（2）第二層鐵礦層：礦體之圍巖為綠簾石化綠泥石板巖，傾向南，傾角30°左右，礦體位于哈爾干音烏拉復(fù)式向斜構(gòu)造北翼及其仰起端。礦體連續(xù)性差，呈似層狀、扁豆?fàn)?、串球狀，礦體主要礦物為磁鐵礦，次為假象赤鐵礦。

（3）第三層鐵礦層：為測區(qū)主礦層。礦體產(chǎn)在綠簾石化綠泥石板巖與絹云綠千枚巖中，傾向南，傾角30°左右，礦體連續(xù)性好，主要由兩層鐵礦組成，礦體呈似層狀、扁豆?fàn)?，厚?.09～10.19m，平均厚度2.29m，礦石主要礦物為假象與半假象赤鐵礦，其次為磁鐵礦。

5. 地電場特征

根據(jù)設(shè)計，在測區(qū)進(jìn)行了激電中梯和高精度磁測工作，經(jīng)過在已知剖面的試驗和面積性工作實測，發(fā)現(xiàn)激發(fā)極化法效果反映比較明顯，一般在赤鐵礦的圍巖，即綠簾石化綠泥石板巖上，它的極化率值在1.5﹪左右；在地表出露的礦化體上，若品位較低的，極化率值在1.5～2.5﹪左右；在礦體上，含礦相對較富，品位達(dá)到40%以上時，極化率在ηs=4.0～6.0%左右；視電阻率ρs值在礦體上反映了低電阻率特征，其ρs=100-200Ω.M；在已挖的礦坑及礦體埋藏較深一帶ρs=160-240Ω.M；極化率數(shù)值反映較低的區(qū)域，對應(yīng)的視電阻率相對較高ρs=250-450Ω.M；根據(jù)這些巖礦石的物理特征和試驗剖面的解釋結(jié)果，為在本區(qū)采用激發(fā)極化法探測鐵礦體，提供了較為有利的條件。

6. 地磁場特征

（1）通過地面磁測資料可以看出，區(qū)內(nèi)鐵礦和各類磁性巖有著不同的磁場特征，這種不同磁場特征的差別，成為本區(qū)磁測工作中區(qū)分礦與非礦異常的重要依據(jù)。

（2）本區(qū)出露地表和埋藏淺規(guī)模較小的磁﹙赤﹚鐵礦體，它們的磁場強度較大，經(jīng)不同礦點測試，其強度可達(dá)400～700nT，異常較好的區(qū)域其強度可達(dá)600～900nT，并顯示了負(fù)極大值△T=-250nT，無磁鐵礦體反映的區(qū)域其強度一般在100～200 nT，有些地方磁場強度與正常場非常接近。

（3）由于本區(qū)這種電、磁場強度的差異，在本區(qū)進(jìn)行電、磁法勘測，是具備其地球物理前提條件的。

7. 野外工作方法

本次勘測工作投入的方法為大功率激電中梯法和高精度磁法測量法。

7.1大功率激電中梯法。

使用的設(shè)備：大功率激電中梯法使用的供電設(shè)備為中裝集團(tuán)重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)DJF5-1A、DZ5-1A大功率發(fā)射機，測量使用該廠生產(chǎn)的DJS-8接收機。工作方式為短導(dǎo)線雙向短脈沖方式，正反向供電，供電時間16S，斷電延時100ms，采樣寬度40ms，測量次數(shù)1次。工作供電極距AB=1000m，線距=50m，MN=40m，點距=20m，測量段為（1/3～2/3）AB，采用一線供電七線測量方式。供電站間斷記錄供電電流隨時間的變化參數(shù)值，電流數(shù)值儀器自動存儲。接收機各測量參數(shù)都是自動讀取并存儲，測量時注意觀察數(shù)值的變化情況，出現(xiàn)不連續(xù)的異?；蛴衅渌厥馇闆r時，均做了重復(fù)觀測，直接讀取的參數(shù)為一次場電位差及視極化率值，一次場電位差均大于25mv。

