磁法勘探的技术与其在铁矿勘察中的应用

李 庚

（江西省地质局九0二大队，江西 新余 338000）

国家不断前进和发展的过程中，消耗了大自然中大量的矿产资源，同时处于工业产业高速发展的当下，工业发展导致民众对铁矿资源的需求量越来越大，在人类迫切需要从自然中获取更多的矿产资源的同时，对铁矿勘察技术的要求越来越高。国家财政部门也加大了对矿产勘察技术创新和发展的资金投入，所有铁矿勘察技术中，磁法勘探技术在矿铁资源的开采和应用方面发挥了重要作用，同时磁法勘探技术也是被使用最为广泛的一种铁矿勘察技术[1]。本文就对铁矿勘察的意义和技术标准要求进行了解、分析磁法勘探的特点和注意要点、探索磁法勘探在铁矿勘察中的具体应用，为铁矿勘察时磁法勘探的具体应用提供参考。

1 铁矿勘察的意义和技术标准要求

1.1 铁矿勘察的意义

在人类发展的过程中，铁矿资源为人类的经济发展作出了重要贡献，是一个国家经济得到持续性发展的重要前提。在新中国建立以来，我国在工业生产发展过程中取得了显著成绩，其中应用铁矿资源生产钢铁的产量以跃居世界第一，可见矿产资源在我国经济发展过程中发挥的重要作用。但是随着开采力度的不断加大，矿产资源越来越少，导致我国实现经济可持续发展的战略目标受到了严峻的考验，同时在不断发展和建设国家各项事业的过程中，我国对于铁矿资源的需求量只会越来越多，因此就出现了铁矿资源供需矛盾的问题[2]。铁矿勘察的不断发展能够缓解我国矿石行业的严峻形势，由于目前未探测到跌倒矿产资源非常丰富，就需要铁矿勘察技术不断得提高，以此来更加精确的发现更多的矿产资源，缓解当下我国矿产资源需求不足的现状；同时铁矿勘察有效发现铁矿的同时，为扩大我国的铁矿资源，寻找更多未发现的铁矿资源作出重要贡献，是符合我国矿产资源实现丰富后备战略意义的唯一途径。

利用磁法勘探可以将铁矿的磁性进行精准分析，通过研究铁矿资源存在的地质情况，可以对Fe的分布规律进行重新设定，从而提高铁矿的勘查效果。磁法勘探是利用磁异常现象，建立出一个空间矢量区域，通过空间坐标轴，将存在矿产资源的区域，以磁场变形的形式展现，从而提高铁矿的勘探效果。由于磁场会受到各种信号的干扰，导致勘查误差增加，本文以高精度磁力仪作为磁法勘探的基础设备，减少勘查误差。并针对铁矿的磁场变化规律，从多个角度集合实际勘查数据，将复杂问题简单化。此外，利用磁法勘探需要针对不同的地质进行不同的分析。因此，在勘探铁矿的过程中，需要将地磁场进行分析，并排除地磁场产生变形的矢量区域，从而减少勘探误差。在磁法勘探过程中，磁场观测结果至关重要。在观测点进行磁场观测时，需要端正磁异常现象的提取目标，通过叠加观测值与推测值，综合考量此时地质铁矿的成熟度。本文利用磁法勘探技术，对铁矿进行勘查，旨在提高铁矿勘查精度，对铁矿的开采具有深远的意义。

