综合物探方法在找矿中的应用

武秀芳　薛永军

【摘要】随着我国经济飞速发展，对矿产资源的需求量不断增大，各地纷纷开展矿产资源勘测工作，物探大功率激电法和地面高精度磁测法在矿产勘查工作中发挥了其不可替代的作用。通过对内蒙古自治区某铁矿的实例证明，此两种方法在发现铁矿等金属矿产有着明显的效果。

【关键词】矿产资源勘测；大功率激电法；地面高精度磁测法；铁矿

1. 前言

本次勘测的矿区在五、六十年代进行过小比例尺的普查工作，该矿在开采过程中，发现某些地段与原来提交的报告成果不太相符，为进一步查明矿区内铁矿的分布及赋存规律，受该铁矿公司的委托，在该矿区进行了比例尺为1：5000（50m×20m网度）的物探激电中梯和高精度磁法勘测工作，本次工作的目的是通过物探工作发现异常，通过对地质、物探资料的综合研究分析，对测区内电、磁异常进行解释推断，进一步查明矿区内铁矿体的赋存特征、形态大小、埋深等产状要素，为下一步勘探工程布置及矿产开采提供依据。

2. 地质特征

测区地貌属中低山丘陵区。区内地形起伏不大，沟谷切割不深，地形总体呈西高东低，最高点位于矿区西部，地形标高1221.9m，最低点位于矿区东部冲沟中，地形标高1162m，最大相对高差约60m。测区地表大面积出露志留-泥盆系下统温都尔庙群包日汗组一段、二段，石炭系下统和第四系全新统，零星出露铁矿层及岩浆岩脉。

3. 地质构造

3.1构造。

（1）测区区域上位于锡林浩特～二道井复背斜西端南翼次一级复式向斜构造带中，天山-阴山纬向构造带之北缘，哈尔干音乌拉复式向斜之北翼，绍尔包格呼都格复式向斜之西部。测区外西部分布有东西向逆断层、北西向扭性平推断层及近南北向或北东向张性或扭性平推断层。受区域构造影响，测区西部及南部分布数条性质不明断层。

（2）哈尔干音乌拉复式向斜：轴向280°左右，东端仰起而封闭，向西开阔，中心出露地层为温都尔庙群包日汗组第三段，底部为第一段。向斜的南北两翼不对称，北翼向南倾，倾角30°左右；南翼向北倾，倾角50°～60°间。由于区内构造具多旋迴性，以及构造叠加作用，所以在向斜构造两翼地层中，均有次一级小褶皱构造发育。其北翼地层层序是倒转翼。

（3）绍尔包格呼都格复式向斜：由一个倒转背斜和两个向斜构造所组成，轴向由近东西向而变为北东向，倒转背斜的南翼是倒转翼，构成向斜的岩层均为温都尔庙群包日汗组第一段的第一层岩性组成。

3.2岩浆岩。

测区处于内蒙晚期华力西地槽褶皱带内，由于区内构造运动剧烈，所形成的褶皱以及断裂构造为岩浆岩活动创造了空间条件，所以华力西期各种岩浆活动频繁，测区内零星分布有闪长岩、花岗斑岩、花岗细晶岩、粗玄岩、辉绿玢岩及长石斑岩等岩脉。

4. 矿体地质特征

测区铁矿层产于温都尔庙群包日汗组的第一段、第二段及第三段中的第一层下部的绿帘石化绿泥石板岩之上部，因此，铁矿层也分为三层，各矿层的矿体顶底板岩石多为绿帘石化绿泥石板岩，矿层一般倾向南，局部倾向北，倾角30°～70°度左右，铁矿体的产状与矿层产状一致。

（1）第一层铁矿层：矿体围岩为绿帘石化绿泥石板岩，倾向北，倾角50°～70°间。矿体处于次一级短轴而紧密的倒转背斜构造中，由2～5层矿体组成，矿体呈薄层状。矿石主要矿物成份为磁铁矿，当磁铁矿出露在地表或隐伏在一定深度之下，长期遭受风化和地表水的侵蚀、氧化作用，则使磁铁矿氧化成假象～半假象赤铁矿。原为磁铁矿之矿石，几乎全被赤铁矿所交代。

（2）第二层铁矿层：矿体之围岩为绿帘石化绿泥石板岩，倾向南，倾角30°左右，矿体位于哈尔干音乌拉复式向斜构造北翼及其仰起端。矿体连续性差，呈似层状、扁豆状、串球状，矿体主要矿物为磁铁矿，次为假象赤铁矿。

（3）第三层铁矿层：为测区主矿层。矿体产在绿帘石化绿泥石板岩与绢云绿千枚岩中，倾向南，倾角30°左右，矿体连续性好，主要由两层铁矿组成，矿体呈似层状、扁豆状，厚度1.09～10.19m，平均厚度2.29m，矿石主要矿物为假象与半假象赤铁矿，其次为磁铁矿。

5. 地电场特征

根据设计，在测区进行了激电中梯和高精度磁测工作，经过在已知剖面的试验和面积性工作实测，发现激发极化法效果反映比较明显，一般在赤铁矿的围岩，即绿帘石化绿泥石板岩上，它的极化率值在1.5﹪左右；在地表出露的矿化体上，若品位较低的，极化率值在1.5～2.5﹪左右；在矿体上，含矿相对较富，品位达到40%以上时，极化率在ηs=4.0～6.0%左右；视电阻率ρs值在矿体上反映了低电阻率特征，其ρs=100-200Ω.M；在已挖的矿坑及矿体埋藏较深一带ρs=160-240Ω.M；极化率数值反映较低的区域，对应的视电阻率相对较高ρs=250-450Ω.M；根据这些岩矿石的物理特征和试验剖面的解释结果，为在本区采用激发极化法探测铁矿体，提供了较为有利的条件。

