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      高精度磁法在二道溝鐵礦深部找礦中的實際運用

      2021-07-23 23:13:35張慶義
      科海故事博覽·下旬刊 2021年2期

      張慶義

      摘 要 高精度磁法測量是鐵礦山深部找礦的主要方法之一,在尋找礦區(qū)及外圍深部隱伏礦體中成果顯著。高精度磁法能勘探測量出大面積的低緩磁異常,極具找礦價值,運用該方法尋找礦區(qū)深部及外圍隱伏礦體效果明顯。遼寧省二道溝鐵礦勘查運用高精度磁法測量在采礦區(qū)及外圍發(fā)現(xiàn)大面積的低緩磁異常,經(jīng)過工程驗證為深部隱伏磁鐵礦引起,取得深部找礦的重大突破,使礦山資源儲量大幅增加。本文就該法在尋找深部隱伏礦體的幾點經(jīng)驗進行總結(jié),希望對同類鐵礦山深部找礦起到借鑒作用。

      關(guān)鍵詞 高精度磁法 深部找礦 質(zhì)子磁力儀

      中圖分類號:P631.2 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0745(2021)02-0061-04

      高精度磁法測量適用于地下隱伏磁性體在地表產(chǎn)生的弱磁異常的觀測,在鐵礦深部找礦勘探應(yīng)用廣泛。運用該法在遼寧省二道溝鐵礦山及外圍普查中發(fā)現(xiàn)成片的低緩異常帶,其異常由強到弱有明顯的規(guī)律,判斷由深部磁性體引起。經(jīng)鉆探工程驗證,成功的尋找到規(guī)??捎^的隱伏礦體,采礦區(qū)內(nèi)資源儲量由原來的91萬噸增加到5033萬噸,外圍普查區(qū)新增資源儲量823萬噸。實現(xiàn)了尋找深部隱伏礦體的重大突破。本文以該礦山為例,對所取得的磁異常進行研究分析,并結(jié)合本區(qū)的地質(zhì)情況,有利的證明了高精度磁法勘探,在尋找磁鐵礦上是一種行之有效的辦法[1]。

      1 礦區(qū)地質(zhì)概況

      遼寧省二道溝鐵礦大地構(gòu)造位置為中朝準(zhǔn)地臺北緣(Ⅰ),膠遼臺?。á颍?,鐵嶺—靖宇臺拱(Ⅲ),摩里紅凸起(Ⅳ)之上。區(qū)域內(nèi)地層除第四系外,出露的地層均為太古宙石棚子組(Aras)變質(zhì)上殼巖系,部分遭受了混合巖化作用和早期鈉質(zhì)花崗巖的侵位。巖性主要有黑云斜長變粒巖、淺粒巖、石英角閃巖、磁鐵石英巖等。地層呈單斜狀,整體走向為256°左右。傾向166°左右。傾角40-60°。常見少量的輝綠巖、煌斑巖等脈巖,本區(qū)鐵礦均賦存于石棚子巖組內(nèi)。礦床成因?qū)俪练e變質(zhì)鐵礦床之“鞍山式鐵礦”(見圖1)。

      2 磁法測量

      2.1 礦區(qū)巖礦石的磁性參數(shù)

      礦區(qū)主要巖石為黑云斜長變粒巖、淺粒巖、石英角閃巖。經(jīng)測試其磁化率κ均值分別為320nT~450nT。已采礦石磁化率κ均值1500nT-2000nT。500nT以上均由磁性體引起。由此可見礦區(qū)礦石與圍巖存在明顯的磁化率差異,可采用高精度磁法展開找礦工作[2]。

      2.2 普通磁法測量

      普通磁測使用的器儀為MCL-2型微機磁力儀,抗干擾能力差,極向轉(zhuǎn)頭誤差大,部分臨時操作人員素質(zhì)差,經(jīng)常誤差在±500nT以上,儀器和儀器間一致性差,經(jīng)常出現(xiàn)串珠狀異常,鄰線對比會出現(xiàn)假異常等。該儀器適合尋找淺部磁鐵礦體、普查區(qū)掃面、異常驗證等工作。

