石碌鐵礦區與海南省昌江縣石碌鎮毗連，向北與海南西線高速公路相接，向北東距海口市約191km，向南至東方市約 70km。礦山有鐵路專線與東方市八所港相接，並與粵海鐵路相通。
石碌鐵礦是我國鐵礦石的重要基地之壹，鐵礦品位高達 62% 以上，為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。《昌化縣誌》記載: 明崇禎二年 ( 1629 年) ，知縣張三光趕走礦盜，宣示嚴禁私采亞玉山 ( 石碌嶺) 銅礦。明至清的幾百年間，石碌銅礦多為私采，故幾次議開幾次禁采。
1933 年，海南島成立瓊崖實業局，接受華僑投資開發本島資源。1935 年，瓊崖實業局派人到石碌嶺調查銅礦，意外發現此處鐵礦儲量頗豐，且品位極高，但由於種種原因，沒有開采。1939 年 2月，日本帝國主義侵略者踏上瓊島，為了實現其 “以戰養戰”、“就地供給”的戰略，隨即派出調查隊對石碌鐵礦進行勘查，並授命日窒素肥料株式會社投資進行大規模掠奪性開采。到 1945 年日本戰敗投降時，從海南掠奪鐵礦石 300 萬 t 以上 ( 其中田獨鐵礦 269 萬 t，石碌鐵礦 69 萬 t) 。
1946 年 8 月原民國資源委員會海南鐵礦籌備處成立並接管海南鐵礦，竟將拆毀的礦山精密機件的壹部分運到越南銷售，壹部分則運到廣西北海賣掉。原以為國人接管的海南鐵礦生機仍存，勃發有望，結果是再度陷入停滯。直至新中國成立後 1957 年才恢復生產。
1957 ～ 1964 年海南地質大隊對礦區補做勘探工作，1957 ～ 1958 年地質部物探局航測大隊 951隊對礦區進行了 1∶ 1 萬地面磁法測量 ( 8km2) ，圈出 27 處異常。其中，有 5 處異常認為是隱伏鐵礦引起，經鉆探驗證均見鐵礦。已知的探明工業儲量 + 遠景儲量 2552 萬 t，全鐵平均品位46. 27% 。老礦區開采至今仍存在資源危機。2007 ～ 2008 年全國危機礦山專項設立接替資源勘查項目，由海南省資源勘查院和廣東省地質局地球物理探礦大隊合作勘查，采用物化探配合鉆探多方法在北壹—花梨山、南礦—朝陽開展普查找礦工作，在礦區外圍雞心、武烈、金牛嶺地段開展預查工作。根據物探成果，結合地質，劃定了 3 處找鐵礦遠景區。新增鐵礦資源量 ( 礦石量) 4000萬 t，銅鈷金屬量 2 萬 t。
壹、礦床地質背景
石碌鐵礦區位於華南褶皺系石碌褶皺帶的西段。多期次的構造活動和變質 － 巖漿再造作用，形成了主要由東西向構造 － 巖漿帶和北東向構造 － 巖漿帶交接復合而成的構造格局。區域性成礦地質構造格局屬於我國重點金屬成礦區帶中的南嶺成礦帶; 其成礦條件十分優越，是我國金屬礦、非金屬礦、稀有和稀土礦的重要成礦遠景區帶。
礦區出露的地層主要有青白口系和震旦系 ( 圖 2 －4 －1) 。礦區鐵鈷銅礦主要賦存在青白口系巖層中，按巖性又可分為六層，其中第壹、三、四、五層為白色或深灰 － 灰紫等雜色千枚巖、石英片巖或石英絹雲母千枚巖、石英巖等矽鋁質巖石，普遍含有紅柱石，第五層還夾有壹層巖屑凝灰巖; 第二、六層為灰白色 － 淺灰色白雲巖、透輝石透閃石化白雲巖、透輝透閃巖、赤鐵礦巖、石英巖等。第六層是目前所掌握的鐵、鈷、銅礦產的主要賦存巖層。按巖性組合及與成礦關系，又可細分為 3 段:下段含鈷銅層位; 中段含鐵層位; 上段白雲巖夾炭質千枚巖為無鐵礦段，屬白雲巖礦含礦層。石碌鐵礦受地層控制，為火山 － 沈積變質型礦床，礦體呈層狀產出。
石碌礦區是國內知名的以富鐵礦為主的大型礦集區。除鐵礦外，還***生或伴生銅、鈷、鎳、銀、鉛鋅等金屬和白雲巖、石英巖、重晶石、石膏、硫等非金屬礦產; 在礦區近外圍區域發現的主要礦產有: 鐵、銅、鉛鋅、鎢、錫、金等金屬和石灰巖、黏土、石英砂、鋯鈦砂等非金屬礦床( 點) 多處。
二、礦區地球物理特征
( 壹) 磁性特征