1.2 铁矿勘探的技术标准要求

在铁矿勘探的过程中，对铁矿勘察的技术有着非常高的标准要求，要满足以下五点要求。

1.2.1 全面规划

铁矿资源的采集要以以人为本为出发点，同时也要落实科学发展的重要内容，在铁矿勘察过程中要做到提前十年对其进行铁矿勘察工作得多全面规划和部署。全方位的规划和部署工作要做到既要解决商业化发展问题，也要实现公益性发展的目标；既要在局部上展开规划，又要对全局进行把控；既要促进铁矿开采工作的有效实施，又要实现铁矿勘察实践经验的丰富和完善。磁法勘探可以利用磁场的变化，将相关实物的变化进行剖析，由于铁矿石具有磁性，其磁性环境会对周围磁场造成一定的变形，可以精准地分析出不同地质的磁性变化，从而提高铁矿勘查效率。除此之外，铁矿存在在区域与环境不尽相同，铁矿产出的环境也无法预知，在勘查过程中，会出现较大的环境限制，从而影响勘查结果。传统铁矿勘查时，会在地上布设相关工作线，随后进行下一步开采工作，如果工作线没有涉及其他区域，该区域的岩石将不会受到重视，降低铁矿开采范围。因此，为了保证铁矿开采效果与开采范围，本文对铁矿勘查技术有着较高的标准。首先，对铁矿资源进行全面规划，打破工作线铺设的局限性；其次，利用磁法设备，将铁矿勘查数据的提取简化，从而了解铁矿中的空间赋存状态；最后，不需要精密与复杂的测算，即可以分辨出铁矿存在的大致范围，提高铁矿勘查效率。

1.2.2 目标明确

在进行铁矿勘察时要具备明确跌倒勘察目标，要依据我国的自然资源和社会环境的具体情况和需求制定勘察目标，再依据目标对铁矿的核心矿区进行勘察。同时要对铁矿勘查的目标区域、应用区域进行不断的拓展，以此来适应时代的变化。铁矿中的Fe，是在长时间地表运动形成的，Fe3O4与FeTiO3产量较多，质量也较好。而Fe3O4与FeTiO3普遍会距离地表存在1.5km～3.0km，此范围内存在较多的沉积变质作用，极易形成铁矿。本文认为，在铁矿勘查过程中，需要以Fe3O4与FeTiO3作为主要勘查目标，并以沉积类、变质类的岩石为主要勘查对象，将目标明确后，可以保证铁矿开采的专一性，最大限度地提高矿石开采效率。

1.2.3 布局合理

在铁矿勘察布局的问题上，要依据我国的自然风貌和铁矿资源的分布情况进行布局，同时为了实现布局的合理性，在铁矿勘察过程中要将铁矿资源在自然环境中的分布与城镇化建设、公共设施建设相关联，做到合理化的铁矿勘察布局。由于铁矿普遍存在于固定的区域内，该区域会存在较长的矿化带，长度在1000m左右，宽度在20m左右。矿化带以多层的形式为主，产状在319°以内，但不低于309°。因此，铁矿的勘查倾角需要在40°～60°范围内，在此范围内的铁矿石，平均体重在3.6×103kg/m3，Fe2O3的品位会在15%以上，但是在30%以下，此种Fe的品位较高。因此，合理的布局可以最大限度地提高Fe的勘查质量。

1.2.4 体制健全

为了促进勘察工作的顺利进行，铁矿勘察工作要制定完善的铁矿开采管理制度，确保各政府部门的工作能有效落实，用健全的体制，实现铁矿勘察工作的有效实施[3]。对于铁矿勘查来讲，健全的体制至关重要，只有将体制健全，才能提高铁矿勘查的后方工作能力，为勘查人员提供安全保障。

1.2.5 科技创新

为了确保铁矿勘察工作的有效性，要助力铁矿勘察技术的不断创新，实现用科技助力产业发展的目的。

2 磁法勘探的特点和注意要点

2.1 磁法勘探的特点

图1 某地航资料三维反演解释结果

磁法勘探的原理是通过对自然环境中的影响各种岩石发出磁性差异和磁性变化进行分析，从而实现发现有用的铁矿和了解地下地质结构的目的。作为最早使用的一种铁矿探测技术，具有以下五点特点：

（1）探测准确性。由于磁法勘探的工作原理是利用磁感应来探索地下岩土的磁铁矿跌倒情况，其能够精确捕捉到不同磁铁岩石之间的差异，从而能够精准定位铁矿在地底下的位置，确定铁矿资源的整个范围，因此磁铁勘探技术具有很强的准确性。