7.2高精度磁法測量法。

（1）地面高精度磁法測量法使用的儀器是重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所開發(fā)研制的新一代WCZ-1質(zhì)子磁力儀。其磁場測量精度為±1nT，分辨率高達(dá)0.1nT，完全符合原地礦部發(fā)布的《地面高精度磁測工作規(guī)程》要求。其具有的大存儲容量、高分辨率、靈活性使它得以成為便攜式、移動式、基站式磁力儀。通過更改探頭結(jié)構(gòu)，可以以0.1nT的分辨率進(jìn)行總場和水平、垂直梯度的測量。在野外測量工作前，首先進(jìn)行了磁力儀一致性、探頭一致性、儀器一致性及探頭、主機一致性等性能試驗和噪聲試驗。

（2）基點兼日變站的選取合理。根據(jù)國際地磁參考場IGRF，輸入測區(qū)若干個點的坐標(biāo)求出正常地磁場值，再結(jié)合實地條件將基點確定在測區(qū)北距測區(qū)約2Km的地方，該位置是進(jìn)出測區(qū)的必經(jīng)之地，遠(yuǎn)離建筑物和工業(yè)設(shè)施，附近沒有磁性干擾物（特別是可移動磁性干擾物），基點處設(shè)有固定木樁標(biāo)志，在基點處布置了井字型剖面，在半徑3m及地形平坦范圍內(nèi)、磁場變化不超過設(shè)計總均方誤差的1/2?；c采集150個數(shù)據(jù)，數(shù)值基本接近，經(jīng)統(tǒng)計基點值為56469.24nT。

（3）基點及日變的觀測分早晚兩次進(jìn)行，早觀測先于4臺儀器觀測前，晚觀測在4臺儀器停機后進(jìn)行。早晚觀測各記錄兩個觀測值，要求讀數(shù)之差小于1.5nT，其觀測結(jié)果經(jīng)日變改正后，早晚閉合差不大于2倍觀測均方差。所有測點觀測工作儀器均在基點以日變站磁力儀時間（包括年、月、日）進(jìn)行秒級同步，清除內(nèi)存；所有操作員、記錄員全部進(jìn)行去磁檢查，工作時，磁力儀探頭（帶標(biāo)志的一側(cè)）指向東，外業(yè)觀測前，要檢查儀器工作電源，檢查儀器與探頭連線是否完好，工作中隨時檢查儀器的時間，內(nèi)存是否正常，確保儀器、探頭始終處于良好的工作狀態(tài)。面積性測點讀數(shù)兩次，兩次讀數(shù)之差小于1nT，記錄存儲最后一個觀測值。

（4）觀測中探頭高度一致，探頭方向指向東（帶標(biāo)志的一側(cè)），人距探桿的距離為一臂之距，輔助人員遠(yuǎn)離探頭，確保無人為干擾。

8. 結(jié)論

（1）室內(nèi)資料處理基本與野外測量同步進(jìn)行，當(dāng)天對野外測量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核檢查，復(fù)核無誤后進(jìn)行各項數(shù)據(jù)處理，最終繪制物探工作實際材料圖、激電中梯ρs平面等值線圖、ηs平面等值線圖、磁測ΔT平面剖面圖、磁測ΔT平面等值線圖及綜合成果圖，經(jīng)過對收集資料及本次勘測繪制的各種成果圖綜合研究分析后，大功率激電中梯法圈定出甲級異常3個，乙級異常7個；高精度磁法測量法圈定出異常4個。根據(jù)物探分析解釋結(jié)果，結(jié)合本區(qū)地質(zhì)、鉆孔、地球物理及成礦條件推斷，本區(qū)電、磁測除磁1號異常體與激電異常不一致外，其它吻合對應(yīng)較好，認(rèn)為：電、磁異常應(yīng)屬礦致異常。本次兩種物探手段進(jìn)行了重合測試，發(fā)現(xiàn)磁測成果沒有激電成果能與已知鉆孔資料相符，這是由于本區(qū)鐵礦為赤、磁鐵礦，本身磁化率低，故只能作為一種輔助手段，大功率激電中梯法測量是最有效的手段。

（2）我單位提交正式報告之后，礦方進(jìn)行鉆探及掘進(jìn)驗證，在圈定的異常處均發(fā)現(xiàn)了有意義的礦產(chǎn)，且品位及儲量均較高，得到了礦方的好評與感謝！