鐵礦區航磁 ΔT 異常 ( 圖 2 －4 －2) 走向總體上為近東西向。異常正負相伴，正異常位於南面，分布較稀，梯度較小; 負異常分布於北面，分布密集，梯度較大。異常強度最高達 600nT，最低為 －900nT，且負異常大於正異常。ΔT 正異常場分布，其梯度變化的形態與整個礦區復式向斜構造的形態比較吻合。ΔT 分布特征與礦區含礦巖系的分布及其構造緊密相關。本區鐵礦體上磁異常的規律是異常正負伴生，礦體北側出現負異常，磁異常中心偏離礦體中心位置，礦體位於正負異常極大值之間，壹般在零值線附近。
區內巖礦石磁性參數見表 2 －4 －1。赤鐵礦石具強磁性，透輝透閃巖、構造角礫巖具弱磁性，其他巖石不具磁性或弱磁性。
圖 2 －4 －1 石碌鐵礦礦區地質圖
表 2 －4 －1 巖心磁性測試統計表
續表
圖 2－4－2 石碌鐵礦礦區航磁 ΔT ( nT) 異常圖
( 二) 電性特征
2007 年，系統測定了礦區 ZK1101 和 ZK3 鉆孔的巖心電阻率。統計表明，赤鐵礦體表現為低阻特征( 265Ω·m) ; 多數圍巖白雲巖、白雲質灰巖、石英砂巖、透輝透閃巖等電阻率為 325 ～1500Ω·m，平均700Ω·m，表現為中高阻特征。
( 三) 礦床地質 － 地球物理模式
礦區是國內知名的以富鐵礦為主的大型礦集區，還***生或伴生多金屬、非金屬礦產。根據物性測定結果，礦石具低電阻率，礦化巖石電阻率相對低，各種地層與各種礦化巖石電性差異明顯，區內鐵礦石具強磁性，可確定此類礦床的地質 － 地球物理模式為低阻高磁找礦模式。
三、物探方法技術運用及驗證效果
( 壹) 設計方法及使用儀器
2007 ～ 2008 年物探設計選擇了 1∶ 1 萬磁法、CSAMT、TEM 和井中物探工作，其主要任務是:
1) 通過高精度地面磁測工作，結合過去重磁資料，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主要任務是圈定 1. 2km 深度範圍內巖層與構造，重點是查明石碌群第六層分布狀態。在地質條件有利時，用於追索隱伏礦體。
3) 瞬變電磁法主要任務是發現和追索隱伏礦體，並用於勘查石碌群第六層中下部含炭層 ( 鐵、鈷、銅礦產的主要賦存巖層) ，勘查深度 500 ～1200m。
4) 井中三分量磁測主要任務是判斷異常源及其異常的性質，推測盲礦的深度、方向及見礦部位、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查物探投入的主要儀器設備壹覽表
(二)工作部署
對石碌鐵礦區雞心嶺、北壹—花梨山、南礦—朝陽的深部和邊部及其外圍開展普查工作，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。
(三)物探異常解釋推斷
1.可控源音頻大地電磁法解釋推斷
1)可控源音頻大地電磁法數據處理、反演效果。對卡尼亞爾電阻率和阻抗相位數據進行整理、編輯。由於采用不同的濾波方式反演所表現的效果是不同的，可根據需要突出地層橫向分布和局部礦體反演結果。圖2－4－3為E11線兩種濾波方式的對比結果圖。可見，為突出礦體要經過試驗對比方能取得較好效果。
2)卡尼亞爾電阻率斷面切片立體圖。
a.高頻段壹般為中低阻(幾十～幾百歐·米)，而且分布不均勻，主要反映第四系地層及淺部電性不均勻的巖層(如圖2－4－4、圖2－4－5)。
b.中低頻段中，低阻(幾十～幾百歐·米)層主要反映了第六層(QnS6)地層，是主要的含礦地層，所以電阻率較低;高阻(幾百～幾千歐·米)層主要為第四層(QnS4)、第五層(QnS5)地層等的反映。
c.中低頻內見封閉的低阻圈，呈凹陷型，為復式向斜軸心的部位。這是賦礦的有利部位，極具找礦意義。
d.低頻段出現極高電阻率(＞10000Ω·m)，是進入過渡帶或近區的反映。
3)阻抗相位切片立體圖。
a.中高頻段相位壹般高於400mard，進入中低頻段相位低於400mard。它顯示了上部地層電阻率相對下部地層要低。進入低頻段後阻抗相位迅速下降，趨於零甚至為負值。這是進入過渡區、近區的反映。
