大比例尺直升机航空物探与深部找矿

大比例尺直升机航空物探与深部找矿——以大冶铁矿为例熊盛青、于长春、范正国、王乃东等中国国土资源航空物探遥感中心二○○七年九月二十六日汇报内容一、概况二、高分辨率航磁方法三、成果一、概况——位置大冶铁矿位于湖北黄石市。1700多年前孙权在此采铁、制刀剑。张之洞于1893年建成大冶铁矿。1958年建成我国近代第一座大型露天铁矿，其规模为东亚之冠，是我国近代钢铁工业的摇篮。一、概况——大冶危机矿山现状至2005年，全矿区保有资源储量0.28亿吨，占探明矿山储量的17％，10年左右资源就将枯竭，是典型的危机矿山。亚洲第一深坑－－尖山采坑一、概况——矿山地质大冶该铁(铜)矿床主要由六大主矿体组成：依次为铁门坎、龙洞、尖林山、象鼻山、狮子山、尖山矿体。铁矿体位于铁山岩体与大冶群大理岩接触带上。一、概况——勘探现状◆勘探线间距150m，钻孔（图中红点）遍布。◆以前进行了4次航磁测量，最大比例尺为1∶2.5万；地面重磁最大比例尺为1∶2千。◆地形复杂、地表工业设施多、地面物探工作困难重重。在如此详细勘探地区，实现深部找矿突破难度很大!!一、概况——高分辨率航磁应用效果2005年，航遥中心采用高分辨率航磁方法，完成了黄石1:1万航磁勘查工作。该工作不仅填补了矿区及周边缺乏高分辨率航磁资料的空白，而且所布设的三个钻孔已在深部见矿，找矿效果明显。钻塔钻井施工现场二、方法——高分辨率航磁方法概述高分辨率航磁方法：是一种以直接找矿为目的，集直升机大比例尺航空物探测量、数据处理、精细解释为一体的技术方法。其主要技术特点为以下几个方面：◆直升机大比例尺勘查技术◆曲面位场处理方法◆航磁精细反演方法二、方法1——测量方法大冶地区地形高差达420m。北部四峰山的海拔485m，南部平原70m左右，地形条件复杂，必须采用高分辨率航磁新方法才能够完成航磁详查。大冶铁矿地形遥感立体图二、方法1——本次高分辨率航磁测量系统组成航磁测量系统组成：◆AS350B2型小松鼠直升机，◆HC-2000高精度航空光泵磁力仪◆软补偿仪◆差分GPS导航设备◆DSC-1数字收录系统测量精度高，总精度优于2nT大冶矿区飞行作业硬架式直升机航磁测量系统是航遥中心新研制、具有国际先进水平的航空物探测量系统，飞行方式灵活，能够最大限度地贴近地面获取测量区的磁场信息。二、方法1——定位精度差分GPS方法平面定位误差小于2米，高度误差小于5米。实测DTM图1：1万地形高程图（国家地理信息中心）二、方法1——飞行高度随地形起伏飞行，平均飞行高度144m直升机50米离地高度飞行曲线;固定翼飞机理论飞行曲线地形剖面勘探线平面位置二、方法1——航磁数据信息丰富（1）地面磁测与航磁对比二、方法1——航磁数据信息丰富（2）填补矿区及周边高精度磁场的空白二、方法2——曲面位场处理方法直升机随地形起伏飞行，测量面起伏达500m左右。首次使用频率域偶层位曲面位场方法（曲化曲）完成数据处理，获得了好的效果。曲面化极处理二、方法2——曲面位场处理方法航磁数据曲面延拓到地表磁场图二、方法2——接触带（曲面位场处理结果）通过航磁确定了铁山岩体南接触带总体向南西陡倾，为找矿有利地带。不同高度化极垂向二次导数零值线图图例：1.化极上延200m；2.化极上延600m；3.化极上延1000m；4.推断接触带；5.地名；二、方法3——精细反演解释方法航磁精细反演解释方法：1、详细岩矿石磁性测量及野外地质调查，为反演建模提供准确的岩石磁性资料；2、获取高精度的DTM数据3、基于GIS的解释方法技术4、采用2D及3D相结合的重磁反演技术：——以已知地质勘探剖面、钻孔和三维反演结果为依据建立初始地质模型——起伏地形条件下高精度重磁剖面解释系统5、采用SURPAC三维建模技术，将反演结果、磁场、设计钻孔位置显示到一起，为钻探工作布置提供分析依据。