石碌鐵礦是我國重要的鐵礦石基地之壹，鐵礦石品位超過62%。它是中國最富的大型露天鐵礦床。石碌鐵礦最初是作為銅礦開發的。《彰化縣誌》記載，明朝崇禎二年(1629)，知縣張三光趕走礦工，宣布嚴禁私采牙玉山(石碌嶺)銅礦。從明朝到清朝的幾百年間，石碌銅礦多為私人開采，因此數次禁止開采。
1933海南島成立瓊崖工業局，接受華僑投資開發島內資源。1935，瓊崖工業局派人到石碌嶺調查銅礦。意外地發現這裏的鐵礦石儲量豐富，品位很高，但由於種種原因沒有開采出來。1939年2月，日本帝國主義侵略者踏上瓊島。為了實現他們“以戰養戰”和“就地補給”的戰略，他們立即派出調查組對石碌鐵礦進行勘探，並命令西之野肥料公司投入大規模掠奪性開采。到1945年日本戰敗投降時，從海南掠奪鐵礦石300多萬噸(其中天都鐵礦269萬噸，石碌鐵礦69萬噸)。
1946年8月，原中華民國資源委員會海南鐵礦籌備處成立，接管海南鐵礦，但拆除的礦山精密零件有的運到越南銷售，有的運到廣西北海銷售。原本以為由中國人接手的海南鐵礦還活著，大有可為，結果又是停滯。直到新中國成立後的1957才恢復生產。
1957 ~ 1964年海南地質大隊在礦區進行了補勘工作，1957 ~ 1958年地質部物探局航測大隊951隊在礦區進行了1 ∶ 65438+10萬面磁測。其中有5處異常被認為是隱伏鐵礦引起的，均經鉆探驗證發現。已知探明工業儲量+遠景儲量2552萬噸，全鐵平均品位46。27%.老礦區開采還存在資源危機。2007-2008年，國家危機礦山設立了接替資源勘查專項，由海南省資源勘查院和廣東省地質局物探大隊聯合勘查。采用物化探和鉆探方法在易貝-花梨山、南礦-潮陽開展普查找礦工作，在礦區外的紀信、五烈、金牛嶺地區開展預查工作。根據物探成果，結合地質情況，圈定了三個鐵礦找礦遠景區。新增鐵礦資源(礦量)4000萬噸，銅鈷金屬量2萬噸。
壹、礦床地質背景
石路鐵礦區位於華南褶皺系石路褶皺帶的西段。多期構造活動和變質-巖漿改造形成了以東西向構造-巖漿帶和東北向構造-巖漿帶為主的構造格局。區域成礦地質構造格局屬於南嶺成礦帶，是我國重要的金屬成礦帶之壹。其成礦條件十分優越，是我國重要的金屬礦產、非金屬礦產、稀有稀土礦產成礦遠景區。
礦區出露的地層主要有青白口系和震旦系(圖2-4-1)。礦區鐵鈷銅礦主要產於青白口地層，按巖性可分為六層，其中第壹、三、四、五層為白色或深灰-灰紫色雜色千枚巖、石英片巖或應時絹雲母千枚巖、石英巖等矽鋁質巖石，壹般含紅柱石，第五層還夾壹層巖屑凝灰巖；二、六層為灰白色-淺灰色白雲巖、透輝石透閃石白雲巖、透輝石透閃石、赤鐵礦、石英巖。第六層是目前鐵、鈷、銅礦物的主要賦存巖層。根據巖性組合及其與成礦的關系，可細分為三段:下段含鈷、銅層位；中層含鐵層位；含碳千枚巖的上部白雲巖是壹個無鐵段，屬於白雲巖礦中的含礦層。石碌鐵礦是壹個受地層控制的火山-沈積變質礦床，礦體呈層狀。
石碌礦區是我國著名的以鐵礦為主的大型礦集區。除鐵礦石外，還有銅、鈷、鎳、銀、鉛、鋅等金屬和白雲石、石英巖、重晶石、石膏、硫磺等非金屬礦物。礦區附近發現的主要礦產有:鐵、銅、鉛、鋅、鎢、錫、金等金屬，以及石灰石、粘土、石英砂、鋯、鈦砂等多種非金屬礦床(點)。
二、礦區的地球物理特征
(1)磁性特征
鐵礦區航磁δ T異常(圖2-4-2)走向近東西向。異常伴隨正負異常，正異常位於南部，分布稀疏，梯度小；負異常分布在北部，分布密集，梯度大。異常強度最高為600nT，最低為- 900nT，負異常大於正異常。δT正異常場分布，其梯度變化形態與整個礦區復式向斜構造形態吻合較好。δ T的分布特征與礦區含礦巖系的分布和結構密切相關。該區鐵礦體上磁異常的規律是異常伴隨正負異常，負異常出現在礦體北側。磁異常中心偏離礦體中心，礦體位於正負異常最大值之間，壹般在零線附近。
區內巖石和礦石的磁性參數見表2-4-1。赤鐵礦強磁性，閃長巖和構造角礫巖弱磁性，其他巖石無磁性或弱磁性。
圖2-4-1石碌鐵礦區地質圖
表2-4-1巖心磁測統計表
