滕壽仁，溫德娟，洪秀偉，張紅濤

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧沈陽110031）

1 概況

綜合信息技術(shù)是目前估算礦產(chǎn)遠(yuǎn)景資源量行之有效的方法?全國礦產(chǎn)總量預(yù)測及預(yù)測新方法研究.2009..本文通過對大臺(tái)溝鐵礦的綜合信息分析研究，并結(jié)合鉆孔數(shù)據(jù)，預(yù)測鐵礦體邊界、下延深度等信息，在節(jié)省巨額勘查費(fèi)用的同時(shí)，為下一步礦產(chǎn)勘查工作提供指導(dǎo)性依據(jù).

大臺(tái)溝鐵礦位于遼寧省本溪市橋頭鎮(zhèn)，賦存于鞍山-本溪鐵礦成礦帶內(nèi)，是近年來遼寧省發(fā)現(xiàn)最大鐵礦體，目前已探明的資源量超過30億噸?李爾峰，等.大臺(tái)溝鐵礦詳查報(bào)告.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，2010..

礦區(qū)內(nèi)研究程度較高.先后有不同勘查研究單位在工作區(qū)內(nèi)開展了鐵礦的普查工作.遼寧省地質(zhì)局物測大隊(duì)在本溪橋頭地區(qū)針對大臺(tái)溝磁異常進(jìn)行地面檢查工作，推斷航磁異常是由鞍山式磁鐵礦引起?盧崇海.遼寧省區(qū)域礦產(chǎn)總結(jié).遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局，2006..冶金地質(zhì)會(huì)戰(zhàn)指揮部第二物探大隊(duì)曾對大臺(tái)溝磁異常開了綜合研究工作，根據(jù)重磁同源異常特征，推斷由鞍山式鐵礦引起，異常南部塊段具高磁性、高密度特征，可能為富礦部位.

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層主要為新元古宙細(xì)河群釣魚臺(tái)組、南芬組、橋頭組，震旦系康家組，寒武系堿廠組、饅頭組.巖性主要為粉砂巖、泥灰?guī)r、泥巖、石英巖、石英砂巖、硅化大理巖、絹云綠泥石英片巖及太古宙鞍山群含鐵巖系的條帶狀磁鐵石英巖、赤鐵石英巖、赤鐵磁鐵石英巖、綠泥片巖?李爾峰，等.大臺(tái)溝鐵礦詳查報(bào)告.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，2010.［1］.

與鞍-本地區(qū)已知鐵礦類比，大臺(tái)溝鐵礦礦石特征、夾石特征等與鞍山齊大山鐵礦相似，其層位應(yīng)屬鞍山群櫻桃園組，為變質(zhì)沉積-火山沉積鐵礦，即“鞍山式”鐵礦［2-3］.

礦體頂界面埋深1100～1200 m，寬度578～1152 m，平均寬度870.68 m，礦體最大垂直延伸809 m.礦體呈單斜層狀產(chǎn)出，厚度變化小，變化系數(shù)19.67%.礦石成分簡單，礦石礦物主要為磁鐵礦、假象赤鐵礦和赤鐵礦，脈石礦物主要是石英.礦體平均品位TFe33.07%.

3 重、磁場特征

大臺(tái)溝航磁異常規(guī)模較大，異常長度為1.7 km，異常寬度1 km，軸向?yàn)楸蔽?由南東向北西方向急劇收縮，異常范圍達(dá)52 km2，異常最大值達(dá)3500 γ.化極等值線圖上異常形態(tài)變化不明顯，反映出礦體規(guī)模較大；各高度垂向?qū)?shù)圖上磁異常仍然存在，表明礦體延伸較深，并且傾角較陡?滕壽仁，等.遼寧省磁性礦床估算報(bào)告.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，2010..在1∶1萬地磁等值線異常圖上，磁異常呈鴨梨型，有明顯走向，軸向?yàn)楸蔽鳎瑑梢硖荻茸兓淮笄逸^平緩，說明礦體埋深較大并且產(chǎn)狀較陡.異常向北西方向急劇收縮，說明礦體寬度亦向北急劇變窄.異常峰值較高，達(dá)5900 nT，從形態(tài)上看基本與航磁異常圖磁異常形態(tài)吻合［1］.

礦區(qū)在1∶20萬重力場上為一北西向鴨梨狀重力高，因該地區(qū)存在基性巖體的可能性較小.同時(shí)，經(jīng)地形校正等五統(tǒng)一改正后，重力異常形態(tài)與航磁異常形態(tài)相近似，異常中心位置較為吻合，說明該異常為重、磁同源異常.因此推斷重、磁異常中心部位也是礦體的中心部位?劉士毅，等.我國物探化探找礦思路與經(jīng)驗(yàn)初析.2006.［4-5］（見圖 1）.

