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浅析重磁勘探在寻找铁矿中的应用

2014-9-2 8:37:40 来源:中国矿业报 作者:朱海明

经济的高速发展,伴随着的便是对矿产资源的需求。从历年的统计数据看来,我国铁矿石需求量逐步增大。2008年,我国生铁产量4.69亿吨,对铁矿石的需求在7.5亿吨左右。2012年生铁产量上升到6.5亿吨,对铁矿石的需求量在10.5亿吨左右,同比增长3.7%。预计今后中国的铁矿资源需求还将继续增长。

为保证铁矿资源的持续供给,必须要加强铁矿地质勘查力度和有关研究工作,充分发掘铁矿资源潜力,尤其应该重视对研究程度低的地区的铁矿资源勘查,尽快查明其铁矿资源潜力,做出远景评价,为进一步开发利用打好基础。

我国铁矿石特点是贫矿多、富矿少、 伴生组分多。基于我国铁矿分布特点而言,寻找和发现铁矿最有效的手段是重磁勘探。

一、重力勘探的原理

根据相关定义,重力勘探是测量与围岩有密度差异的地质体在其周围引起的重力异常,以确定这些地质体存在的空间位置﹑大小和形状﹐从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。根据重力测量或重力勘探所承担的地质任务及勘探对象的不同,重力勘探大体上可以分为区域重力调查、能源重力勘探、矿产重力勘探、水文及工程重力测量及天然地震重力测量等。

在不同的勘探阶段,重力可以解决不同的地质问题。区域重力调查可以研究地球深部构造、断裂的展布、研究大地及区域地质构造,划分构造单元,探测、圈定与围岩有明显密度差异的隐伏岩体或岩层,划分成矿远景区。

能源重力勘探可以在沉积覆盖区快速、经济地圈出对寻找矿产有远景的盆地,并直接探测与储油气层有关的低密度体。

矿产重力测量包括金属及非金属矿产的重力测量。它多与其它的物探方法配合,圈定成矿带;在条件有利时,可以探测并描述控矿构造,或圈定成矿岩体。

二、磁法勘探的原理

磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石或其它探测对象磁性差异所引起的磁异常,进而研究地质构造和矿产资源或其它探测对象分布规律的一种地球物理方法。磁异常的起因取决于地球磁场和岩(矿)石磁性,两者是磁法勘探的物理基础。

用磁力仪观测获得磁异常是磁法勘探的一个重要环节。为了可靠地得到磁异常值,还需要正确的工作方式和消除各种干扰的改正方法,以便确保获得的磁异常由探测对象(磁性体)所引起。分析研究磁异常与磁性体之间的对应关系与规律,以便利用这些规律对磁异常磁性体的埋深、形状、产状、分布范围和性质作大致判别。由于实际地质问题的复杂性、多样性,为了提取出与探测对象(磁性体)有关的信息,还需要对磁异常进行有针对性的消除非探测对象影响的处理与转换,在此基础上选择合适的定量反演方法,并结合地质与其它地球物理方法对探测对象逐步逼近,最后做出合理的解释推断。对低缓异常和复杂异常的解释推断,除了要结合区域成矿地质条件、成矿规律外,研究磁异常的数据处理方法对异常评价尤其是对寻找隐伏铁矿或盲矿有重要的意义。磁异常处理和转换磁性体形态复杂、多个磁性体叠加等都会使异常复杂化。通过磁异常的处理和转换,使异常满足解释理论所需要的假设条件,将复杂异常处理成为简单异常,有利于异常的解释推断。

航磁测量是铁矿普查的快速有效方法 , 航磁资料的数椐处理、地质解译的结果资料是铁矿勘查部署、评价铁矿资源远景的重要依据。目前在中国大部分地区已不同程度完成了1:100万、1:20万、1:10万、1:5万、1:2.5万的航磁测量。这些航磁资料为勘查评价铁矿资源潜力提供了重要依据。如湖北某地,在进行1:20万比例尺航磁测量时,曾在一条测线上发现强度较大的磁异常。开始按铁矿勘探,后在强磁异常旁侧的次级低缓磁异常找到了深部含铁磁铁矿,才肯定了该矿床的工业价值。

