岩石电磁学研究引领我国铬铁矿主产区勘探突破

铬铁矿是一种重要的矿产资源，在工业和国防方面用途非常广泛，其它矿种难以替代；同时铬铁矿赋存的围岩为超铁镁岩，记录了岩石圈演化、大洋消亡的关键信息，在地球科学研究中有着特殊的地位。全球的大部分铬铁矿属于豆荚状铬铁矿，矿体发育和分布都没有明显规律，而且矿体和围岩的地球物理差异不明显，因而隐伏铬铁矿探测已成为长期困扰勘探地球物理研究一个基础性和技术性难题。罗布莎是我国铬铁矿的主产区，出产我国90%以上的铬铁矿，受探测技术的困扰，近些年并没有取得重大勘探突破。探索铬铁矿的探测技术并快速取得勘探突破已成为我国国家、行业和矿山的共同需求。

中国科学院地质与地球物理研究所、中国地震局地震观测与地球物理成像重点实验室高级工程师何兰芳，中国科学院地质与地球物理研究所研究员陈凌，西藏地勘局总工程师、中国工程院院士多吉，中国石油东方地球物理公司教授何展翔及其合作者通过超基性岩岩石学和电磁学交叉研究揭示了我国铬铁矿主产区——西藏罗布莎岩体的电性结构和铬铁矿发育分布的电磁学规律。

研究结果表明：通过地面的电磁阵列观测可探测蛇绿岩内部电性分布特征（图1），地球化学和岩石电磁学综合研究表明超基性岩的电磁学特征和岩石学组分与结构特征存在内在联系，并能将岩体内部新鲜和不同蚀变程度的超镁铁质岩相与地面观测的电阻率分布联系起来（图2）。在此基础上，综合铬铁矿地质特征并结合其它地球物理资料，研究人员提出了隐伏豆荚状铬铁矿地质－地球物理探测模型。依托模型提交了9个异常验证孔，经钻探验证7个见矿，其中ZKWT02孔发现了我国规模最大、品位最优的铬铁矿（图2b），实现了我国30年来最大的铬铁矿勘探突破。

相关研究得到了中国地质调查局、中科院先导专项、国家自然科学基金、相关矿山企业和湖南强军科技有限公司的项目支持。研究成果为蛇绿岩内部结构和属性研究提供了新思路，为特提斯域板块碰撞与俯冲研究提供了新观测，并将在西藏和“一带一路”沿线国家的豆荚状铬铁矿勘探中发挥重要作用。

这一研究结果部分发表在勘探地球物理国际期刊Geophysics上(He et al. Mapping chromite deposits with audio magnetotellurics in the Luobusa ophiolite of southern Tibet. Geophysics , 2018, 83(2): B47-B57)。

图1 罗布莎岩体中段三维电阻率模型

图2 罗布莎铬铁矿地质-电磁学模型（a，已知矿模型；b，依托模型发现的新矿体）