井中三分量磁测在深部找矿中的应用

侯军朝，王 胜，田玉杰

（河北省地矿局第十一地质大队，河北邢台054000）

井中三分量磁测在深部找矿中的应用

侯军朝*，王 胜，田玉杰

（河北省地矿局第十一地质大队，河北邢台054000）

井中三分量磁测作为铁矿深部找矿工作中寻找井底、井旁、巷道外围盲矿体的一种重要手段，在磁铁矿勘查领域受到越来越广泛的重视和应用，在磁异常的勘查中，利用井中三分量磁测结果对指导下一步勘查工作均取得了较好效果。

磁异常；井中三分量磁测；矢量；铁矿

1 概述

由于我国铁矿资源紧缺，每年需进口大量铁矿石，而进口铁矿石价格逐年增长，当前我国对于铁矿资源的勘探任务艰巨。由于浅部铁矿石储量有限，随着时间推移，可开发程度较低，目前国内铁矿资源勘探目标主要为深部铁矿，勘探深度一般在1000～2000m，深部铁矿的要求亟需提高综合物探水平，磁法勘探是其中一种十分有效的找矿方法，本文研究的是井中三分量磁测技术应用。

2 井中三分量磁测原理及优缺点

井中三分量磁测作为物探方法的一种，是磁法勘探和测井勘探相结合的一种勘探方法，以岩石、矿石的磁性特征为物理基础，测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁异常。主要测量地磁场的垂直分量或3个正交的分量，然后对测得的数据进行相应的计算处理，并按照解释需要绘制成相应的图形，最后以此进行推断解释［1］。

井中三分量磁测技术是利用已有的钻孔或巷道，对钻孔底部和巷道外围进行进一步的勘查，相比其它方法具有更大的经济优势，尤其在已知矿区的深部和外围，有着其他物探方法无可比拟的优势，更适合于铁矿深部找矿。缺点是只能在没有套管的钻孔中进行测量。

井中三分量磁测作为常用的几种地下物探方法之一，具有更加接近地下目标地质体，受地表覆盖层和人文噪声影响小、径向探测范围大、能提供各种磁场信息和良好的空间定位能力等特点。可用于圈定孔中、巷道中所见矿体（磁铁矿或含铁磁性矿物的多金属矿）的深度、厚度、走向、倾角、长度、品位及钻孔打漏的矿体，寻找井旁、井底、巷道外围的盲矿体，划分磁性与非磁性岩体的分界面［2］。由于井中磁测具有以上特点，所以其对于研究金属矿区的地质构造具有重要意义，是勘探磁铁矿和含磁性矿物多金属矿床的一种有效的手段。在实际应用中也取得了较好效果，在铁矿勘查深部找矿中是一种必不可少的手段。现以实际工作中的几个找矿实例，说明该方法对于今后相似类型磁异常的勘查研究提供参考。

3 举例阐述井中三分量磁测技术在实际中的应用

3.1 矿床类型及地球物理特征

本地区位于河北省南部，太行山南段东麓，属太行山脉与华北平原间的山前丘陵地带，大地构造位置位于中朝准地台(Ⅰ2)、山西断隆(Ⅱ32)、太行拱断束(Ⅲ112)、武安凹断束(Ⅳ332)东部。矿产资源丰富，是重要的煤炭钢铁能源基地。本地区赋存的矿床类型为矽卡岩型铁矿和沉积变质铁矿［3］，以矽卡岩型铁矿为主。

矽卡岩型铁矿主要分布于河北邢台—邯郸以西的沙河、永年、武安、涉县一带，矿石类型以磁铁矿为主，为富铁矿且多为单一矿种。一般产于奥陶系中统地层中、受新华夏系构造控制、燕山期中性岩浆岩是其成矿母岩，这3个因素是矽卡岩型铁矿的主要成矿条件；闪长岩类岩石与中奥陶统灰岩的接触带蚀变强烈、分带现象明显，从围岩向岩体依次可分为：大理岩化灰岩带、磁铁矿化带、矽卡岩带、蚀变闪长岩带。区内有名的如西石门铁矿、中关铁矿、白涧铁矿。

沉积变质铁矿亦称受变质硅铁建造铁矿或鞍山式铁矿，主要是指早前寒武纪沉积的条带状铁建造经受不同程度的区域变质作用而形成的铁矿床。区内沉积变质铁矿的基本特征是分布广泛，原始沉积层位多，由于受后期变质、构造、混合岩化等地质作用影响规模变化大，形态比较复杂。矿石类型主要为磁铁石英岩，主要分布于冀东地区，较大铁矿由司家营、庙沟、榆关等。

由岩(矿)石标本的磁参数，磁铁矿较其它岩石具有较明显的物性差异，开展磁测工作有良好物理前提，见表1。

表1 主要岩、矿石磁参数统计表

3.2 应用解释与推断

3.2.1 实例1

由于本区铁矿勘查程度较高，矿产开发较早，较浅铁矿资源已基本枯竭，现矿产勘查方向只能向深部进行。虽然磁测仪器精度较过去有了很大提高，但由于深部矿体埋深大，浅部有开采矿体残渣、建筑物、高压线等人为的影响，在地表引起的磁异常一般都很弱或不完整，相对才几十纳特，即使精度再如何提高，效果仍然不太理想，而井中三分量磁测则可以利用钻孔或已有巷道避开上述干扰，更好地反映周边盲矿体赋存的情况。