（2）实用性强。磁法勘探技术在实践中的应用较为广泛，不受各种环境的影响，而且各种客观条件对其跌倒约束力较弱，能够适应各种勘探环境，在各勘探技术中磁法勘探技术具有很强的多应用自由，具备很强的环境实用价值，为铁矿勘察提供了一种非常实用的技术支持。

（3）效率高。过去传统的磁法勘探技术其勘探技术较差，使得其在工作量大，工作复杂的情况下难以有效得实现铁矿勘探。随着科技发现，磁法勘探的技术得到了全面的升级，目前使用的磁法勘探技术是结合了卫星定位仪器的新型技术，能够确保其在劳动强度大，工作内容复杂的情况下，依旧可以实现高效的铁矿勘察工作。

（4）经济实用价值高。由于磁法勘探的技术的有效性和精确性高，且成本不高，能够为企业的开采工作提供有效的帮助，探索出更加有价值的铁矿资源。

（5）运用方便节时。磁法勘探仪器不断与时代发展同步，在技术上实现了很高的成就。操作也越来越简单。目前的磁法探测仪能够做到自动化的工作，并且将采集到的数据与计算机系统结合，进行处理，使用起来非常方便节时。

2.2 磁法勘探的注意要点

磁法勘探技术虽然越来越高，但是在具体应用中要注意以下几点。

2.2.1 合理选择磁测参量

磁法勘探的应用要依据具体的工作区的特征和工作任务的要求以及设备的工作能力，来进行合理选择磁测参量。因此磁测参量选择一定要对磁感应异常情况能够准确进行分析和感应的具体参量。同时要根据工作区的具体实践条件和实际情况的要求，进行磁测参量的选择，这样才能有效实现探测矿体不同特征的目的。一般情况下，铁矿石的磁测参量会选用相关样品，4块铁矿石的磁变化规律会在0.00675～0.03582SI的范围内，平均磁场变化规律为0.01833SI，剩磁变化规律为149.11×10-3～516.31×10-3m范围，因此剩磁能量变化为307.32×10-3m。在铁矿石勘察过程中，灰岩、石英岩、千枚岩均为磁测参量的主要数据；4块灰岩的磁变化规律会在0.00055～0.000132SI的范围内，平均磁场变化规律为0.00086SI，剩磁变化规律为10.21×10-3～38.31×10-3m范围，因此剩磁能量变化为27.32×10-3m。4块石英岩的磁变化规律会在0.00033～0.000136SI的范围内，平均磁场变化规律为0.00062SI，剩磁变化规律为3.66×10-3～10.50×10-3m范围，因此剩磁能量变化为6.80×10-3m。4块千枚岩的磁变化规律会在0.00038～0.000166SI的范围内，平均磁场变化规律为0.00128SI，剩磁变化规律为11.02×10-3～19.12×10-3m范围，因此剩磁能量变化为15.45×10-3m。本文将以上参量作为铁矿勘查的重要标准，以此保证铁矿的高效勘查。

2.2.2 重视磁干扰现象

磁法勘探技术运用过程中能够反映出铁矿的磁感应异常情况，虽然磁法勘探能够反映出铁矿磁异常的明显情况，同时也会受到周围环境磁场的干扰。因此要对环境进行全面的调查，确保在铁矿勘察过程中不受其它磁环境的影响，或能够排除其它磁

环境的干扰。比如，人类活动中的高压电线、地下管道，和自然环境中的太阳黑子活动影响。

2.2.3 重复测量异常区域

图2 磁异常等值平面图

在通过磁法勘探技术发现磁异常情况后，为了确保勘探结果的准确性和真实性，要对磁异常点活区域进行反复多次的勘探，确保勘探信息的全面性和完整性，同时要对异常区域进行调查，对实际环境区域中的地质进行观察和探究，避免其它磁场因素的干扰，对整个磁异常环境进行反复的勘探，将数据信息进行全面有效的收集和整理，避免导致出现勘探准确性不足的情况[4]。

