白旭暉

摘要：我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的巨大資源需求使得目前淺層埋藏的鐵礦資源越來越少，已經(jīng)難以完全滿足鋼鐵企業(yè)的需要。因此，深部探礦成為緩解鐵礦資源短缺的主要途徑。本文在參考相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討了鐵礦深部勘探中的地球物理找礦模式。

關(guān)鍵詞：鐵礦勘探；地球物理；找礦模式；深部鐵礦

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，鐵礦資源的消耗迅速增加，為了滿足不斷增長的礦產(chǎn)資源需求，大量的礦產(chǎn)資源開發(fā)使得易采礦、淺部礦、地表礦已經(jīng)接近枯竭。因此，向地下深部找礦是緩解鐵礦資源緊張狀況，促進(jìn)鐵礦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑。而深部找礦的開展，對(duì)目前適用于淺部找礦的勘探技術(shù)提出了更高的要求，尋找適宜于深部探礦的新技術(shù)模式是目前深部找礦的當(dāng)務(wù)之急。

一、磁法勘探

（一）基本概念。磁法勘探是通過對(duì)巖石、礦石以及其他勘探對(duì)象的磁性差異引起的磁異常進(jìn)行觀察和分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律進(jìn)行分析研究的地球物理方法中的一種。這一方法是發(fā)展最早且應(yīng)用廣泛的一種地球物理方法。

（二）地球磁場(chǎng)與巖石磁性。我們之所以能夠利用磁探法找礦，主要原因就是地球存在磁場(chǎng)，我們通常用來確定地理南北極的磁針也是利用這一原理。巖石在漫長的形成過程中受到來自地磁場(chǎng)長時(shí)期的磁化進(jìn)而產(chǎn)生了磁性，由于磁化強(qiáng)度的不同磁性程度也有所不同，而磁性程度的不同就表現(xiàn)為探礦過程中的磁異常。正是通過地面磁異常的探測(cè)，人們才可以對(duì)地面下的巖礦體賦存情況進(jìn)行推測(cè)。

（三）磁異常與磁法探礦。磁異常是指在消除多種短期磁場(chǎng)變化以后，實(shí)測(cè)磁場(chǎng)和正常場(chǎng)的主磁場(chǎng)間存在的差異。磁法探測(cè)這一地球物理找礦方法正是通過對(duì)磁異常加以利用來進(jìn)行工作的。具體來說，就是對(duì)勘探對(duì)象所引起的磁異常進(jìn)行觀測(cè)和分析，進(jìn)而對(duì)礦物所在的地質(zhì)構(gòu)造以及礦物在地層中的分布規(guī)律進(jìn)行研究。磁法探礦用于深部鐵礦勘探時(shí)需要解釋的主要內(nèi)容為：根據(jù)所測(cè)的磁異常，判斷引起磁異常的磁性體的幾何參數(shù)和磁性參數(shù)。其中集合參數(shù)為形狀、大小、位置以及產(chǎn)狀，而磁性參數(shù)則是指磁性的方向和強(qiáng)度的大小。在磁法探測(cè)中，以靜磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)，由已知磁性體通過數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)而求出磁場(chǎng)的分布，被稱為正問題；與之相反，由磁異常通過數(shù)學(xué)計(jì)算，進(jìn)而對(duì)磁性體的幾何參數(shù)和磁性參數(shù)進(jìn)行求解則被稱為反問題。在磁法勘探過程中，這兩個(gè)問題都是通過數(shù)學(xué)計(jì)算來進(jìn)行計(jì)算的，但是要全部完成整個(gè)深部鐵礦磁法勘探的解釋，僅是上述數(shù)學(xué)計(jì)算是難以滿足的，還需要在其他地質(zhì)、物化探以及物性資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合的分析研究和解釋，得出的結(jié)論才會(huì)最大限度地與地質(zhì)客觀實(shí)際相吻合，為查明深度地下的鐵礦資源提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

二、電法勘探

（一）基本概念。電法勘探是根據(jù)地殼中各類巖石或礦體的電磁學(xué)性質(zhì)（如導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、介電性）和電化學(xué)特性的差異，通過對(duì)人工或天然電場(chǎng)、電磁場(chǎng)或電化學(xué)場(chǎng)的空間分布規(guī)律和時(shí)間特性的觀測(cè)和研究，尋找不同類型有用礦床和查明地質(zhì)構(gòu)造及解決地質(zhì)問題的地球物理勘探方法。在實(shí)際的勘探中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及巖石物性的多變，尋找埋藏深度大的鐵礦有很大困難，單憑磁法勘探難以取得預(yù)期的效果。因此，借助于其他地球物理探礦方法是解決問題有效辦法。電法勘探正是其中之一。

（二）可控源音頻大地電磁法。在電法勘探中，可控源音頻大地電磁法是一種常見方法，它是在大地電磁法和大地音頻電磁法二者基礎(chǔ)上形成的以電磁場(chǎng)理論為核心的人工源頻率域測(cè)深方法中的一種。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，一切電磁現(xiàn)象都服從麥克斯韋方程組，該方程組實(shí)際上綜合了一切電磁現(xiàn)象的相互作用。其在國際單位制中的公式形式為：

通常為了計(jì)算方便，常常在各項(xiàng)同性介質(zhì)中引入介質(zhì)方程組：

（三）可控源音頻大地電磁法的具體運(yùn)用實(shí)例

該法在內(nèi)蒙古朝不楞深部鐵鋅礦體勘探定位預(yù)測(cè)中得到了成功的運(yùn)用，在勘探中，勘探人員在礦區(qū)設(shè)置了幾條控制性可控源音頻大地電磁法測(cè)深剖面，最終依靠這一方法，解決了這一礦區(qū)的找礦問題。下圖二是該法測(cè)得的綜合斷面圖。

根據(jù)該圖測(cè)量所得信息，鉆探人員分別設(shè)置了ZK16和ZK18兩個(gè)鉆孔。其中ZK18鉆孔在地面以下575m和625m處分別探測(cè)了厚度為5m和20m富鉛鋅礦體，這使得該區(qū)的探礦工作取得突破性進(jìn)展。

三、結(jié)語

文章簡(jiǎn)要論述了兩種深部鐵礦勘探中的地球物理找礦模式，其中的可控源音頻大地電磁法是比較常用的一種。在具體的深部鐵礦勘探中，由于具體地質(zhì)條件和礦產(chǎn)賦存狀況存在具體差異，單一的物理找礦方法往往難以滿足需要，因此，選擇綜合性的地球物理找礦方法，綜合運(yùn)用多種物理找礦方法是深部鐵礦找礦模式未來的發(fā)展方向。也是保證深部鐵礦勘探準(zhǔn)確高效的途徑。

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