張葉鵬，吳 頔

（湖南省有色地質(zhì)勘查局 二四七隊(duì)，湖南 長沙 410129）

0 前言

巴西聯(lián)邦共和國位于中南美洲與大西洋之間，鐵礦資源非常豐富，探明儲量210×1011kg，加上推測儲量，巴西鐵礦資源量達(dá)到620×1011kg以上。鐵礦年產(chǎn)量和出口量均居于世界前列。鐵四邊形（或稱鐵四角）和卡拉加斯均為世界級的超大型鐵礦區(qū)，這兩個(gè)區(qū)預(yù)測總資源量在400×1011kg以上，且均為高品位礦石。某鐵礦普查區(qū)位于該國的東北部，屬于南半球低磁緯度地區(qū)，地層為早元古界（Aγ、Pγ、Nγi），相當(dāng)于“鐵四邊形”地區(qū)早元古界的埃塔比拉群（現(xiàn)在多稱為米納斯超群），米納斯超群含鐵巖系中緼藏著巴西70%的鐵礦資源量。區(qū)內(nèi)地表基巖出露較少，且植被覆蓋較厚，為地表地質(zhì)工作的開展帶來了難度。鐵礦石為磁鐵石英巖，在磁性上與圍巖存在明顯差異，地面高精度磁法測量應(yīng)用效果較好，彌補(bǔ)了地質(zhì)工作的不足。

1 地質(zhì)概況及巖石磁性特征

工作區(qū)位于巴西濱海地盾內(nèi)近東西向區(qū)域性復(fù)式倒轉(zhuǎn)向斜中，向斜走向長大于100km，寬10km～30km，核部地層為中元古界底部米納斯超群變質(zhì)巖，兩翼為早元古代上部的中深變質(zhì)巖相片麻巖組合地層。向斜北倒南傾，北翼地層傾角較緩，南翼地層傾角較陡。區(qū)域構(gòu)造巖漿活動(dòng)主要時(shí)期是早、中元古代，巖漿種類最復(fù)雜、期次頻繁。

工作區(qū)除第四系外，主要出露前寒武系（中元古界）米納斯超群地層。該群在區(qū)域上由上至下分：比拉西卡巴（Piracicaba）、伊塔比拉（Yitabila）、卡拉沙（Karratha）、塔馬都瓦（Tamandua）四個(gè)組，礦區(qū)出露的主要地層為米納斯超群中部的伊塔比拉（Yitabila）、卡拉沙（Karratha）兩個(gè)地層組。巖性包括片理化花崗巖、混合化花崗巖、片麻巖、角閃巖、千枚巖，石英及少量變質(zhì)石英粗砂巖。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要有呈北東向分布的平移斷裂構(gòu)造，屬于區(qū)域性剪切帶的次級構(gòu)造。該組斷裂構(gòu)造較發(fā)育晚于成礦期，為正平移斷裂，對礦體具有破壞作用。

研究區(qū)主要礦種為層控型磁鐵石英巖鐵礦及少量褐鐵礦、赤鐵礦石。磁鐵石英巖是主要的目標(biāo)層。

區(qū)內(nèi)主要巖石及礦石磁性參數(shù)見表1。

由表1可見，區(qū)內(nèi)主要的磁性物質(zhì)為磁鐵石英巖，磁化率常見值達(dá)到264×10－3SI，最高值達(dá)1 000×10－3SI，與其它礦石及巖石相比，磁化率差異較為明顯，因此如果區(qū)內(nèi)磁鐵石英巖規(guī)模較大，必定會引起較大規(guī)模的磁異常，這為利用磁法尋找較大規(guī)模磁鐵礦創(chuàng)造了極為有利的條件。

2 磁測△T異常特征

根據(jù)該區(qū)地表出露磁鐵石英巖帶近東西向的特點(diǎn)，布置測線方向?yàn)槟媳毕?，網(wǎng)度100m×20m，開展地面高精度磁法測量工作，測量參量為地磁場總場強(qiáng)度值T，通過各項(xiàng)改正后求取磁異?！鱐，并繪制△T異常等值線平面圖（見圖1）。

