深部金属矿产资源地球物理勘查与应用

韦玲美

摘要：在人类社会发展过程中，离不开工业的发展，但是为了部分工业化建设中对地表进行了不合理的开发和利用，出现了资源枯竭、能源浪费、破坏环境等方面的问题。尤其是金属矿产在实践开发过程中存在着一系列的问题，浅层矿产已经基本被开发利用枯竭，因此现阶段，金属矿产资源重点放在了深部金属矿产资源开发项目中，而这就涉及到了地球物理勘查技术的开发和利用

文章将以地球物理勘查在深部金属矿产勘查中的应用重要性出发，结合具体工程实力，对具体应用过程进行深入的论述，以为今后参考使用。

关键词：深部金属矿产资源；地球物理勘查；应用；技术分析

一、地球物理勘查在深部金属矿产资源勘查中的价值

在深部地学填图、优选深部找矿靶区方面，通过前者，可以对规定区域内的成矿原因及相关因素进行具体查明，进一步分析成矿规律性，从而对深部矿靶区进行合理选定。通过地球物理勘查方法，可以对上部沉积层构造特点加以探知，并对矿区的整个风化程度、基底情况加以明确;另一方面，能够对深部的地球物理情况进行反演模型构建，然后，对其展开具体的分析、评估、确定;以金属矿产资源为例，主要是与地底岩浆作用关系密切，所以，透过这种特殊性，能够利用岩浆运动来对金属矿产的成因进行细致分析;另外，通过深部岩性填图，可以对赋矿层位进行确定。

二、工程概况

我国某省一铁矿区的大部分面积都为平原丘陵地貌，均被第四系所覆盖，地势起伏较为平缓，位于中部山脉的主峰位置处，最高海拔为298.8m，最低海拔高度小于100m；矿床为沉积变质型铁矿，研究矿组主要分为C1-4层矿，其中C2层储量占矿体的80%以上，长为340m，宽在500-900m范围内，平均厚度为28.51m,埋深为0-550m；

研究区域内存在多个航磁异常，地磁异常主要呈现出强度较大、形态较为规则、异常走向不同、中心正负范围较大的特点;且经过测试发现，研究区内的闪长岩磁性最强，其次为铁矿石和泥灰岩，综合判断在此区域内深部可能存在工业铁矿体。

三、技术

采用CSAMT法，即可控源音频大地电磁法，属于人工源频率域探测法;采用张量、矢量、标量3种方式进行测量；在场源方式方面，有磁偶极源、电偶极源，本次研究选取后者；从原理方面看，主要是以音频大地电磁法、大地电磁法为基础，通过向地下引入某一音频范围的谐变电流，然后，再利用频率变化进行具体的数据采集、分析，其条件需具备足够的抗干扰能力、分辨能力、电性差异等。

四、应用分析

4.1测线布置

对研究铁矿区内的地质条件和磁测量结果进行综合考量，选择了较为典型的C1和C2线进行可控音频大地电磁法的勘查;其中，C1线穿越了磁测量数据结果正负异常成对出现的区域，且由南向北穿越了最大正异常区；而C2线则在最后到达了磁异常0值线。因此，测线的布置沿着由南向北的方向进行，且与磁测工作线相重合，保证测线上各点之间的距离为40m；其中，C1线上的测点数量为41个，C2线上的测点数量为40个；两条测线上AB极矩分别为1.4km和1.2km。

4.2完成工作量和质量评价

从研究区内的81个测点中选取了7个点进行检查，其中包括C1线上的两个点和C2线上的五个点，占总测量点的8.64%，满足相关的标准要求;其中，检查点是在同一坐标位置、同一场源，在不同日期所进行的重复采集点，保证了检查点在测区内的均匀分布;检查点先后两次的观测电阻率的相对误差为4.6%，符合均方差小于5%的实际要求，由此可以说明工作质量符合要求。

4.3数据处理

通过对数据的处理，如图1所示，判断在C1测线上的磁异常出现的原因主要是因为地下埋深300m的高阻异常而导致的，位于21-51号的记录点之间，呈偏长方形的形态，且在高阻异常体的上方还存在厚度约为250m的低电阻率区，判断是第四系覆盖；由于闪长岩是磁性较强且电阻率较大的矿石，因此初步判断此异常体是闪长岩侵入体。

通过对C2测线的可控音频大地电磁法反演电阻率断面图，发现在1一11号记录点的地下100m处存在视电阻率较高的高阻体;在1178号记录点的地下600m以内的视电阻率形态较为一致;在地下600-1100m范围内为层状高阻体，且右侧电阻率增长较为明显，推测在11-21号记录点之前为含水构造，且在1一11号测点之间可能存在接触带。

五、数据解释

5.1磁法数据正演模拟

(1)M2异常区剖面半定量解释

通过分析发现，存在一强磁性体的圆形等效地质模型，其磁强度为800×0.01A/m，磁倾角垂直地面向下，埋深在地下350m范围左右，半径在200m左右；通过正演模拟，推测出引起M2异常的磁性体埋深较浅，且磁强度较大，其宽度约为400m。

(2)MS异常区剖面半定量解释

通过分析发现，存在一狭长形状的等效地质体，其埋深在350m左右，磁强度为700×0.01A/m，磁倾角垂直地面向下，长度约为500m，并向北稍倾斜;通过正演模拟，推测MS异常是由埋深较浅的强磁性体所引起的。

5.2地球物理信息综合处理

可控源音频大地电磁法的两条测线布设方向为由南向北，都位于第四系覆盖，并不存在较为明显的矿体露头;通过对磁测数据异常曲线和其变化磁极曲线以及可控源音频大地电磁测量得到的电阻率，来推测出研究区域内的地下地质构造情况。

①在C1线地质断面图中，在埋深为300m的位置以内，主要是由第四系的黄土、砂土和粘土组成的；在埋深为300-1000m的区域内存在闪长岩体，其外侧主要是由片麻岩和混合片麻岩组成的；并且在闪长岩的右侧和下方均有可能存在着铁矿。

②在C2线地质断面图中，在埋深为300m的区域以内，同样是由第四系的黄土、砂土和粘土共同构成;在埋深为300-900m的区域内则主要是由黄岗岩、片麻岩等组成；在埋深900m以下存在一闪长岩体，且在花岗岩和片麻岩的接触位置处可能存在矿化体;通过最后的钻孔勘查，在地下800m处见磁铁矿化体，由此说明了深部金属矿产勘查中应用地球物理技术的可行性。

六、结论

综上所述，事实上，深部金属矿产资源勘查工作存在着一定的难度，而在科学技术发展带动下，地球物理勘查应用技术较过去相比有了明显的提高，因此在今后的工作过程中应当深入的调查和了解地球物理勘查方法在深部金属矿产资源勘探方面的具体应用情况，提升勘查技术应用灵活性，创新技术应用，为深部金属矿产勘探工作的进发创造条件。

参考文献：

[1]杜发.地球物理方法在甘肃省狼娃山磁铁矿的成矿综合应用解释[J].工程地球物理学报，2016（04）

[2]吕启良.安徽贵池地区燕山期岩浆岩与铜金钼成矿关系：来自地质—地球化学—地球物理证据[J].地球科学与环境学报，2016（04）