“能被磁鐵直接吸起，足見這鐵礦的品位之高。”1月23日，在山東德州禹城市的李屯地區楊圈鐵礦普查項目鉆探現場，山東省煤田地質規劃勘察研究院地下空間探測事業部主任沈立軍拎起一條磁鐵，一塊鐵礦石牢牢吸附其上，隨著磁鐵的擺動微微搖晃。
日前，山東省自然資源廳宣布，在齊河-禹城地區探獲的富鐵礦資源量累計達1.04億噸。這是新一輪找礦突破戰略行動實施后誕生的全國首個億噸級富鐵礦資源基地。該區域富鐵礦資源分布面積廣、礦體厚度大、礦石品位高，屬于國內極為罕見的高品位富鐵礦類型。
在探尋富鐵礦的過程中，山東省煤田地質規劃勘察研究院成立深覆蓋區富鐵礦找礦創新團隊，創建了“禹城式”矽卡巖型富鐵礦找礦模式，建立深覆蓋區“空-地-井”協同立體勘查技術體系，成功破解了富鐵礦找礦難題，助力新一輪找礦行動取得重大進展。
兩年勘探首鉆見礦
“齊河-禹城地區探獲富鐵礦，有助于緩解國內鋼鐵產業鐵礦石來源保障壓力，增強我國在全球鐵礦石資源市場的話語權。”山東省地質調查院總工程師李秀章介紹，近年來，我國鐵礦石對外依存度較高，2023年進口量達11.79億噸，占全國鐵礦總需求的80%以上。
富鐵礦是我國緊缺的戰略性礦產資源。然而受富鐵礦成礦理論和找礦方法限制，我國以往找礦工作主要圍繞淺部礦體就礦找礦和查證高磁異常，一直無法取得明顯突破。
2013年，山東省煤田地質規劃勘察研究院組建深覆蓋區富鐵礦找礦創新團隊（以下簡稱“創新團隊”），從省級地質勘查項目“山東省齊河縣潘店地區鐵礦調查評價”出發，啟動深覆蓋區低緩航磁異常查證工作，自此開啟了一段新的征程。
從春灌后濕滑的麥田地，到暑氣蒸人的玉米地，再到寒風凜冽的冰天雪地，創新團隊扛著儀器踏遍628平方千米調查區的每個角落，采集了近15萬個測量點的物探數據，深入研究了596個鉆孔數據和300余千米的地震勘探信息。2015年，創新團隊確定了齊河-禹城地區富鐵礦勘查首鉆ZK1鉆孔位置，于地下1157米處發現厚達119.67米的富鐵礦體。
“我們把這件事當成事業來追求。”沈立軍說，“齊河-禹城地區首鉆見礦時，創新團隊的成員激動地掉下了眼淚。”
深入地下2000米“撈針”
齊河-禹城富鐵礦勘查，最大難題在于“巨厚覆蓋層對地球物理信號屏蔽嚴重、磁鐵礦體形體復雜定位難”。在該地區已見礦的27個鉆孔中，有21個位于地表1000米以下，尋找難度無異于大海撈針。要想實現“探得深”且“找得準”，就必須摸清成礦規律，構建科學合理的找礦模式，運用先進前沿的找礦技術。
傳統觀念里，矽卡巖型鐵礦主要存在于巖體與碳酸鹽巖接觸帶，常規找礦模式也是圍繞該接觸帶展開。但在齊河-禹城地區部分礦區，富鐵礦體的圍巖呈現出全然不同的特征。
經過潛心鉆研，創新團隊提出了到中生代賦煤伸展盆地中找富鐵礦的新認識，建立了“禹城式”富鐵礦成礦模式，開辟了我國富鐵礦找礦新空間。同時，創新性構建了深覆蓋區富鐵礦“空-地-井”立體勘查技術體系，突破了傳統鐵礦找礦單一依賴重磁方法的局限，將鐵礦探測深度提升至2000米，有效提高了探測深度和精度。
不僅如此，創新團隊充分發揮煤田單位的獨特優勢，首次將煤田地震探測技術中的高精度二維地震法用于地下深部找礦，精確識別礦致弱異常，打破了傳統鐵礦重磁找礦方法的桎梏，破解了深部富鐵礦體的精準識別與定位探測難題，大幅提升了鉆孔見礦率。
“通過磁法圈定的異常，可能源于礦體，也可能是巖體起伏所致。但此前，在深覆蓋區，對于小的巖體起伏一直缺乏有效的鑒別手段。”沈立軍說，二維地震法恰好填補了這一技術空白。
構建綠色勘查技術體系
“施工前剝離30厘米厚的表土，施完工再把土回填，不影響復耕復墾。”在鉆探現場，記者看到幾座小山似的土堆，這是創新團隊鉆研出的“表土+深層土”分級剝離法的產物。
黃河北地礦勘查區多為平原農田。為保護勘查區生態環境，確保工程完結后農田依舊能正常耕種，創新團隊依據勘查區的生態特性，制定了涵蓋水土氣等各方面的全方位保護舉措，構建綠色勘查技術體系，為勘查區的生態環境筑牢了保護屏障。
據了解，創新團隊形成了“概選礦帶→精選礦田→優選礦區→定位礦體”的四級漸進式找礦預測方法，構建了基于重-磁-電-震-井多元地球物理方法的深覆蓋區富鐵礦“空-地-井”立體勘查技術體系，將煤田地震探測技術用于富鐵礦深部找礦，破解了深部富鐵礦體的精準識別與定位探測難題，大幅提升了鉆孔見礦率。在禹城市李屯地區施工的13個鉆孔全部見礦，新發現了禹城市李屯、疊道兩處大中型富鐵礦。
“2024年施工的4個鉆孔全部見礦，見礦厚度分別為84.96、6、87.67、48.04米，取得重大找礦突破。”山東省煤田地質規劃勘察研究院相關負責人介紹，李屯鐵礦資源量預計超過全國“十四五”期間新增富鐵礦資源量的40%，助力齊河－禹城地區成為新一輪找礦突破戰略行動以來全國首個億噸級富鐵礦資源基地。
“下一步我們準備加強大數據、云計算、人工智能等現代信息技術與傳統勘查手段的深度融合，通過‘空-天-地-井’一體化技術洞察地表下的礦藏分布，力爭再立找礦新功。”沈立軍說。
注：本文來源于工人日報