b.成礦向斜主軸部位阻抗相位壹般高於1000mard，且中低頻段要高於高頻段，反映了向斜軸心底部電阻率較低，是賦礦的有利部位。
圖2－4－3 E11線不同濾波方式的反演結果圖
圖2－4－4 CSAMT等頻點切片和等標高電阻率立體圖
圖2－4－5 CSAMT反演電阻率－400m高程平面圖
4)反演電阻率切片等高程平面圖。
a.壹般反映上部層位低阻，下部層位高阻的地電斷面。另外，第六層(QnS6)、石炭系(C1)地層表現為低阻，第四層(QnS4)、第五層(QnS5)等地層表現為高阻。
b.向斜軸部表現為低阻，並有明顯的“鍋底”狀向下延伸。礦體壹般不是表現為最低電阻率上，而是表現為中低電阻率(圖2－4－5)。
2.瞬變電磁法(TEM)(伍卓鶴，2007)
1)直接反映礦體的TEM異常特征。已知礦體位於3014～3064點/E15處，礦體走向為南東東向，礦體寬度約50～100m，埋深較淺，約10～30m。
圖2－4－6為E15線的TEM電壓剖面圖，圖中3014～3064點/E15的響應電壓強烈，電壓剖面在關斷後第2道(61.0μs)開始便見隆起、擡高的異常，這充分反映了埋深很淺的礦體(低阻體)。以3014～3064/E15為中心，小號點壹側的電壓值緩慢上升，而大號點壹側迅速衰減，依此可推斷礦體(低阻體)的寬度可往小號點方向(西向)再延伸1～2個測點距離，即50～100m。
圖2－4－6 E15線電壓曲線剖面圖
通過以上已知礦體的TEM資料分析可知，由於赤鐵礦為低阻體，引起的感應電壓較為強烈，幅值大，在電壓剖面上表現為“彩虹”狀的異常形態特征。礦體埋深越淺，則感應電壓異常出現越早;反之，則越晚。
2)反映構造的TEM異常特征。圖2－4－7為E11線電壓剖面圖。ZK1101孔位於4150/E11號點，於孔深487～670m見赤鐵礦。地質資料和CSAMT資料都顯示，ZK1101孔揭示的礦體賦存部位為向斜軸心部位(4050～4400/E11號點)。TEM電壓剖面也清楚地反映了此向斜構造形態，具體表現為如下特征:電壓曲線在向斜兩翼部位擡升，在軸心部位下降，形態如“鍋底”狀。此特征在中晚期測道表現尤為突出。
圖2－4－7 E11線電壓剖面圖
電壓曲線表現的這種“鍋底”狀異常形態與向斜構造形態極為相似。作者認為，這是由於向斜中第六層底部硫化物多及巖層破碎並充水而構成厚大低阻層的存在，兩翼的低阻層較淺，軸部較深。感應電壓會首先在較淺的低阻部位(兩翼)出現幅值較大的異常，而在相同的時間，由於感應渦流還未到達深部(軸部)低阻層，則感應電壓較弱。
由於淺層電性偏低的特殊性，具有相當屏蔽作用，TEM有時反映不了礦體;但可反映向斜軸部這個主要賦礦部位，對工作亦具指導意義。根據上述TEM異常特征，圈定了6個TEM異常。
3.高精度磁測成果
高精度地面磁測與航磁異常相吻合，地面磁測因工作精度的提高對異常特征表現得更為細致、準確，更加突出了淺部異常和局部異常。通過補償圓滑濾波及上延100m、200m和500m等處理(圖2－4－8～圖2－4－10)，消除了淺部和地表異常，突出深部異常，變為壹南正北負的伴生異常體。從上延50m、100m、200m、500m的異常圖看出，越往高處延拓，異常總體走向從北西西漸變至近東西，到上延至500m近東西走向的特征更為明顯。在低緯度區鐵磁性礦體位置往往對應於磁異常正負過渡帶處，表明深部礦體規模大，範圍廣，為壹近東西展布、埋深達1000m以上大的礦體。
圖2－4－8 測區磁測ΔT(nT)異常平面圖
圖2－4－9 測區磁測ΔT(nT)上延200m異常平面圖
圖2－4－10 測區磁測ΔT上延500m異常平面圖
4.三分量磁測井
對測區內深井進行了三分量測量，確定各個深井成礦情況，為進壹步鉆探工程提供條件。***進行了8個鉆孔測量工作，都取得了好的結果。