圖1 重、磁異常對比圖Fig.1 Comparison between gravity and magnetic anomalies

4 EH4電磁剖面特征

EH4電導(dǎo)率測量方法在鐵礦勘查工作中的應(yīng)用還處于試驗(yàn)研究階段.通過電阻率的空間分布，結(jié)合深部鉆孔資料，對可能的礦體產(chǎn)狀、空間展布特征進(jìn)行研究［6］.

從垂向看，礦體的頂界面為浪子山組硅化大理巖和石英巖，電阻率分別為7918 Ωm和12229 Ωm（見圖2），而赤鐵礦體電阻率為3165 Ωm，為相對低電阻率.因此在剖面圖上，上部出現(xiàn)高阻區(qū)，下部出現(xiàn)低電阻率區(qū)，分界處就應(yīng)是礦體的頂界面，在本剖面上反映得較好.同樣礦體的南西邊界為太古宙混合花崗巖，也為相對高電阻率區(qū)域，在高、低電阻率過渡區(qū)應(yīng)為礦體的分界線.礦體的北東邊界圍巖為綠泥石英片巖，電阻率為13362 Ωm，也為相對高阻區(qū).

EH4連續(xù)電導(dǎo)率剖面總體上反映了礦體的大致邊界，在深部反映有疑似礦體異常.但是礦體的南西邊界在斷面圖上反映不是很明顯.邊界的確定存在多解性，因此我們可以利用測井等數(shù)據(jù)相互約束補(bǔ)充?孫鵬惠，等.遼寧省鐵礦資源潛力評(píng)價(jià)成果報(bào)告.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，2010.［7］，達(dá)到目的.同時(shí)，從剖面圖上可以看出，低阻區(qū)向下還存在連續(xù)性，說明該鐵礦深部還存在較大潛力.

圖2 156號(hào)勘探線控制與EH4推斷礦體邊界對比圖（引自大臺(tái)溝鐵礦勘查報(bào)告）Fig.2 Comparison of orebody boundaries between that controlled by exploratory line and that concluded by EH4

5 綜合測井特征

三分量曲線特征明顯，磁性過渡層處于遼河群浪子山組硅化大理巖，鞍山群頂界面出現(xiàn)明顯磁性界面.蓋層磁化率相對于太古宇櫻桃園組及以下含鐵地層幾乎為零，而硅鐵建造內(nèi)部曲線形態(tài)分為穩(wěn)定曲線和跳躍曲線，穩(wěn)定曲線代表了硅鐵建造的穩(wěn)定發(fā)育和赤鐵礦、夾層的發(fā)育情況.自然伽瑪測井主要測量鉆孔中地層的天然放射性強(qiáng)度.大臺(tái)溝礦區(qū)由地表向下，依次為震旦系、新元古界青白口系、古元古界遼河群和新太古界鞍山群地層，從巖性特征上看，由砂巖、頁巖、泥灰?guī)r、大理巖、片巖和鐵礦組成.其井中自然伽瑪值最高的為黑色頁巖，其次是泥灰?guī)r、片巖、砂巖、大理巖，最低的為鐵礦，尤其是1750 m以下的條帶狀磁鐵、赤鐵石英巖含量接近零值.鐵礦自然伽瑪值平均變化范圍在0～6 API，圍巖變化較大且不穩(wěn)定，變化范圍40～120 API，明顯高于礦體.由此說明大臺(tái)溝鐵礦放射性極低或不含放射性.

6 巖石物性特征

6.1 磁性特征

從勘查區(qū)鉆孔巖心采取一定數(shù)量的礦體和圍巖標(biāo)本進(jìn)行物性參數(shù)測定.鐵礦上覆蓋層磁性較低，磁化率在 2.8～78.6（10-4×4πSI）之間，平均磁化率為 20.9（10-4×4πSI）；剩磁強(qiáng)度在 0.8～51.6（10-1A/m）之間，平均剩磁為 9.17（10-1A/m）.赤鐵石英巖磁化率在 34～776（10-4×4πSI）之間，平均磁化率 229.4（10-4×4πSI）；剩磁強(qiáng)度在 26～833（10-1A/m）之間，平均剩磁為 269.4（10-1A/m）.磁鐵石英巖磁化率在 262～5603（10-4×4πSI）之間，平均磁化率為 2095.9（10-4×4πSI）；剩磁強(qiáng)度在 184～8583（10-1A/m）之間，平均剩磁為 1892.5（10-1A/m）.條帶狀磁鐵石英巖、赤鐵石英巖與上覆圍巖的磁性差異明顯?劉士毅，等.我國物探化探找礦思路與經(jīng)驗(yàn)初析.2006.［8］，差了兩個(gè)數(shù)量級(jí).因此，利用磁性差異進(jìn)行資源量估算及井中分層是該礦區(qū)非常有效的手段.

6.2 電性特征

礦區(qū)內(nèi)條痕狀磁鐵石英巖和赤鐵石英巖具明顯的低阻高極化特征［9-10］，其他巖性之間視極化率相差不大，但電阻率變化較大，平均變化范圍13362～1843Ωm，顯示良好的電性差異.上覆圍巖視極化率處于1%～4%之間，其中以砂巖類為最低.磁鐵石英巖及赤鐵石英巖在10%～17%之間，且變化不大，較為穩(wěn)定，明顯高于其圍巖，分界面明顯［10］.