繼續的
圖2-4-2石碌鐵礦區航磁δδT(nT)異常圖
(2)電氣特性
2007年系統測量了礦區ZK1101和ZK3鉆孔的巖心電阻率。據統計，赤鐵礦體具有低電阻(265ω·m)的特點。大部分圍巖中白雲石、白雲質灰巖、應時砂巖、閃長巖的電阻率為325 ~ 1500ω·m，平均為700ω·m，呈現中高電阻率特征。
(3)礦床的地質地球物理模型
該礦區是我國著名的以鐵礦為主的大型礦集區，並伴生有多金屬和非金屬礦產。根據物性測定結果，礦石電阻率較低，礦化巖石電阻率相對較低，各種地層的電性與各種礦化巖石電性差異明顯，區內鐵礦具有較強的磁性，因此可將該類礦床的地質-地球物理模型確定為低電阻率高磁法找礦模型。
三、物探方法和技術的應用及驗證效果
(壹)儀器的設計方法和使用
2007-2008年物探設計選擇了1 ∶ 1000磁法、CSAMT、TEM和鉆孔物探，主要任務是:
1)通過高精度地面磁測工作，結合以往重磁資料，進行綜合解釋，挖掘深部找礦信息。
2)可控源音頻大地電磁法的主要任務是圈定1深度範圍內的地層和構造。重點是查明石路組第六層的分布狀況。當地質條件有利時，用於追蹤隱伏礦體。
3)瞬變電磁法的主要任務是尋找和追蹤隱伏礦體，用於勘探石碌群第六層中下含碳層(鐵、鈷、銅礦物的主要賦存巖石)，勘探深度500 ~1200m。
4)井中三分量磁測的主要任務是判斷異常源及其性質，推斷盲礦的深度、方向、位置、延伸、範圍和厚度。
投入的主要儀器設備見表2-4-2。
表2-4-2石碌鐵礦接替資源勘探和物探投入的主要儀器設備壹覽表
(二)工作部署
在石碌鐵礦區，對雞心嶺、易貝-花梨山、南礦-潮陽的深部、邊緣和外圍進行普查，深入研究石碌地區鐵多金屬礦床的成礦地質條件和控礦因素，提高找礦效果。
(3)地球物理異常的解釋和推斷
1.可控源音頻大地電磁法的解釋與推斷
1)可控源音頻大地電磁法數據處理及反演效果。對Cagnard電阻率和阻抗相位數據進行整理和編輯。由於不同的濾波方法顯示的結果不同，可以根據需要突出地層的橫向分布和局部礦體的反演結果。圖2-4-3給出了E11線兩種濾波方法的對比結果。可見，為了突出礦體，只有通過實驗對比才能取得較好的效果。
Cagnard電阻率剖面的立體圖。
A.高頻帶壹般為中低阻(幾十至幾百歐姆米)，分布不均勻，主要反映電性不均勻的第四系地層和淺層地層(如圖2-4-4和圖2-4-5)。
B.在中低頻段，低電阻率(幾十到幾百歐姆米)層主要反映第六層(QnS6)地層，是主要的含礦地層，所以電阻率低；高阻層(幾百到幾千歐姆米)主要是第四層(QnS4)和第五層(QnS5)的反射。
c中低頻見閉合的低阻環，呈凹形，是復式向斜的軸。這是含礦的有利部位，具有重要的找礦意義。
d在低頻段出現極高電阻率(> 10000ω·m)，是進入過渡帶或近帶的反映。
3)阻抗相位切片立體圖。
A.中高頻段的相位壹般高於400毫安，中低頻段的相位低於400毫安。這表明上部地層的電阻率低於下部地層的電阻率。進入低頻段後，阻抗相位迅速下降，趨於零甚至負值。這是進入過渡區和近區的反映。
B.成礦向斜主軸阻抗相位普遍高於1000mard，中低頻帶高於高頻帶，反映向斜軸底部電阻率低，是含礦的有利部位。
圖2-4-3E11不同濾波方法的線反演結果。
圖2-4-4 CSAMT等頻率切片和等高程電阻率立體圖
圖2-4-5 CSAMT反演電阻率-400 m高程平面圖
4)電阻率切片等值面反演。
A.壹般反映上層低電阻率，下層高電阻率的地電剖面。此外，第六層(QnS6)和石炭系(C1)顯示低電阻率，而第四層(QnS4)和第五層(QnS5)顯示高電阻率。
B.向斜軸呈低阻，明顯向下呈“鍋底”狀延伸。壹般來說，礦體並不顯示最低電阻率，而是中低電阻率(圖2-4-5)。
2.瞬變電磁法(TEM)(吳卓和，2007)
1)直接反映了礦體的瞬變電磁異常特征。已知礦體位於3014 ~ 3064 /E15，礦體走向為東南，寬約50 ~ 100 m，淺埋深約10 ~ 30 m..