二、方法3——详细野外地质调查(1)ZK15-7孔磁化率测井曲线及磁化率特征曲线图例：1、0～500×10-5SI，2、501～1000×10-5SI，3、1001～2000×10-5SI，4、2001～5000×10-5SI，5、5001～10000×10-5SI，6、10000×10-5SI，7、野外测量路线野外物性测量点分布图二、方法3——详细野外地质调查(1)野外矿石标本测定对比磁化率(K×10-5CGSM(SI))磁化强度(J×10-3A/m)二、方法3——GIS解释技术(2)建立各种资料图件GIS图库,综合对比分析二、方法3——GIS解释技术(2)大冶矿区剩余磁异常与现存铁矿体厚度叠合图二、方法3——GIS解释技术(2)铁山岩体顶界面与现存铁矿体厚度对应图二、方法3——三维自动反演方法(3)三维无约束反演方法给出地下磁性体空间分布形态二、方法3—二维、三维反演精细解释方法(3)采用二、三维正演方法去除已知地质体引起的磁异常，求取剩余异常和利用剩余异常反演地下地质体空间位置。图例：1.已知矿体；2.推断矿体；3.细斑含石英闪长岩；4.闪长岩；5.大理岩；6.第四系覆盖；7.实测△T磁异常曲线；8.计算磁异常曲线；9.已知岩体及矿体异常曲线；10.剩余异常曲线；11.模型体序号二、方法3—二维、三维反演精细解释方法(3)●初始地质模型输入●反演结果精确输出●地质体走向延伸边界输入地质体平面投影二、方法3—二维、三维反演精细解释方法(3)全区共完成了24条剖面反演计算二、方法3—二维、三维反演精细解释方法(3)12线13线14线15线16线17线龙洞矿段尖林山矿段象鼻山矿段19-1南北剖面26线28线29线30线31线狮子山矿段二、方法3—二维、三维反演精细解释方法(3)三、成果——确定5个重点找矿区在精细反演基础上，确定五个重点找矿区，并建议了5个探矿钻孔。目前施工了三个钻孔，均见矿，成功率100％。大冶铁矿勘探线、航磁剩余异常、现存铁矿体厚度及找矿靶区分布图1号区2号区3号区4号区三、成果——第一区见矿孔在航磁确定的第一钻孔探位置，于703m～732m见矿，累计见矿厚度11m。ZK13-8三、成果——第二区见矿孔在航磁确定的第二钻孔探位置，于740m～840m深度见数层矿，累计铁矿体厚14.6m。铁的品位为40～45%，铁矿体中还伴生有铜、金、银、钴等。ZK21-8三、成果——第三区见矿孔在航磁确定的第三钻孔探位置，于732m见矿，见矿厚度为5m左右。ZK26-6三、成果——地下矿体3维立体显示(以第一区见矿孔为例)图例：1.已知矿体，2.外推矿体，3.推测矿体，4.含石英闪长斑岩，5.闪长岩，6.黒云母透辉石闪长岩，7.矽卡岩，8.地形，9.已有钻孔，10.设计钻孔ZK13-8三、成果——小结新编异常97处，其中甲乙类异常70处，为本区寻找铁、铜铁矿产提供了新信息。初步估算了铁山矿区龙洞～狮子山矿段未控制的铁矿资源量约5600万吨、詹本陆附近未控制的铁矿资源量约750万吨。三、成果——效益证明结束语(1)高分辨率航磁方法具有快速、高精度、解释精细等特点，非常适合于局部重点地区找矿工作。(2)在危机矿山工作中，采用高分辨率航磁方法，并结合已有资料对航磁资料进行精细反演，确定重点找矿区，直接进行钻探验证的找矿思路是可行的。谢谢！武汉春天的景色