1)ZK2測井成果。該孔進行了視電阻率測井、磁化率測井、井中三分量磁測、井中高精度ΔT磁測等。測量範圍:8.36～647.3m。礦與礦化層***計五層，總厚度47.10m。0～58m為井中套管。142.40～144.90m，厚2.50m，赤鐵礦或礦化層;164.90～203.90m，厚39.00m，含磁巖(礦化)層;220.90～224.90m，厚4.00m，赤鐵礦或礦化層;293.30～293.90m，厚0.60m，薄層含磁礦化層;310.60～311.60m厚1.00m，薄層含磁礦化層(圖2－4－11)。
該孔井中磁測資料顯示，在井深320～500m處ΔZ曲線均呈近似反“C”型。320m處ΔZ=－975nT，419m處ΔZ=－2695nT，500m處ΔZ=－916nT。ΔT曲線均呈“C”型。260m處ΔT=－1120.34nT，400m處ΔT=－2998.1nT，500m處ΔT=－1043nT。ΔX、ΔY曲線均顯示為負值，表明異常處於第四象限。
圖2－4－11 ZK2井中三分量測井曲線
綜上所述，初步判斷在該孔320～500m井段存在井旁盲礦異常。依據異常曲線的形態和特征點，大致判斷:該異常體的中心埋深相當於該孔井深的400～420m段，距ZK2孔大約有100m;異常體存在於該孔的南西方向。該孔西南200m是ZK1101孔，見礦段約160m。
2)ZK3測井成果。該孔進行了磁化率測井和井中三分量磁測(圖2－4－12)。測量井段:16～808m。34m以上為套管。
該孔主要見礦或礦化磁性礦層有:582.00～610.50m，厚度28.50m;629.00～641.00m，厚度12.00m;680.50～683.50m，厚度3.00m;690.50～700.00m，厚度9.50m;706.00～734.50m，厚度28.50m;801.50～808.50m，厚度7.00m;該孔800m以下未見明顯曲線開口，故判斷近孔底壹定範圍內不存在較大磁異常。
5.深部找礦效果
通過利用地面高精度磁測、可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法、井中三分量測量等多種物探找礦方法，本次勘查圈定了鐵礦體賦存空間狀態，取得了明顯找礦效果，為礦山外圍深部找礦提供了有參考價值的資料。
1)傳統物探手段對深部探測效果不佳、易受礦山噪聲幹擾。采用交變大地電磁法能取得好的探測效果，CSAMT、TEM法探測深度深達1000m以上，大大超過直流電法探測深度。在地形條件復雜情況下，使用可控源音頻大地電磁法、瞬變電磁法可大大提高工作效率。在技術運用中，要通過試驗與分析對比確定有關觀測技術措施(如裝置參數、原始數據可靠性等)和數據處理技術，采用突出局部低阻異常反演技術圈定礦體輪廓等方法。
2)地面高精度磁測通過數據處理濾波與上延提取深部成礦信息圈定深部鐵磁性礦體，求得礦體埋深，也取得成效。通過鉆孔三分量磁測井精細測量，了解了井周是否存在盲礦體(所舉礦例中有)，對下壹步布鉆將起到重要作用。
圖2－4－12 ZK3井中三分量測井曲線
四、驗證結果
1)從成果可知:磁測ΔT向上延拓500m後的零等值線，CSAMT表現為低阻異常和高阻抗相位異常，TEM表現為有下凹、凹中凸等異常特征，顯示為礦異常性質。驗證結果證實，物探推斷的這壹部位7個鉆孔見礦情況好。這壹部位無疑為本測區深部找礦的最有利部位。
2)危機礦山深部找礦工作是壹個系統工程。包括綜合研究、方法技術應用和工程驗證等幾個重要環節。深部找礦工作壹個重要環節，就是應用具有“高分辨率、探深大”功能的方法技術。由於采用了以上這些新方法技術，而獲取了較多的深部礦化體信息，圈定礦體輪廓，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
伍卓鶴.2007.瞬變電磁法在礦產勘查中的應用研究［J］.華南地震，27(3):26—43
伍卓鶴.2009.危機礦山外圍高新物探技術方法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
地區地球物理研討平臺成立暨首屆學術交流會論文集
(本節供稿人:伍卓鶴)