井中磁测在矿区找矿中的应用效果及经验

井中磁测在矿区找矿中的应用效果及经验
颜廷杰;朱谷昌
【摘要】文章以湖北大冶铁矿、山东金岭铁矿、河北迁安铁矿和新疆蒙库铁矿等矿区的典型钻孔为例,对井中磁测在发现井旁盲矿并确定其空间位置、预报井底盲矿及估算见矿深度方面的地质找矿效果以及井—地磁测异常联合反演新技术的应用进行了论述.特别是井—地磁测异常联合反演新技术的应用,大大提高了井中磁测的定位技术和异常解释水平,为老矿山深部找矿提供了新的技术方法.%Taking Dave iron mine of Hubei, Jinling iron mine of Shandong , Qian' an iron mine of Hcbei and Mrrigku iron mine of Xinjiang as exampls, it is discussed that the geological prospecting effect of borehole magnetic survey in finding ihe well - blind ore and determining spatial location, forecasting the well - blind ore and estimating its ore - indicating depth, and the use
of the new technology , which is joint inversion of surface - borehole magnetic anomalies. Particularly, the use of the new technology greatly improves the positioning technology and the interpretation of abnormality, providing new technical methods to deep exploration of the old mines.【期刊名称】《矿产勘查》
【年(卷),期】2011(002)006
【总页数】6页(P789-794)
【关键词】危机矿山;井中磁测;联合反演;找矿效果
【作者】颜廷杰;朱谷昌
【作者单位】中国地质调查局发展研究中心,北京100037;有色金属矿产地质调查
中心,北京100012
【正文语种】中文
【中图分类】P631.2+23
0 引言
井中物探方法主要包括:井中磁测、井中激发极化法、井中瞬变电磁法(TEM)、深
部充电法及无线电波透视等。

其中井中磁测由于技术成熟、效果突出及经济廉价等特点在全国危机矿山接替资源找矿专项(以下简称专项)中应用较为广泛，在发现井旁盲矿并确定其空间位置、预报井底盲矿且估算见矿深度、确定矿体产状、延深方向、矿体规模等方面发挥了重要作用，提高了钻探见矿率和找矿效果;同时，专项
研发并应用了井—地磁测联合反演的新技术(SWMI3D软件)，实现了井—地磁测
资料人机交互反演，提高了井中磁测的定位技术和异常解释水平。

1 井—地磁测联合反演新技术
井中磁测受钻井的限制，控制范围有限，如果将地面高精度磁测资料和井中资料结合起来，进行联合反演解释，势必能够发挥两种方法的优点，达到优势互补。

为此，专项设置了《井—地磁测联合反演技术示范》项目，由中国地质大学(武汉)和中国冶金地质总局中南地质勘查院共同承担，开发了井—地磁测资料联合反演软件(SWMI3D)。

此前，我国的井中磁测通常只能进行半定量反演或简单定量反演，如切线法、特征法等，由于这类方法只利用极大值、极小值及拐点等特征点，并且这类方法多是基于简单模型得出的，因此反演精度不高;同时，这类方法要人工作图解释，效率也
不高。

SWMI3D软件给出了井中磁测资料的定量反演方法，除提供了3D任意形
状地质体人机交互反演方法以外，还提供了2.5D任意截面水平柱体人机交互反演，2D磁化强度成像，粒子群非线性反演等多种方法。

SWMI3D软件的应用填补了我国井中磁测方法技术空白，通过在湖北大冶铁矿等
5个矿区的示范，取得了可喜的效果。

1.1 井—地磁测异常联合反演确定矿体的空间位置
湖北大冶铁矿属接触交代型铁矿，矿体沿接触带呈“S”形分布。

前人对ZK19-1-15井中三分量磁测资料采用传统的半定量方法推断，在标高-220～-320 m和-400～-600 m之间分别存在Fe3和Fe4旁侧矿体，但未确定其空间位置，并认为Fe3矿体在19-1剖面的旁侧。

Fe4和Fe3旁侧矿体是否存在?Fe3矿体是否向东
延伸到19-1剖面为止?本次采用井—地磁测资料联合反演技术，对该矿段的6条
测线和3个钻孔的资料进行解释(图1)。

通过对相邻测线的分析，对ZK19-1-15
孔进行井—地联合反演(图2)，推断Fe3矿体穿过了19-1剖面，为此，部署了
ZK19-1-17验证孔，在井深638.32～689.40 m处打到一厚层铁矿，视厚度约40 m，证实了上述推断。

1.2 井—地联合反演确定金岭铁矿18线深部矿体
山东金岭铁矿18线地面磁测的△T异常，曲线右翼负值部分平缓，标高800 m以下磁性体在地面引起的磁异常很不明显，仅仅根据地面磁测资料难以确定深部矿体(Fe4)是否存在;但是根据ZK18-19孔井中磁测异常在800～1000 m处有明显的
Za分量异常，通过井—地联合反演确定了深部矿体Fe4的存在(图3，图4)。

由图5可以看出，深部矿体(Fe4)为直立产状时并不能拟合Za分量曲线，通过井—地联合反演确定矿体(Fe4)的产状较为平缓，倾角约为20°～40°(图3)。

2 井中三分量磁测找矿效果
2.1 河北省迁安铁矿二马矿区S600线
S600线EZK0603孔在原设计深度未见矿，后进行井中三分量磁测，发现ΔZ、
ΔH'异常呈正开口，显示异常由井底盲矿引起，矿体应在其下大约50 m深处，建议继续钻进，结果在55 m处见到厚度60 m的盲矿体。