3 磁法勘探在铁矿勘察中的具体应用

磁法勘探技术作为一种应用最为广泛的铁矿勘察技术，由于其勘探原理，使得磁法勘探对于铁矿的勘探具有非常高效的作用。因此，在实践勘探铁矿的过程中应用磁法勘探技术，帮助江西省地质局九0二大队进行了大面积的勘探工作，在铁矿勘察过程中取得了丰富的成果,发现了中型铁矿4处以及小型铁矿7处。

3.1 测算面积寻找勘探中心区域

在矿区内设置多个观察点，以1：3000比例进行工作区布网，运用磁法助探工作，用电子追踪技术，经电脑系统处理，获得图像。我队202x年7月在江西省xx地区1：3000面积进行磁法勘探工作，结果显示磁异常为4条交错的条带状异常，走向近南北向，长约1000m极大值2600m，同时根据图异常的特点推断为4条交错的铁矿体。经过后续的继续深挖勘探，得到的结果与磁法勘探数据显示一致，应体控制长度1000m。磁异常的处理与转换是磁法勘探的关键环节，可以更好地突出磁异常的特征，将实测异常值更加贴近理论假设值，在此基础上，满足磁法勘探的异常解释，保证磁法勘探的合理性。本文为了提高测算面积的精准度，将磁异常数据采集进行网格化处理。在铁矿勘查过程中，经常会遇到复杂的地势环境，导致无法精准地测算面积。本文利用磁法勘探设备，将探测区域进行预设，并按照实际情况对异常轨迹进行修复，从而提高测算点的测量精度。因此，在数据处理过程中，需要将测点进行有规律的分布，并优先搜索插值点附近，再利用多项式法则，将不规则的实际数据换算值网格化数据，从而提高数据处理效果，进一步提升测算面积的精准度。

3.2 深入勘探

根据磁法勘探的图像显示，对区域进行深入的地理位置和地质环境的观察，在对周围环境土地面积进行计算，确定工作区。202x年1月我队在江西省南昌市xx地区1：4000磁法勘探，经过勘探次此磁法勘探的土地较为厚，经磁法勘探的图像显示在地下岩石之中存在2条平直的条带状磁异常情况，走向为近东西向，长度约为800m,经过图像的特征推断应该为铁矿体。在深入挖掘和勘探的过程中，发现一条条带状铁矿体在挖掘时出现失误，导致断裂发生，用磁法勘探仪进行勘探，发现并没有断裂，且根据钻孔后实际情况表明，与磁法勘探的勘探结果高度吻合。

3.3 收集信息，对比结果

在202X年4月，江西省地质局九0二大队在一处铁矿工作区，根据环境和地质情况，以1：2000的比例进行布网，运用磁法勘探技术结合GPS技术，对工作区进行全面的信息收集，同时将收集到的数据进行电脑系统的处理得到图像信息，反复对比图像中的磁异常情况，找到磁异常的点或线的区域，对区域进行反复的磁法勘探，得到全面、准确的信息，将信息进行整合，确定磁异常点，对磁异常点进行钻孔深入勘探，经过挖掘发现实际情况与磁法勘探得出的结论一致，磁法勘探技术的应用不仅高效且非常实用。

4 结语

综上所述，目前我国正处于高速发展的工业化中期阶段，工业发展，国家经济不断增长都需要更庞大的矿产资源作为后备支撑。但是由于近100年来，我国开采了大量的矿产资源，导致自然界的铁矿资源逐渐减少，使得目前我国出现了铁矿资源供需不平衡的矛盾问题，为了缓解矿产资源使用不足情况，实现为国家经济发展储备铁矿资源的目标，要提高铁矿资源勘探的技术，提高铁矿资源开采的力度，挖掘还未发现的潜在的大量矿产资源。磁法勘探技术作为我国较早使用的铁矿勘察技术，具有精确性高、实用性强、便捷高效的优点，同时随时代发展不断完善勘察技术，用科技带动勘探产业的发展，实现了矿产勘查的有效性，为国家的工业发展提供了有力的支撑。