7 遠(yuǎn)景資源量估算

通過對大臺(tái)溝鐵礦的重磁電綜合信息研究，我們認(rèn)為該鐵礦深部還存在較大潛力［11］.在綜合整理了重磁電資料及巖（礦）石物性參數(shù)的基礎(chǔ)上，對該鐵礦進(jìn)行深部定量正、反演計(jì)算，探求遠(yuǎn)景資源量.

7.1 計(jì)算參數(shù)確定

定量計(jì)算的基礎(chǔ)為磁參數(shù)的確定，沒有精確的磁參數(shù)，計(jì)算結(jié)果就會(huì)大打折扣.本文所利用的磁參數(shù)均為實(shí)測，可信度較高.

7.2 定量反演礦體空間形態(tài)

運(yùn)用RGIS定量反演軟件進(jìn)行定量計(jì)算［12-13］：通過正、反演計(jì)算，大臺(tái)溝鐵礦下延深度超過3000 m.鉆孔資料反映的礦體空間形態(tài)比較有限，它只能對鉆孔之間的礦體加以推斷連接，而綜合信息技術(shù)可以反映出完整的礦體空間三維形態(tài)（見圖3）.

圖3 大臺(tái)溝132剖面磁力異常（△T）定量反演曲線Fig.3 Quantitative inversion curve of magnetic anomaly（△T）along No.132 profile in Dataigou iron deposit

7.3 校正參數(shù)確定

通過大臺(tái)溝鉆孔勘探資料得到大臺(tái)溝鐵礦平均品位30.38%，礦體水平寬度Hk在800～1220 m之間，平均寬度1000 m；夾石層累計(jì)厚度根據(jù)鉆孔巖心得出Hj平均為4 m，則

K=（Hk-Hj）/Hk＝1000/（1000+4）＝99.7%≈1

結(jié)合已知礦體形態(tài)，大臺(tái)溝鐵礦實(shí)際的磁性體為厚層塊體，在此基礎(chǔ)上，k＝1.

體積校正系數(shù)包括形態(tài)校正系數(shù)k和含礦系數(shù)K兩項(xiàng)，即：

Ki＝k×K＝1×1＝1

7.5 計(jì)算礦體資源量

計(jì)算公式［12，14］：Q=S×L×k×sin（a）×d×K式中S為擬合出的已知礦產(chǎn)地深部及外圍磁性礦體的截面積；L為已知礦產(chǎn)地查明礦體走向長度；sin(a)為已知礦產(chǎn)地對應(yīng)的磁異常長軸線與擬合計(jì)算剖面線夾角a的正弦；d為磁性礦石密度；k為形態(tài)系數(shù)；K為含礦系數(shù).

截面積S根據(jù)查明礦體結(jié)果和2.5D擬合結(jié)果確定，為厚度與寬度的乘積；走向長度L沿用已知礦體走向長度；a角為實(shí)測得出；礦石密度據(jù)實(shí)測資料；k為依據(jù)已知礦體形態(tài)得出；K為鉆孔實(shí)際測得含礦率［15］.最終預(yù)測大臺(tái)溝鐵礦遠(yuǎn)景資源量1083531萬噸.

8 結(jié)語

地球物理綜合信息技術(shù)對深部礦體形態(tài)預(yù)測有很好的效果［16］，一種物探方法解釋具有多解性，我們可以運(yùn)用地球物理綜合信息技術(shù)，排除干擾信息.在大臺(tái)溝鐵礦異常研究過程中，通過重、磁異常可以判斷出異常為鐵礦引起.測井信息可較為可靠地確定磁性礦體頂界面.EH4斷面+地磁剖面可有效地推斷出礦體邊界、下延深度、上覆地層及構(gòu)造形態(tài).最后，結(jié)合平面異常形態(tài)利用地質(zhì)-地球物理定量反演方法可以估算出引起該異常的鐵礦體資源量［14，17］.

（1）太古宙硅鐵建造具有高磁、高重力的特征，結(jié)合航磁、重力資料對比研究可以確定異常是否為鐵礦體引起的異常.如果異常為重、磁同源異常，即可排除酸性巖體及火山巖引起異常的可能性.

（2）通過研究大臺(tái)溝鐵礦地質(zhì)特征、磁異常平面特征、EH4及綜合測井等地質(zhì)-地球物理綜合信息，可以大體確定鐵礦體走向長度、寬度、埋深等礦體大致信息，為下一階段工作提供技術(shù)參考，既提高了效率，同時(shí)也節(jié)約了成本.

（3）利用實(shí)測大臺(tái)溝鐵礦巖（礦）石物性參數(shù)，經(jīng)RGIS定量反演計(jì)算，大臺(tái)溝鐵礦體埋深在1100 m左右，下延深度超過3000 m，遠(yuǎn)景資源量在百億噸以上.

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