      礦區(qū)之前采用的是普通磁法測量,誤差大、磁異常凌亂、無規(guī)律、弱小異常被掩蓋了,找礦效果不佳。

      2.3 高精度磁法測量

      高精度磁法測量經(jīng)常使用的儀器為PMG-2型質(zhì)子磁力儀,該儀器穩(wěn)定性好,有足夠的靈敏度和精確度,分辨率高,測量誤差在±5伽馬以內(nèi),適合異常驗證、深部找礦。

      為提高找礦成效,二道溝鐵礦采礦區(qū)內(nèi)開展了高精度磁法測量工作。采用RTK測量系統(tǒng)及手持GPS衛(wèi)星定位儀進行基線測線布設(shè)并進行閉合差校訂保證坐標(biāo)精度。采用PMG-2型質(zhì)子旋進型磁力儀,測量前按照要求進行儀器一致性和噪聲水平測定,滿足要求后進行測量[3]。網(wǎng)度50m×20m,共布設(shè)勘探線48條,測線南北向。測量面積3.2Km2。所測的原始數(shù)據(jù)后經(jīng)過日變矯正、正常梯度矯正以及高程矯正,得到磁異常值ΔT。通過計算機Surfer軟件繪制成礦區(qū)地表ΔT磁異常等值線平面圖(見圖2)。

      通過高精度磁法測量發(fā)現(xiàn)有大面積低緩異常存在,異常正值數(shù)據(jù)多在1850~600nT之間,磁異常呈逐漸遞減的規(guī)律性,分析由深部磁性體引起并切延深逐漸增大。

      3 工程驗證

      礦區(qū)經(jīng)高精度磁法測量取得了南北兩處低緩磁異常,南部異常呈扇狀分布,長800m,寬950m,北側(cè)為負(fù)異常,南側(cè)為正異常并且異常值逐漸變小。地表部分與Fe1號礦體吻合,判斷由深部磁性體引起,隨后進行了鉆探施工。共施工鉆孔39個,按100m(平距)×100-200m(斜距)網(wǎng)度布置鉆探工程。經(jīng)過施工驗證,地表低緩磁異常均有深部磁鐵礦引起,除Fe1號礦體延深逐漸加大外,新發(fā)現(xiàn)隱伏礦體3條。施工的鉆孔見礦34個,未見礦5個,見礦率87%。鉆探總進尺15462m,控制孔深196m至790m。

      主礦體為Fe1號,其資源儲量占礦區(qū)的68%。該礦體由25個鉆孔控制,礦體走向76°,傾向166°,傾角50~70°,兩端向下側(cè)伏,長度由原來的230m增至660m。延深由原來的166m增加至1100m。厚度6.36~58.22m,平均厚度38m。mFe品位平均23%(見圖3)。

      工程驗證結(jié)果所發(fā)現(xiàn)的礦體與低緩異常吻合較好,使用高精度磁法測量取得了找礦突破,礦區(qū)新增資源儲量4942萬噸,經(jīng)濟效益顯著。

      4 礦區(qū)外圍深部找礦

      4.1 地質(zhì)特征

      礦區(qū)外圍地層與礦區(qū)內(nèi)地層一致,地貌特征為低山丘陵區(qū)。出露的地層仍為太古界鞍山群石棚子組(Aras)。巖性主要有黑云斜長變粒巖、淺粒巖、石英角閃巖等。地層整體走向為260°左右。傾向166°左右。傾角40~65°礦區(qū)外圍地表未見鐵礦露出。

      4.2 外圍高精度磁法測量工作

      在礦區(qū)取得較好找礦成果后,礦區(qū)外圍開展了高精度磁法測量,測量面積2Km2。使用儀器及方法同采礦區(qū)一致,點密度50m×20m。布置南北向測線21條。測熱通過高精度磁法測量發(fā)現(xiàn)礦區(qū)南200處部存在低緩磁法異常,并繪制成圖。通過異常數(shù)據(jù)分布與礦區(qū)內(nèi)對比,預(yù)測由深部隱伏磁鐵礦引起。