圖2-4-6是E15線的TEM電壓剖面圖。剖面上3014 ~ 3064 /E15點的響應電壓較強，電壓剖面在關機後第二遍開始(61.0μs)出現異常擡升和擡高，充分反映了礦體埋藏較淺。以3014 ~ 3064/E15為中心，小點側電壓值上升緩慢，而大點側迅速衰減。據此可推斷礦體(低阻體)寬度可向小點方向(西)延伸1 ~ 2個測點，即50 ~ 100。
圖2-4-6 E15線電壓曲線剖面圖
通過對上述已知礦體的TEM資料分析，可以看出赤鐵礦是壹種低阻體，它引起的感應電壓很強，幅度很大，在電壓剖面上呈現出“彩虹”的異常形態特征。礦體埋深越淺，感應電壓異常出現越早；反之，越往後。
2)反映構造的瞬變電磁異常特征。圖2-4-7顯示了E11線路的電壓曲線。ZK1101號孔位於。4150/E11，孔深487 ~ 670 m見赤鐵礦，地質資料和CSAMT資料均顯示ZK1101揭露的礦體位於向斜軸部(點4050 ~ 4400/E11)。TEM電壓剖面也清晰地反映了該向斜的構造形態，其特征為:電壓曲線在向斜兩翼上升，在軸部下降，呈“鍋底”狀，這壹特征在通道測量中後期尤為突出。
圖2-4-7 E11線電壓剖面圖
電壓曲線顯示的“鍋底”異常形態與向斜構造非常相似。作者認為這是因為向斜第六層底部硫化物多，巖層破碎充水形成厚大的低阻層。翼上低阻層淺，軸深。最初在淺部低阻部位(翼部)會出現感應電壓異常，同時由於感應渦流沒有到達深部(軸部)低阻層，感應電壓較弱。
由於淺層低電導率的特殊性，具有相當大的屏蔽作用，瞬變電磁法有時不能反映礦體；但能反映向斜軸的主要含礦部分，對工作也有指導意義。根據瞬變電磁異常的上述特征，圈定了6個瞬變電磁異常。
3.高精度磁測結果
高精度地面磁測與航磁異常壹致。隨著工作精度的提高，地面磁測顯示出更加細致、準確的異常特征，並突出淺層異常和局部異常。通過補償平滑濾波，延伸100m、200m、500m(圖2-4-8 ~圖2-4-10)，消除了淺部和表層異常，突出了深部異常，成為壹個南正北負的伴生異常體。從50m、100m、200m、500m的異常圖可以看出，延伸越高，異常總趨勢越明顯，從西北到近東西，從500m到近東西。低緯度鐵磁性礦體的位置往往對應磁異常的正負過渡帶，表明深部礦體規模大，範圍廣，近東西向分布，埋深1000m m以上
圖2-4-8磁測區δ T (NT)異常平面圖
圖2-4-9磁測區δ T (NT)延伸200米異常平面圖
圖2-4-10磁測區δ T上延500米異常平面圖
4.三分量磁測井
對測區深井進行了三分量測量，確定了每口深井的礦化度，為進壹步鉆探工程提供了條件。* * *共進行了8次鉆孔測量，均取得了良好的效果。
1)ZK2測井結果。該井進行了視電阻率測井、磁化率測井、井中三分量磁測和井中高精度δ T磁測。測量範圍:8.36 ~ 647.3米，有五個礦層和礦化層，總厚度為47.10米。0 ~ 58m為井內套管。142.40 ~ 144.90 m，厚2.50m，赤鐵礦或礦化層；164.90 ~ 203.90米，厚39.00米，含磁性巖石(礦化)層；220.90 ~ 224.90米，厚4.00米，赤鐵礦或礦化層；293.30 ~ 293.90米，0.60米厚，磁性礦化薄層；310.60 ~ 311.60m厚，1.00m薄磁性礦化層(圖2-4-11)。
