盯住“磁异常” 山东煤田地质人“钻”出背后亿吨级富铁矿

海报新闻记者 仇晶 张大卫德州报道

近期,山东省自然资源厅完成齐河—禹城地区富铁矿勘查资源量评审认定,该区成为新一轮找矿突破战略行动以来全国首个亿吨级富铁矿资源基地,开创了深覆盖区寻找富铁矿的先河。

消息一出,一片欢腾。富铁矿是我国紧缺的战略性矿产资源,但长期以来,由于成矿理论和找矿方法的限制,我国的找矿工作主要集中在浅部矿体和高磁异常区域,难以取得显著突破。此次发现的亿吨级富铁矿不仅丰富了我国战略性矿产资源储备,还更新了富铁矿“去哪找”“怎么找”的方法论,扩展了找矿范围以及精确程度,推动富铁矿勘查领域迈出一大步。

而这一步的起点,正是源自于黄河北煤田的“磁异常”……

引发关注的“磁异常”

从20世纪50年代开始,地勘队伍就在黄河北岸开展矿产资源勘查工作,圈划出一个东西长约150千米、南北宽约11千米至37千米、面积约2268平方千米的区域,即“黄河北煤田”。然而,1958年至1975年间,地勘单位在此发现了大面积重力异常和航磁异常区,预示着铁矿赋存的可能性。但由于理论和技术的限制,当时未能取得重大发现。

山东煤田地质人长期在这一区域开展煤炭资源勘查,积累了丰富的地质工作资料,对于重力和航磁异常始终难以释怀,这些“磁异常”成为了他们心中的未解之谜。

不懈钻研解谜寻矿

2011年,国家上一轮找矿突破战略行动启动,黄河北航磁异常查证再次提上日程,并在潘店煤田区划出了铁矿最小预测区开展异常查证,也就是省级地质勘查项目“山东省齐河县潘店地区铁矿调查评价”。面对这一挑战,山东省煤田地质规划勘察研究院创新团队主动请缨,誓要揭开“磁异常”之谜。

创新团队确立了“煤铁兼探、突出深部”的技术路线,基于已掌握的资料,深度挖掘煤田内18处井田(勘查区)的成果资料,对2061.20千米二维地震测线、596个钻孔资料进行了深入研究,重新厘定了该区的构造格架、地层结构和岩浆岩侵入体分布情况。

通过高精度磁测、重磁剖面测量、重磁异常反演、综合物探信息融合研究,最终锁定了齐河—禹城地区富铁矿勘查的第一钻——ZK1钻孔的位置,成功钻获厚度达119米、全铁平均品位达56.75%的富铁矿体,实现了富铁矿找矿重大新发现。此后,山东省齐河禹城富铁矿国家级整装勘查区设立,拉开了该区富铁矿整装勘查的序幕。

开辟富铁矿找矿新方向

实现找矿突破,根本在于理论技术的创新。

创新团队紧盯低缓磁异常不放弃,在黄河岸边结合老地质资料挖掘,深勘细探。团队首次在石炭—二叠系含煤地层内发现了大规模厚层富铁矿,打破了矽卡岩型铁矿主要赋存于岩体与灰岩接触带的传统认识,取得了新区域、新层系、新空间的“三新”找矿成效,由此提出了“煤铁共盆”成矿理论和“禹城式”成矿模式,开辟了我国富铁矿找矿新方向。

团队还提出了概选矿带→精选矿田→优选矿区→定位矿体的“四级渐进”式找矿预测方法,构建了基于重—磁—电—震—井多元地球物理方法的深覆盖区富铁矿“空—地—井”立体勘查技术体系,首次将煤田地震探测技术用于富铁矿深部找矿,精准识别矿致弱异常,突破传统铁矿重磁找矿方法的局限,破解了深部富铁矿体的精准识别与定位探测难题,大幅提升了钻孔见矿率,在禹城市李屯地区施工的13个钻孔全部见矿,新发现了禹城市李屯、叠道2处大中型富铁矿。

2024年施工的4个钻孔全部见矿,见矿厚度分别为84.96、6.00、87.67、48.04m,取得重大找矿突破,李屯铁矿资源量预计超过全国“十四五”期间新增富铁矿资源量40%,助力齐河-禹城地区成为新一轮找矿突破战略行动以来全国首个亿吨级富铁矿资源基地。

十多年凝心聚力展地质人风采

富铁矿的重大发现凝聚了创新团队的无私奉献和辛勤汗水。从2013年到今天,创新团队凭借十多年的不断探索钻研,推动富铁矿勘查工作取得巨大成果。

创新团队还建设了中国地球物理学会煤田地球物理重点实验室,入选自然资源部高层次科技创新人才工程创新团队、中国煤炭工业创新团队、山东省自然资源高层次科技创新团队,依托团队建设的朱裕振创新工作室获2024年山东省全员创新竞赛省级决赛第一名。

团队涌现出国务院特殊津贴获得者2人、山东省政府特殊津贴2人、山东省先进工作者1人等一批优秀人才,3人入选自然资源部青年科技人才和后备青年人才,2人入选山东省百年地质百位地学人物,形成了一支走在矿产资源深部找矿前沿的找矿团队。