      4.3 外圍普查區(qū)磁異常工程驗證

      外圍普查區(qū)測得1處低緩磁異常帶及幾處小異常,其中分布于中間的M1異常最好。首先進行地表查證,發(fā)現(xiàn)東部呈北東向展布的串珠異常為高壓電塔引起,予以剔除。

      主要磁異常M1呈葫蘆狀東西向展布。異常帶長1Km,寬160m~460m,北部為負(fù)值異常區(qū)。正異常數(shù)據(jù)為1500nT~ 550nT,負(fù)異常數(shù)據(jù)為-2700nT~-200nT,通過與二道溝采礦區(qū)內(nèi)所測的低緩磁異常及完成的工程驗證結(jié)果對比分析,磁異常數(shù)值略高于圍巖,初步判斷普查區(qū)低緩磁異常由深部隱伏磁鐵礦體引起,預(yù)測礦體埋深250m~600m。通過反演結(jié)合上下延拓很好的推斷了礦體的賦存狀態(tài)、規(guī)模和延伸,最終經(jīng)鉆孔驗證發(fā)現(xiàn)了埋深較大的盲礦體[4]。

      對M1異常西部按100 m(平距)×100m(斜距)布置鉆探工程,勘探線5條,設(shè)計鉆孔10個,孔深300m~620m。實際施工鉆探14個,進尺8471m,孔深431m~684m,其中11個鉆孔見礦,3個未見礦,見礦率78%。

      4.4 外圍普查區(qū)磁法找礦成果

      經(jīng)過鉆探施工發(fā)現(xiàn)8條隱伏磁鐵礦體,以Fe6號礦體規(guī)模最大。Fe6號礦體位于16~18號勘探線,由9個鉆孔控制。礦體呈透鏡狀,有膨大收縮現(xiàn)象,長314m,礦體走向東西,傾向南,傾角40°~56°。中部緩傾,礦體延深293米,厚度11.57~51.56m,平均厚度27.63m;品位mFe29.97%~mFe34.40%,平均品位mFe25.55%。礦體埋深271m~630m,賦存標(biāo)高145m~-225m。礦石由條紋條帶狀磁鐵石英巖組成。外圍新增資源儲量823萬噸,其中Fe6號礦體資源儲量614萬噸,占資源儲量的74%。礦區(qū)外圍運用高精磁法尋找隱伏礦體取得較好的效果。

      5 結(jié)語

      根據(jù)二道溝鐵礦區(qū)的深部隱伏礦體的找礦實踐,總結(jié)出深部找礦應(yīng)注意的幾點建議,以便加強同類礦山的深部找礦工作。

      (1)具有成礦的區(qū)域地質(zhì)條件,鐵礦點較多。

      (2)圍巖和礦體磁性差別大,排除干擾異常。

      (3)地形多為中低山、溝谷開闊等。

      (4)地表多為低緩異常。

      (5)異常成梯度逐漸衰減。

      (6)正異常強度較高,常伴有負(fù)異常存在。

      高精度磁法測量在礦區(qū)及外圍尋找深部隱伏磁鐵礦體成效顯著,特別是低緩異常區(qū)的深部找礦具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢、前景廣闊。

      參考文獻:

      [1] 衣吉偉,劉紅香.高精度磁測在馬家鐵礦找礦中的應(yīng)用[J].吉林地質(zhì),2014,33(02):74-77.

      [2] 李劍琦.磁法勘探在實例找礦中的應(yīng)用[J].世界有色金屬,2017,10(下):92-93.

      [3] 袁昆,李洋,徐濤,呂行.地面高精度磁法在遼寧板城鐵礦勘查中的應(yīng)用[J].中國錳業(yè),2019,37(01):82-85.

      [4] 馮堅.高精度磁法在新城鐵礦找礦中的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)資源,2020(01):50-51.

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