三、重磁勘探步骤

首先,系统地收集研究区区域地质、矿产、航磁、重力、及地质勘探报告等数据资料并进行分类、整理及数据录入工作(如坐标配准、矢量化、属性表赋值等),建立多源综合信息预测空间数据库。其次,通过对矿区区域地质背景综合分析,逐步理清了矿床所产出的地质构造环境及其主要成矿地质特征与找矿标志,建立了矿床找矿地质概念模型;在此基础上,利用多种数据处理方法分别对研究区区域重磁、化探、遥感数据进行处理和地质解释:应用地球物理位场边缘信息增强的方法(斜导数及其水平导数和欧拉反褶积反演方法)对重磁数据边界信息进行增强处理,运用向上延拓的方法分离重磁区域异常和局部异常,建立重磁解译标志,推断和解译覆盖区隐伏构造和岩体。

四、重磁方法勘查评价铁矿的应用实例

现以西藏矿产资源潜力评价第二批矿种物探资料应用研究课题,以西藏1:50万的航磁数据和1:100万的区域重力数据为基础资料,通过系统总结前人资料和结论,以西藏自治区航磁、区域重力异常特征为主要依据,结合相关物探、地质等资料,主要推断超基性岩体的范围及其断裂构造的分布;以蛇绿岩型铬铁矿为主要例子,利用高精度磁测、重力资料来研究铬铁矿矿体的异常特征,探讨、研究航磁资料对间接寻找铬铁矿资源的作用与规律,以及直接利用高精度磁测、重力资料寻找铬铁矿矿体的效果,从而根据航磁异常的分布特征对西藏自治区未知铬铁矿的分布区域做出推断,同时扩大已知矿区的找矿远景。西藏自治区已知铬铁矿矿床主要分布在藏南(象泉河-雅鲁藏布江超基性岩带)和藏北(班公湖-东巧-怒江超基性岩带)两条超基性岩带。两条超基性岩带与近东西分布的高航磁异常条带相对应,该条带状异常主要反应了控制超基性岩带的深大断裂构造和岩体分布。由于断裂带中及两侧分布的不同地层或岩体存在密度差异,导致其上方出现重力梯度带,而重力梯度带及其变异带上分布众多的航磁局部异常,这些局部磁异常是目前全区已知有色、贵金属矿的主要分布地带。结合地质化探资料,掌握重(磁)异常的分布情况对开展矿产勘查及找矿评价有着重要的意义。

五、重磁勘探的应用前景

在铁矿石供应严重短缺的今天,应大力加强铁矿的勘查和研究工作。尤其是对一些找矿远景区、呆老矿山、危机矿山进行重新评价具有重大的现实意义和社会经济意义。地球物理方法技术在近十几年来的飞跃发展,重力、磁力勘探仪器的精度提高,为解决上述矿问题提供了广泛的可能,为查明岩体和发现矿床提供了强有力的手段。随着磁法精度的提高,在固体矿产勘查中,发现10~20nT的异常己不再困难,这大大提高了磁法在沉积白分布区的应用能力。2004在自治区国土资源项目支持下,阿克苏沉积型锰矿床进行了高精度磁测。应用弱磁异常圈定岩性边界,推断异常体的埋深及产状,充分发挥弱磁异常在地质找矿中的作用十分重要。

重磁方法因其设备轻便、耗时短、 提交结果迅速,深受人们欢迎。事实证明重磁法在找铁矿中曾起着重大作用,因此在研究工作中应充分发挥重磁法的找矿作用,特别是对重磁异常进行重新评价,同时采用一些先进的方法技术,新的成矿理论,如GIS、MRAS等计算技术模拟、判别分析等。进行找矿时,首先,应遵循地质是基础的原则,只有了解工作区的地层情况、地质构造,才能确定该区域是否有成矿条件,该测区是否有成矿的可能,进而指出物探测量的方向。其次,综合是关键,各种物探资料的解释是互相补充、相互验证,充分发挥各种方法的长处。重力、磁法的科学组合是勘查评价铁矿、区分磁异常性质、寻找富铁矿的有效综合找矿方法。□

(作者单位:山东金桥煤矿)

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