磁法勘测在铁矿勘查中的应用

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[摘要]地面磁法勘测技术在寻找地下铁矿方面发挥着重要作用，也是使用较为广泛的勘测方法。地面磁法是根据自然界中各种岩石和矿石所产生的不同磁场出现的磁异常来确定矿产资源的一种方法。随着科技的发展，磁测仪器的技术水平越来越高，所采集到的数据越来越精确，地面磁法在地质勘探方面必将会发挥更大的作用。

[关键词]磁法 勘查铁矿

[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-206-2

0前言

上个世纪以来，我国科学工作者利用地面高精度磁法勘查铁矿的技术就已经比较成熟，说道最早利用磁法勘测露头铁矿的技术，其历史更是悠久。上至九十年代初，国内就出现了一大批从事高精度磁法找矿研究的物探工作者。2000年以后，磁法勘察已发展为直接或间接勘查铁矿等有色金属的有效方法。特别是针对隐伏铁矿，深处大矿等具有及其重要的意义。早前的科学工作者利用高精度磁法找矿的成功案例也非常多。综上所述，磁铁矿具有较强的磁性，为强磁性体，与周围岩层有明显的磁性差异，因此，选用高精度磁法寻找磁铁矿具有实际可行的物理前提。

矿产地质勘探领域的地面磁法也即磁法勘探，它的原理是采用专业仪器观察和分析岩层和矿石磁性的差异所引起的磁异常，以此研究地质构造和宝贵矿产资源的分布规律。作为一种日益成熟的物理勘查方法，磁法勘探在地质勘查和铁矿勘探中得到了越来越广泛的应用。但是，并不是说所有的矿石的勘探都可以借助地面磁法，磁法勘探的精确度在某些矿石的找寻中效果并不理想。磁法勘探运用的基础和关键因素是需要勘探的矿物必须具有强磁性，而在实际矿物中，只有磁铁矿、雌黄铁矿、钛磁铁矿和磁赤铁矿等少数铁矿物才具有强磁性，因此磁法勘探技术也多在铁矿勘查中得到广泛应用。我国对地表和浅层的矿物的勘探开发已接近极限，尤其是对铁矿石的开采储量已经到了快要枯竭的境地，我国也由此成为国际上铁矿进口量最大的国家。我国铁矿石使用的现状警示我们，只有努力提高深层铁矿石和隐伏铁矿石的勘探能力，才能摆脱对铁矿石越来越明显的依赖现状。我国幅员辽阔，地质分布多样，这种地质环境理论上应该蕴藏有大量矿产资源，尤其是尚未触及到的勘查难度极大的隐伏铁矿石的数量更是惊人，但是勘察隐伏铁矿石是摆在地质勘探人员面前的一大技术难题。

1铁矿勘查的意义及途径

1.1缓解铁矿资源不足的途径

提高铁矿地质勘查能力，科学评估中国的铁矿资源储量，提出有关找矿靶区和及时进行勘查验证，这对于扩大中国铁矿资源量、缓解铁矿石大量进口的严峻形势具有十分重要的意义。另一方面，需要组织有关科研队伍对难选难冶的铁矿石进行充分利用的攻关研究，使其得以实现最合理的利用。上一世纪六十年代中期，中国在一些重点工业区进行过两次以寻找富铁矿为重点的铁矿会战，并取得了重要成果。但是由于当时的条件十分有限，技术水平十分局限，对于一些隐伏的铁矿和深部矿床未能进行有效勘探和评价。因此，在新一轮的全国找矿工作中。国家要全面贯彻新的找矿思想，采用新的找矿理论和先进的磁法技术及勘探评价体系。

1.2铁矿勘查的主要方法

对于铁矿勘查，寻找和发现铁矿最有效的技术是磁法和重力。磁法用于找磁铁矿，重力用于找无磁性（弱磁性）的赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、菱铁矿、镜铁矿等。重力和磁法的科学组合是勘查铁矿、寻找富铁矿、区分磁性的有效而综合的找矿方法。

磁法找矿成果显著，是找铁矿的最基本方法，宁芜地区的铁矿最早于1921年被发现，现已发展为一个著名的成矿带。回顾宁芜地区发展历史，发现绝大多数铁矿床都是依据磁异常发现并扩大的。跟据宁芜地区的勘探的统计资料显示，全区已有的15个大中型铁矿床中，有9个是验证磁异常时被发现的[1]。

