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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. - PowerPoint PPT Presentation
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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
1 号区
2 号区
2 号区
3 号区3 号区
4 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在航磁确定的第一钻孔探位置,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在航磁确定的第二钻孔探位置,于探位置,于 740m740m ~~840m840m深度见数层矿,累深度见数层矿,累计铁矿体厚计铁矿体厚 14.6m14.6m 。铁。铁的品位为的品位为 4040 ~~ 45%45% ,铁,铁矿体中还伴生有铜、金、矿体中还伴生有铜、金、银、钴等银、钴等。
ZK21-8ZK21-8
三、成果——第三区见矿孔
在航磁确定的第三钻在航磁确定的第三钻孔探位置,于孔探位置,于 732m732m见见矿,见矿厚度为矿,见矿厚度为 5m5m 左左右。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