該鉆孔的磁性資料表明，在320～500米深度處，δ z曲線近似呈倒“C”形..320米處δz =-975 nt，419m處δz =-2695 nt，500米處δz =-916nt。δT曲線都是“C”形。260米處δT =-1120.34 nt，400米處δT =-δT =-2998.1nT，500米處δT =-1043 nt。δX和δY曲線均為負值，說明異常在第四象限。
圖2-4-2-4-11 ZK2井三分量測井曲線
綜上所述，初步判斷該孔320 ~ 500 m井段存在井旁盲礦異常。根據異常曲線的形態和特征點，粗略判斷異常體中心埋深相當於該孔井深400 ~ 420 m，距ZK2孔約100m；在洞的西南方向存在異常體。該孔西南200m為ZK1101孔，礦段約為160m。
2)ZK3測井結果。進行了孔內磁化率測井和三分量磁測(圖2-4-12)。測量間隔:16 ~ 808米。34m以上是套管。
該孔主要成礦或礦化磁層為:582.00 ~ 610.50 m，厚28.50m629.00 ~ 641.00 m，厚度12.00m；680.50 ~ 683.50米，厚度3.00米；690.50 ~ 700.00米，厚度9.50米；706.00~734.50m，厚度28.50m801.50~808.50m ~ 808.50m，厚度7.00m孔底800m以下無明顯曲線開口，判斷孔底附近壹定範圍內無大的磁異常。
5.深部找礦效果
本次勘探采用地面高精度磁測、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法、鉆孔三分量測量等多種物探方法，圈定了鐵礦體的空間狀態，取得了明顯的找礦效果，為礦山外圍深部找礦提供了有價值的信息。
1)傳統的地球物理勘探方法在深部勘探中效果不佳，且易受礦山噪聲幹擾。交變大地電磁法可以取得很好的探測效果，CSAMT和TEM法的探測深度都在1000m以上，大大超過了DC法的探測深度。在地形條件復雜的情況下，使用可控源音頻大地電磁法和瞬變電磁法可以大大提高工作效率。在技術應用中，需要確定相關的觀測技術措施(如裝置參數、原始數據的可靠性等。)和數據處理技術，並采用突出局部低阻異常的反演技術圈定礦體輪廓。
2)地面高精度磁測通過數據處理、濾波和向上提取深部成礦信息圈定深部鐵磁性礦體，獲得礦體埋深，也取得了成果。通過井眼三分量磁測井精細測量，了解井周是否存在盲礦體(引用礦例中)，對下壹步鉆井布置將起到重要作用。
圖2-4-12 ZK3井三分量測井曲線
四、核查結果
1)由結果可知，磁δ T向上延伸500m後的零等值線，CSAMT顯示低阻異常和高阻相位異常，TEM顯示凹凸等異常特征，顯示了礦石異常的性質。驗證結果表明，物探推斷的7個鉆孔狀態良好。該部位無疑是該測區深部找礦最有利的部位。
2)危機礦山深部找礦是壹項系統工程。包括綜合研究、方法技術應用和工程驗證。深部找礦的壹個重要環節是應用具有“高分辨率、深部探測”功能的方法和技術。由於采用了這些新方法和新技術，獲得了更多的深部礦化體信息，圈定了礦體的輪廓，為實現“礦化體”的空間定位提供了技術手段。
參考文獻和參考資料
吳卓和。2007.瞬變電磁法在礦產勘查中的應用[J].華南地震，27 (3): 26-43
吳卓和。2009.危機礦山外圍高新物探方法的找礦效果及綜合找礦模式——以XX礦床為例[J]。泛珠三角、港澳臺
區域地球物理研究平臺建設暨首屆學術交流會論文集
(本部分撰稿人:吳卓和)