该区应用磁法找铁的主要经验有：

（1）合理采用不同比例尺的航磁和地磁测量，迅速集中普查目标，直接寻找大中型铁矿；

（2）结合地质条件，分析各类铁矿的磁异常特征，充分发挥磁法的勘探作用；

（3）地质物探结合，配合矿床勘探评价工作，反反复复地进行异常的推断解释；

（4）应用磁测井、预测井下以及井旁的矿体，研究矿体产状，为合理部署勘探工程与区分地面磁异常性质提供重要依据。

根据实际测量磁异常的形态特征，对实际测量磁场数据进行了位场转换、磁化方向计算、导数计算以及反演，对磁性体各参量的磁场特征、梯度变化特征和几何形状进行数学物理分析研究。对磁测数据主要进行了TZ 转换、Z（ 化极） 、延拓、垂向一、二阶导数和正、反演计算等数学处理方法，达到了减少干扰、提取有用信息和避免多解的目的[2]。

2地面高精度磁测方法技术

2.1仪器

物探磁测采用北京地质仪器厂的CZM -3 质子磁力仪。手动采样周期4s/次，自动采样设为10s /次，以观测日变数据[3]。各项性能指标测定数据如下：

操作及点位误差 ± 1.47nT

仪器的噪声水平 ± 0.7nT

仪器的一致性 ± 1.06nT

探头的一致性 ± 0.75nT

2.2野外工作方法

2.2.1测网布设

物探测网的布设采用两级布网法，根据磁异常中心位置和形态特征，来确定测网形状及基线方向。在1：10000地形图基础上，进行基线和测线布设，划分测区大小和形状。实际工作中，对所有磁异常中心位置进行了查找和定位。测区面积16.5平方公里，测区布设20km 剖面测量。

2.2.2测点定位方法

基线测量采用野外轻便的GPS施测，定点精度为4m。根据设计的基线方位和基线点坐标，用GPS 实地逐点定位测量，埋设质量好的标志并标明点线号，以小红布为标志。野外施测前，首先在国家等级控制点上对GPS 进行了校对，选择符合工作地区的参数。

2.2.3数据采集方法

测点观测按照测网进行，观测参数为总场强度T，观测过程中对异常点和畸变点均进行了多次观测，日变观测使用了与野外观测类型相同、性能优良的仪器，在基点上进行。在一个工作日内，日变观测开始于野外生产仪器早校正点观测之前，晚校正点观测之后；读数采样时间为10s。

对于寻找隐伏矿体而言，过去的找矿技术与方法，往往局限于定性却没有定量计算。采用现代的新的找矿技术与方法，不仅要从成矿地质条件、形成机制理论上阐明铁矿的成因模型，还要从找矿技术上建立对应的找矿模型。首先要对靶区有矿或无矿要进行定性分析，其次还要对有矿靶区的大致范围和空间三维位置、一般形态以及规模、有无构造断层等因素进行合理评价，并大致确定铁矿储量，对钻孔位置进行深部验证，提交新发现的地质远景储量。

3小结

在铁矿石产量严重不足的今天，应该大力推进铁矿的勘探和研究工作，尤其是对一些找矿远景区、老矿山、危机矿山进行重新评估，具有重大的现实意义和社会经济意义。磁法因其设备轻便、用时短、结果迅速，深受人们欢迎。事实证明，磁法勘测在找铁矿过程中起着重大作用，因此在研究工作中应充分发挥磁法勘测的找矿作用，尤其是对磁性异常进行重新评估，并且采用最先进的技术，新的理论，如GIS、MRAS等技术进行模拟和分析。

找矿时，要遵循“地质是基础”的总原则，只有了解了矿区的地质情况和构造，才能确定该区域是否有开采价值，该区是否有出矿的可能，从而得出勘测的方向。其次，综合统筹是最关键的，各种物探资料的解释是互相验证，相互补充的，要充分发挥各种技术的优点。重力加磁法的组合方式是勘查和评价铁矿、区分磁性异常性质、寻找富铁矿的有效合理找矿方法。而对磁性异常的重新解释和评价往往会对老矿山、危机矿山起着十分重要的作用，马道铁矿就是在对磁异常进行重新推断评价后，才得以重见春天的一个成功事例。

参考文献

[1]邓军，吕古贤，杨立强，郭涛，方云，舒斌.1998.构造应力场转换与界面成矿[J].地球学报，19（3）：244-250.

[2]梁宝俊，李云刚，李双庆，张建生.2008.内蒙古中部鞍山式铁矿及找矿方向[J].西部资源，（02）：59-61.

[3] 柳建新，胡厚继，刘春明，韩世礼，谢维.2006.综合物探方法在深部接替资源勘探中的应用[J].地质与勘探，42（4）：71-74.