6. 地磁场特征

（1）通过地面磁测资料可以看出，区内铁矿和各类磁性岩有着不同的磁场特征，这种不同磁场特征的差别，成为本区磁测工作中区分矿与非矿异常的重要依据。

（2）本区出露地表和埋藏浅规模较小的磁﹙赤﹚铁矿体，它们的磁场强度较大，经不同矿点测试，其强度可达400～700nT，异常较好的区域其强度可达600～900nT，并显示了负极大值△T=-250nT，无磁铁矿体反映的区域其强度一般在100～200 nT，有些地方磁场强度与正常场非常接近。

（3）由于本区这种电、磁场强度的差异，在本区进行电、磁法勘测，是具备其地球物理前提条件的。

7. 野外工作方法

本次勘测工作投入的方法为大功率激电中梯法和高精度磁法测量法。

7.1大功率激电中梯法。

使用的设备：大功率激电中梯法使用的供电设备为中装集团重庆地质仪器厂生产DJF5-1A、DZ5-1A大功率发射机，测量使用该厂生产的DJS-8接收机。工作方式为短导线双向短脉冲方式，正反向供电，供电时间16S，断电延时100ms，采样宽度40ms，测量次数1次。工作供电极距AB=1000m，线距=50m，MN=40m，点距=20m，测量段为（1/3～2/3）AB，采用一线供电七线测量方式。供电站间断记录供电电流随时间的变化参数值，电流数值仪器自动存储。接收机各测量参数都是自动读取并存储，测量时注意观察数值的变化情况，出现不连续的异常或有其他特殊情况时，均做了重复观测，直接读取的参数为一次场电位差及视极化率值，一次场电位差均大于25mv。

7.2高精度磁法测量法。

（1）地面高精度磁法测量法使用的仪器是重庆奔腾数控技术研究所开发研制的新一代WCZ-1质子磁力仪。其磁场测量精度为±1nT，分辨率高达0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。其具有的大存储容量、高分辨率、灵活性使它得以成为便携式、移动式、基站式磁力仪。通过更改探头结构，可以以0.1nT的分辨率进行总场和水平、垂直梯度的测量。在野外测量工作前，首先进行了磁力仪一致性、探头一致性、仪器一致性及探头、主机一致性等性能试验和噪声试验。

（2）基点兼日变站的选取合理。根据国际地磁参考场IGRF，输入测区若干个点的坐标求出正常地磁场值，再结合实地条件将基点确定在测区北距测区约2Km的地方，该位置是进出测区的必经之地，远离建筑物和工业设施，附近没有磁性干扰物（特别是可移动磁性干扰物），基点处设有固定木桩标志，在基点处布置了井字型剖面，在半径3m及地形平坦范围内、磁场变化不超过设计总均方误差的1/2。基点采集150个数据，数值基本接近，经统计基点值为56469.24nT。

（3）基点及日变的观测分早晚两次进行，早观测先于4台仪器观测前，晚观测在4台仪器停机后进行。早晚观测各记录两个观测值，要求读数之差小于1.5nT，其观测结果经日变改正后，早晚闭合差不大于2倍观测均方差。所有测点观测工作仪器均在基点以日变站磁力仪时间（包括年、月、日）进行秒级同步，清除内存；所有操作员、记录员全部进行去磁检查，工作时，磁力仪探头（带标志的一侧）指向东，外业观测前，要检查仪器工作电源，检查仪器与探头连线是否完好，工作中随时检查仪器的时间，内存是否正常，确保仪器、探头始终处于良好的工作状态。面积性测点读数两次，两次读数之差小于1nT，记录存储最后一个观测值。

（4）观测中探头高度一致，探头方向指向东（带标志的一侧），人距探杆的距离为一臂之距，辅助人员远离探头，确保无人为干扰。

8. 结论

（1）室内资料处理基本与野外测量同步进行，当天对野外测量数据进行复核检查，复核无误后进行各项数据处理，最终绘制物探工作实际材料图、激电中梯ρs平面等值线图、ηs平面等值线图、磁测ΔT平面剖面图、磁测ΔT平面等值线图及综合成果图，经过对收集资料及本次勘测绘制的各种成果图综合研究分析后，大功率激电中梯法圈定出甲级异常3个，乙级异常7个；高精度磁法测量法圈定出异常4个。根据物探分析解释结果，结合本区地质、钻孔、地球物理及成矿条件推断，本区电、磁测除磁1号异常体与激电异常不一致外，其它吻合对应较好，认为：电、磁异常应属矿致异常。本次两种物探手段进行了重合测试，发现磁测成果没有激电成果能与已知钻孔资料相符，这是由于本区铁矿为赤、磁铁矿，本身磁化率低，故只能作为一种辅助手段，大功率激电中梯法测量是最有效的手段。

（2）我单位提交正式报告之后，矿方进行钻探及掘进验证，在圈定的异常处均发现了有意义的矿产，且品位及储量均较高，得到了矿方的好评与感谢！