岩石電磁學研究引領我國鉻鐵礦主產區勘探突破

鉻鐵礦是一種重要的礦產資源， 在工業和國防方面用途非常廣泛， 其它礦種難以替代；同時鉻鐵礦賦存的圍岩為超鐵鎂岩， 記錄了岩石圈演化、大洋消亡的關鍵資訊， 在地球科學研究中有著特殊的地位。 全球的大部分鉻鐵礦屬於豆莢狀鉻鐵礦， 礦體發育和分佈都沒有明顯規律， 而且礦體和圍岩的地球物理差異不明顯， 因而隱伏鉻鐵礦探測已成為長期困擾勘探地球物理研究一個基礎性和技術性難題。 羅布莎是我國鉻鐵礦的主產區， 出產我國90%以上的鉻鐵礦， 受探測技術的困擾， 近些年並沒有取得重大勘探突破。

探索鉻鐵礦的探測技術並快速取得勘探突破已成為我國國家、行業和礦山的共同需求。

中國科學院地質與地球物理研究所、中國地震局地震觀測與地球物理成像重點實驗室高級工程師何蘭芳， 中國科學院地質與地球物理研究所研究員陳淩， 西藏地勘局總工程師、中國工程院院士多吉， 中國石油東方地球物理公司教授何展翔及其合作者通過超基性岩岩石學和電磁學交叉研究揭示了我國鉻鐵礦主產區——西藏羅布莎岩體的電性結構和鉻鐵礦發育分佈的電磁學規律。

研究結果表明：通過地面的電磁陣列觀測可探測蛇綠岩內部電性分佈特徵（圖1）， 地球化學和岩石電磁學綜合研究表明超基性岩的電磁學特徵和岩石學組分與結構特徵存在內在聯繫，

並能將岩體內部新鮮和不同蝕變程度的超鎂鐵質岩相與地面觀測的電阻率分佈聯繫起來（圖2）。 在此基礎上， 綜合鉻鐵礦地質特徵並結合其它地球物理資料， 研究人員提出了隱伏豆莢狀鉻鐵礦地質－地球物理探測模型。 依託模型提交了9個異常驗證孔， 經鑽探驗證7個見礦， 其中ZKWT02孔發現了我國規模最大、品位最優的鉻鐵礦（圖2b）， 實現了我國30年來最大的鉻鐵礦勘探突破。

相關研究得到了中國地質調查局、中科院先導專項、國家自然科學基金、相關礦山企業和湖南強軍科技有限公司的專案支援。 研究成果為蛇綠岩內部結構和屬性研究提供了新思路，

為特提斯域板塊碰撞與俯衝研究提供了新觀測， 並將在西藏和“一帶一路”沿線國家的豆莢狀鉻鐵礦勘探中發揮重要作用。

這一研究結果部分發表在勘探地球物理國際期刊Geophysics上(He et al. Mapping chromite deposits with audio magnetotellurics in the Luobusa ophiolite of southern Tibet. Geophysics , 2018, 83(2): B47-B57)。

圖1 羅布莎岩體中段三維電阻率模型

圖2 羅布莎鉻鐵礦地質-電磁學模型（a， 已知礦模型；b， 依託模型發現的新礦體）