矿山高精度磁法勘探重磁反演方法研究

（甘肃省有色地质勘查局白银矿产勘查院，甘肃 白银 730900）

1 地质特征

文章以某矿区为例，研究高精度磁法勘探重磁反演方法。在研究之前需要充分了解矿区的地质特征。该矿区为铁矿区，地层为下泥盆统大南湖组下亚组，一套海相中-基性火山熔岩及中-酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩地层。

矿体形态主要为似层状，矿石矿物主要为磁铁矿，属海相火岩型矿床[1]。该铁矿区区内断裂构造发育完善，三条矿脉走向大致为SN、NE、EW，岩体主要为侵入岩，岩石种类主要有辉绿岩、石英、闪长扮岩、花岗岩等。具体地质情况如图1所示。

图1 某地区区域地质略图

2 重磁反演方法

磁法勘探重磁反演方法的工作原理是将矿区以单元组合的形式进行反演处理，在这个过程中，只有物性发生变化，而地质单元的形态不发生任何改变，然后在此基础上，圈定场源范围。

其理论依据是磁源可以通过离散作用，转化为一组电源模型，与空间某点发生反应，产生磁场值。其转化公式为：F=GM（G=系数矩阵，M=磁化强度矢量）。

一般来说，一个模型得出一个磁化强度值，会与实际情况存在拟合差，因此需要建立多个模型，减小拟合差，使磁化强度值达到同一期望水平，即所谓的“反演多解性”。但是为提高勘探系效率，相关研究人员期望确立一个特定的模型，因此利用地球物理反演理论，假定了一个有关磁化率的目标函数，使拟合差达到最小，以期贴近真实数据[2]。在此期间，目标函数不是固定的，而是根据矿山探查数据的变化而随时进行调整，一般情况下，反演目标函数的定义公式如下：

在以上的公式中，ws、wx、wy都是矿山的空间函数，αs、αx、αy、αz是决定沿某个方向重要性的系数。经过实际计算，发现如αx/αs的比值越大，模型沿X方向就越平滑。

3 岩矿石密度和磁性特征

对某铁山矿床岩矿石密度和磁性特征进行统计，如表1所示。

由表1可知，当矿体具有一定规模和适当埋深时，能在地表形成重力、磁力异常，为矿区开展高精度磁法勘探提供了有利的前提条件。

表1 某铁山矿床岩矿石密度和磁性特征统计表

4 结果与分析

传统的物探工网存在网度较疏的问题，使得对矿山勘探的精确度较低。

因此为弥补这一情况，本次某矿山的勘探会在2.50km2的工区内，以20m×20m网度部署测网，利用磁法勘探重磁反演方法用开展了高精度矿山勘探工作[3]。经过多次、反复的测量和计算，发现此矿区重磁异常，具体情况如下：矿山有4处存在磁异常情况，有5处存在重力异常情况。最后，对重磁数据进行了多次验证，并获取了地下密度体和磁性体的三维分布信息，为找矿工作奠定了基础。

5 结语

综上所述，矿产资源是我国国民经济发展的物质基础，从我国经济的发展速度和人口数量的增长两个方面来看，我国对矿产资源的需求量会越来越大，因此加大矿产资源的供应量是国家发展的必然趋势，这也将导致浅表矿产会被大部分开采殆尽。

因此为保证矿产资源的供应量，需要对矿体深处储存的矿产资源进行勘探，其中高精度磁法勘探重磁反演方法是最常用的，能对深埋矿进行准确的寻找，它适应性强、效率高，是矿山勘探的最佳选择，为我国矿山的勘探工作带来了极大的便利。

[1]吕芙瑶.油气勘探重磁电震联合反演进展研究[J].文摘版:工程技术,2015,14(51):280-280.

[2]张春贺,尹成明,甘贵元,等.重磁电一体化勘探技术在柴达木盆地西部复杂地区的应用[J].石油物探,2017,56(4):607-616.

[3]柳建新,孙欢乐,陈波,等.重磁方法在国内外金属矿中的研究进展[J].地球物理学进展,2016,31(2):713-722.