武安某铁矿区位于太行山隆起与华北沉降带的接壤处，武安断陷盆地东部东缘、鼓山背斜北部倾没端。其地面磁异常呈北东向长条状，面积0.68km2，以200nT等值线圈定，最高值250nT，相对幅度60多纳特，其形态较规整、曲线圆滑，为一矿致、低缓异常（见图1）［5］，为矽卡岩型铁矿。该区大部分被第四系黄土覆盖，局部有闪长玢岩出露。主要地层由老到新为古生界奥陶系、石炭系、二叠系和新生界第四系。

矿区普查先后两期共施工了17个钻孔，11个见矿，限于当时条件，一期仅部分钻孔进行了井中磁测［6-7］。由图2Ⅱ线地质剖面图看，ZK1钻进至529m未到接触带时因事故终孔与矿层中，未进行井中磁测，在孔底见两层矿，厚约19m；ZK4仅在716m接触带见1m厚铁矿，井中磁测ΔZ曲线呈反“S”形，为矿头反映，且异常幅宽达400多米，推断ZK1所见的2层矿引不起如此幅宽的异常；ZK2在383～447m、695m接触带共见6层矿，累计厚约36m，井中磁测ΔZ曲线在矿层附近基本对称，异常幅宽较小，推断钻孔基本处于所见矿层中部，向两侧延伸近距离内不会变厚；ZK7、ZK14、ZK1101均只在接触带见1～15m厚矿，据ZK1101井中磁测结果分析，ΔZ曲线在接触带矿层处呈反“S”形，为矿头反映，上下异常幅宽很小，推断该孔穿过矿层的南部边部，矿层向北延伸变厚，向南延伸及厚度均较小［8］。

依据井中磁测结果，二期布设施工了ZK401、ZK801。ZK401于孔深386.14～672.07m见矿22层，总厚119.65m，井中磁测ΔZ曲线在各矿层上下外磁场均为正异常，推断钻孔打在所见矿层的中部，向南北都有一定的延伸；ZK801只在接触带见矿2.33m［8］。

通过2期普查的勘查工作，尤其是二期依据井中三分量磁测推断结果布钻勘查，提交的磁铁矿推断的内蕴经济资源量（333）为1121.4×104t，相比一期增加了841.7×104t，取得了明显的深部找矿效果［8-9］。

3.2.2 实例2

由图3看，胡家庄某矿区磁异常形态呈北东略长的椭圆状，形态规整，为一沉积变质作用的矿致异常，矿体呈北东—南西向延伸较大的薄板状，倾向北西，倾角一般70°～80°。以往开采过浅部（70m以上）铁矿，后来整顿时被填埋，地表矿渣、建筑物、高压线较多，干扰严重。恢复开采后的主井、巷道位置如图3所示。主井深度600m，巷道施工至目前位置均未见矿。对巷道进行了井中三分量磁测，点距5m，依结果绘制了巷道三分量图。由图看，0～19号点为北西向巷道，0～12点ΔZ曲线为负值，矢量较小且指向西部斜上方；13～19点曲线变正值且逐渐增大呈张口状，矢量指向西部左下方且逐渐增强；推断巷道继续向前不远可见矿。20～42号点为正北向巷道，ΔZ曲线为负值，20～38点曲线由负几十纳特到极小值-5700nT,至42点上升为-3900nT，矢量由小逐渐增大且指向上方，28～42点矢量相交于38点附近，推断沿巷道继续向前见矿概率较小，应退后5m左右向左侧开巷见矿可能性较大。后按推断方向进行了施工，2d后在40点左侧见12m厚矿，19点往西约15m见矿，说明井中三分量磁测在巷道中也具有较好的应用效果。

4 结束语

通过以上2个实例及实际生产中大量的应用效果，如沙河白涧铁矿、武安西马庄、灵山等铁矿勘查中，及崇义、团城铁矿等铁矿深部巷道测量，证实井中三分量磁测在深孔、巷道中或巷道中施工的钻孔，对确定见矿层的深度、厚度、延伸、规模，寻找盲矿体均有较好的反映效果，是深部找矿勘查必不可少的一种辅助手段［9］，并在地质勘查深部找矿中得到了广泛的应用。

[1]熊选文.井中三分量磁测［M］.地质出版社，1974.

[2]周平.几种金属矿地下物探方法评述［J］.地质通报，2009（28）.

[3]李玉林.河北省邯邢地区邯邢式铁矿磁测编图报告［R］.河北省地矿局第十一地质大队，1989.

[4]陈天振.井中磁测［M］.地质出版社，1985.

[5]王风俊.河北省邯邢地区和村工区地磁普查成果报告［R］.河北省地质局物探大队，1979.

[6]崔玉宝.河北省武安县某铁矿区初步普查地质报告［R］.河北省地矿局第十一地质大队，1981.

[7]刘延凯.河北省武安市某铁矿普查（续作）报告［R］.河北省地矿局第十一地质大队，2013。

[8]杨坤彪.利用井中磁方位异常判断磁性体位置的方法［J］.物探与化探，2010（34）.

[9]王庆乙.高精度井中三分量是矿山深部找矿的有效手段［J］.物探与化探，2009（33）.

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1004-5716(2016)12-0110-03

2016-03-04

2016-03-05

侯军朝（1971-），男（汉族），河北邢台人，工程师，现从事磁法、电法、测井工作。