重力勘查在寻找铁矿上的应用分析

李峰

（中国冶金地质总局第三地质勘查院 山西太原 030002）

重力勘查在寻找铁矿上的应用分析

李峰

（中国冶金地质总局第三地质勘查院 山西太原 030002）

随着我国矿产资源的持续发掘与开采，浅层、表层的矿产资源已生产殆尽，矿产勘查工作也向更为深层与复杂的地质环境转变，并对矿体勘查技术也提出了新的要求与标准。本文以重力勘查技术为切入点，就其在示例地区的铁矿寻找应用做相应的分析，期望为我国铁矿资源勘查效率与技术的提升提供有益的参考。

重力勘查；铁矿勘查；剩余重力异常；密度差异

伴随我国社会经济的持续发展与建设，对铁矿资源的需求逐步增加，而铁矿勘探是保障铁矿资源储量、进行铁矿开采工程的必要前提工作。但随着多年来我国铁矿勘查的展开与深入，目前在地表寻找铁矿的工作也变得愈发困难，原有的磁测勘探法因其对隐伏铁矿的低磁波动不能准确认定，在斜磁化与风化壳地区对铁矿位置产量的推测不够准确等问题，已不能适应现有找矿作业的技术需求。因此笔者以重力勘查技术为研究对象，就其在寻找铁矿的具体应用方式作相应的分析研究。

1 重力勘查技术概论

重力勘查技术是地球物理勘探的一类分支方法，其通过检测和围岩有密度差别的矿体所发生的重力值异常波动，达到认定矿体在岩层中的具体位置、形状性质与大小数量的勘探目的，使得人们能对该地区的地质情况与矿产储量有一个具体精确的判断，为后续的采矿工程奠定矿产勘测的基础。相比于磁法勘查技术，重力勘查不受电磁干扰作用，只需要矿体与围岩存在着一定的密度差异，其技术就能依照密度差产生的重力值异常与波动进行分析、演算与研究，从而推断出矿体所在岩层中的具体位置与产量等情况，避免了磁法勘查中受电磁异常干扰而不能准确发现或判断矿体情形的缺陷，实现高效准确寻找铁矿的勘查目的。

2 重力勘查技术在寻找铁矿上的具体应用

2.1 勘查地区地质、岩层密度条件概述

要研究重力勘查技术在寻找铁矿上的应用方法，就应依照具体示例，透过所在地区的铁矿勘查工作分析重力勘查技术的实际运用策略。这里举我国北部黄土高原中某一平坦地区为示例，其位于华北陆块成矿带，矿产资源丰富，其地段属于岩浆活动较强的中生代构造，所产铁矿大多为角闪岩相沉积形成的变质岩。即在火山与沉积作用下形成，并受所在地区岩层构造与层位的作用，历经长期的变形变质影响最终构成的铁矿。示例地区大部分为为黄土覆盖，仅在少数地带如老包山、巨羊坨等地，出露五台群庄旺组、长城系高于庄组等岩脉如图1所示（图1所反映的虽是剩余重力异常图，但也反映了本地区地质结构，可作为参考）。

图1 示例地区剩余重力异常图

如前文所言运用重力勘查技术的基础是对矿体与围岩存在密度差别，因此只有对矿体所在地区的岩层密度特性与差异有具体深入的勘查了解，才能进行对重力值异常的分析推断工作，最终确定出本岩层铁矿的具体位置信息等。所以在示例地区进行重力测量的前提是对其地质密度情况的了解，通过收集各类地质样品并进行详细的测定，其所在地区的岩层物体的密度指数如表1所示。

依据表1，能够发现磁铁石英岩与围岩存在着0.481×103kg/m3的密度差异，可以对此岩层采用重力勘查法进行测量研究其重力值异常，从而判断其岩层是否存在矿体以及矿体的具体信息。

表1 示例地区岩层各单位密度指数表

2.2 重力测量工作

进行重力测量工作主要是用大比例尺是关键的技术工具，在本地区使用1：5万的比例尺，并设计测量的总精度控制在±0.200×10-5/s2范围内。测量点位以自由网状结构分布，且不小于5点/km2。所测区域内建设一个重力基点，与省Ⅱ级基点相互联系共同测量。实地测量中使用CG-5型高精度重力仪进行具体测验，并将示例地区地形改正划分为远、近、中三种类型区域，远区域地形改正又细分为一、二、三小区，远一区地形改正的半径为500～2000m，收集1：10000DEM数据，从而得出5m×5m的高程数据体。远二区地改半径为2～20km，收集1：50000DEM数据得出25m×25m数据体。远三区（半径20～166.7km）建立1000m×1000数据库。中区（20～50m）与远一区地改半径相同，所收集数据与建立数据体也一致。近区（0～20m）则直接采用罗盘按8个方位进行地形倾角的野外测量。对测量工作与数据的改正主要使用RGIS2006软件进行。

2.3 重力值异常结果

将重力值异常数据信息做整理归纳后，发现异常值整体，呈现东高西低、北高南低的走向，异常高值集中在地区西北部与东南部，反映了其区域基地底层埋深的变动规律，例如西部重力异常值低下就是盆地地形的体现。但对重力异常的推断是建立在排除掉重力值中与寻矿因素无关的数值，单纯只依照矿体与围岩密度不均产生的重力异常值的基础上进行。因此在实际分析判断中应研究去除区域地形影响后的重力异常值，依据剩余重力异常判别矿体性质与分布。图1所示的Ⅰ～Ⅸ范围就是去除区域异常影响后的剩余重力异常高值地区。从图1中可知重力异常值的走向呈北东、北西方向，图内共含9个重力异常高值地区。

2.4 对矿藏的寻找结果

磁铁石英岩本身的密度较高，在剩余重力异常上的显示一般表现为明显的高异常值，因此结合本地地质情况，可大致推断剩余重力异常高值是由矿体所引发的，即铁矿所在地区与剩余重力异常高值地区基本重合，因此其9条重力异常高值区也可视为含铁建造带。之后再对部分含铁建造带进行钻孔勘查，其中Ⅰ、Ⅳ含铁建造带均有寻找到了铁矿体，例如Ⅰ号含铁建造带本身虽已有几处开矿点，但依然发现数个可见矿，且各矿点在不同钻孔位均能见矿。同时Ⅳ号含铁建造带南部凹陷区域虽不属于建造带范围内但因其局部重力异常值突出，对其进行钻孔也发现有可见矿。可见重力勘测技术在示例地区发挥了较好的寻矿成果。依照此法可对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号含铁建造带东北侧与Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ含铁建造带进行逐一钻孔勘查，寻找到隐伏矿产的几率与潜力极大。

3 结束语

使用磁法勘查技术在寻找掩埋深度不大或电磁干扰小的渠底效果尚佳，但随着铁矿勘查与挖掘采矿工程的推进，浅层地表与稳定地质结构的铁矿资源已被开发殆尽，其技术已愈发不能适应复杂深层地质结构的矿产探测需要。因此，在铁矿勘查工作中善加利用重力勘查技术，发挥其寻找铁矿作业中的优势特点，才能有效推动我国矿产资源的持续探查与发掘，保障社会经济发展的稳定，并为铁矿勘查技术的提升进步提供应用经验。

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P631.1

A

1004-7344（2016）15-0175-02

2016-5-10

李峰（1981-），男，工程师，本科，主要从事地质工作。