同时根据内磁场矢量指出了矿体的倾向，及时调整了后排钻孔的位置和设计深度(图6)。

2.2 河北省迁安铁矿杏山—脑峪门矿区C22线
C22线第一钻XZK0611孔终孔深度1093.55 m，只见两层薄层矿，未见主矿体。

通过井中三分量磁测，在680 m深井段△T矢量出现正交点，交点距井轴南西侧约64 m，见矿部位的△T内磁场矢量指向剖面北西上方，说明该矿体向南西倾斜。

根据井中三分量磁测结果布置XZK0610孔，终孔深度1267.97 m。

原设计见矿深度在960 m，结果在此深度未见矿，及时进行井中磁测，磁测异常ΔZ、ΔH'曲线均反映正开口异常的特征，表明矿体还在下部，通过半定量计算，推测深部矿体应在998 m之下，建议继续钻进，结果在989 m开始见矿，见矿厚度170多米。

矿层的内磁场△T矢量同样指向北西上方，说明此矿层向南西倾，与前述钻孔所见矿体
的产状一致。

施工XZK0619孔，在1000 m预计深度未见矿，随即进行井中三分量磁测。

井中ΔZ曲线呈正张口，表明矿体还在下部。

同时进行正演拟合计算，计算结果表明矿体产状变陡，推断可在1280 m深度见矿。

继续钻进，结果在1250 m处见矿，
矿厚136 m。

井中三分量磁测计算结果指示的矿体产状与见矿情况基本一致。

施工XZK0620孔终孔深度1600 m，未见矿。

经井中三分量磁测，△T矢量交汇出现反交点，明显反映了矿体的尾部位置(图7)。

2.3 山东金岭铁矿5号勘探线
5号勘探线(图8)穿越村庄，无法取得完整的磁测剖面，主要根据井中磁测指导布孔。

共施工4个钻孔，ZK5-10孔，见矿两层，厚1.92 m，井中磁测ΔZ曲线呈“S”型，ΔH呈现先负后正再变负的双“S”型曲线，ΔT矢量发散呈反交点，推断此孔打在矿体的尾部，向南西侧矿体增厚，据此，调整ZK5-8孔位置，在距ZK5-10孔150 m处布钻后见矿，矿体厚9.7 m。

另外ZK5-14孔、ZK5-16孔根据井中磁测，推断前者钻孔所见矿体向南西侧的浅部增厚，向北西侧延深不大，后者钻孔ΔZ清晰显示了“S”型异常特征，推断在ZK5-14与ZK5-16间存在盲矿体。

以上仅就3个矿区的几个典型钻孔作了介绍，除此之外，在江苏南京冶山铁矿、湖北大冶铜录山铜矿、四川省南江县竹坝铁矿、海南昌江县石碌铁矿等矿区井中三分量磁测均取得了较好的地质找矿效果。

3 井中磁测的否定评价作用
根据井中磁测成果，推断井旁(底)不存在盲矿体，这种否定的评价作用也是井中磁测的重要成果，可以避免钻探工作量的浪费，因此，井中磁测的否定评价作用与发现磁异常直接找矿具有等同的经济价值。

以新疆蒙库铁矿143线勘探剖面为例，物探工作者推断DZK143-3孔在50～200 m孔段的旁侧异常系该钻孔南侧DZK143-1所见厚大矿体的反映，主要矿体赋存于220 m深度范围，DZK143-3孔从主矿体北东侧附近穿过，井中三分量磁测未见异常，推断在矿体延深方向(北东向)的深部一定范围内不存在另一厚大矿体。

但是，此推断解释结果未及时与地质专家沟通，地质专家在DZK143-3之北东约100 m又布置了DZK143-4孔，
孔深600 m，结果未见矿;如果物探与地质及时沟通，DZK143-4孔完全可以不打，就不会造成不必要的浪费(图9)。

4 结论与建议
(1)井中磁测工作，在全国危机矿山接替资源找矿勘查中得到最广泛的应用，在发
现井旁盲矿并确定其空间位置、预报井底盲矿等方面发挥了重要作用，取得了显著的地质找矿效果。

(2)井—地磁测联合反演解释软件(SWMI3D)，充分发挥地面磁测和井中磁测两种
方法的优点，实现了井—地磁测资料人机交互反演，提高了井中磁测的定位技术
和异常解释水平，填补了我国井中磁测解释方法技术的空白，在湖北大冶铁矿等多个矿区示范，取得了良好的效果。

(3)磁铁矿区或者含有磁铁矿的金属矿区均应开展井中磁测工作，特别是未见矿孔
应必测。

(4)井中磁测工作必须在现场进行实时处理解释并将结果及时与地质人员沟通。

(5)积极推广井—地磁测可视化联合反演新技术，发挥先进软件应有的效益。

文章所引用的插图和数据除本文所列参考文献之外，还来自于有关监审专家提交的监审工作报告，刘士毅教授级高级工程师对本文提出了积极的建议，在此一并表示感谢。

参考文献
【相关文献】
［1］中国地质大学(武汉).井-地磁测联合反演技术示范项目成果报告［R］.2010.
［2］首钢地质勘查院地质研究所.河北省迁安县首钢迁安铁矿接替资源勘查成果报告［R］.2010.
［3］山东正元地质勘查院.山东省淄博市金岭铁矿接替资源勘查成果报告［R］.2010.
［4］新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队.新疆维吾尔自治区富蕴县蒙库铁矿接替资源勘查成果报告［R］.2010.
［5］蔡柏林.测井与井中物探的回顾和展望［J］.物探与化探，1989，13(5):370-379.
［6］蔡柏林.金属矿钻孔地球物理勘探［M］北京:地质出版社，1983.。