從圖1看出，△T磁異常正負(fù)異常伴生明顯、南負(fù)北正特征，負(fù)異常峰值多強(qiáng)于正異常峰值，為典型的南半球低緯度磁異常。測區(qū)南部異常曲線相對較陡、極大值較大，北部異常曲線相對較緩。各個(gè)異?？傮w上呈現(xiàn)出眾多規(guī)模大小不一的局部異常，或集中在某一區(qū)域，或以某一規(guī)律組合，或零散分布于某一主體異常周圍，有些異常以串珠狀展布表現(xiàn)出較大的規(guī)模，較為明顯的是在礦區(qū)中部兩條明顯的北西向異常帶，規(guī)模較小的磁異常在帶上呈零星分布，異常之間有相互疊加現(xiàn)象。磁異常的整體面貌表明，①勘探區(qū)內(nèi)地表或近地表淺部具有鐵磁性物體存在，這些鐵磁性物體的分布表現(xiàn)為不均勻性特征；②在一定范圍內(nèi)存在具有較大規(guī)模和較強(qiáng)規(guī)律的鐵磁性物質(zhì)分布。

根據(jù)異常的組合特征，將區(qū)內(nèi)磁異常劃分為五個(gè)磁異常。

（1）M1異常。產(chǎn)出在測區(qū)南部，出露范圍小，正負(fù)異常伴生，東西向串珠狀展布，正異常峰值達(dá)500nT，負(fù)異常峰值達(dá)－1 000nT，異常梯度較陡，說明磁性體埋深較淺，地表出露有磁鐵石英巖。

（2）M2異常。產(chǎn)出在測區(qū)中、東部，出露范圍較大，正負(fù)異常伴生，局部子異常呈東西向展布，總體呈北西向串珠狀展布，正異常峰值達(dá)1 000nT，負(fù)異常峰值達(dá)－2 000nT。

（3）M3異常。產(chǎn)出在 M2異常北部，出露范圍小，正負(fù)異常伴生，東西向展布，正異常峰值達(dá)300nT，負(fù)異常峰值達(dá)－80nT，梯度較陡，說明磁性體埋深較淺，地表出露主要有褐鐵礦、赤鐵礦及少量磁鐵石英巖。

（4）M4異常。產(chǎn)出在測區(qū)北部，出露范圍較小，局部子異常呈東西向展布，總體呈北西西向串珠狀展布，部分異常上地表見磁鐵石英巖。

（5）M5異常。產(chǎn)出在測區(qū)西北角，呈東西向展布，由于異常主體尚未封閉，無法對其進(jìn)行詳細(xì)解讀，地表出露有磁鐵石英巖。

上述各個(gè)磁異常對應(yīng)地層為主要含鐵地層——伊塔比拉（Yitabila）地層組，在測量期間，對每個(gè)測點(diǎn)的地質(zhì)情況均進(jìn)行了簡單的記錄，記錄顯示，大部分磁異常部位均可見到磁鐵石英巖。綜合推斷認(rèn)為，具有較大規(guī)模、較大強(qiáng)度且規(guī)律性明顯的磁異?；究梢哉J(rèn)為與磁鐵石英巖有關(guān)，但由于異常所處緯度位置的特殊性，難以直接根據(jù) △T磁異常圈定礦（化）體范圍，有必要對 △T磁異常進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理和分析解釋。

表1 主要巖石及礦石磁性參數(shù)表Tab.1 The magnetic parameter list of major rocks and ores

圖1 △T異常平面等值線圖Fig.1 Contour map of△Tabnormity

3 △T異常數(shù)據(jù)處理分析

3.1 低緯度化極［2，11］

本測區(qū)處于南半球，正常的地磁場方向是向北、向上的，且屬于低緯度地區(qū)。而在南半球低緯度地區(qū)，一般區(qū)內(nèi)所有物體都處于地球磁場的水平磁化或以水平磁化為主的斜磁化條件下，化極因子屬放大性一類轉(zhuǎn)換因子，緯度越低，其放大作用越強(qiáng)。在磁赤道地區(qū)，其放大作用達(dá)到極點(diǎn)，變成無窮大，使得計(jì)算無法進(jìn)行［1］。在接近低緯度時(shí)，化極結(jié)果也很不理想，據(jù)此作者使用Geosoft 6.4軟件將本次低緯度地區(qū)的△T異常先進(jìn)行化赤轉(zhuǎn)換，再將△T數(shù)據(jù)倒相180°，就等于將磁異常化向磁極［2－3］，并繪制磁異常等值線圖（見圖2）。

由圖2顯示，與本區(qū)原始異常（見圖1）相比：

（1）M1異常依然存在，但是異常范圍縮小，異常主體向西移動(dòng)130m左右；M1－3異常產(chǎn)出范圍和位置基本未變化，但異常正負(fù)組合表現(xiàn)為兩負(fù)加一正，且正異常強(qiáng)度增加到500nT。

（2）M2異常中，M2－1和 M2－2并為一個(gè)異常，總異常規(guī)模及正異常強(qiáng)度基本未變化，負(fù)異常強(qiáng)度有所降低，正負(fù)異常組合表現(xiàn)為北半球中典型的南正北負(fù)異常，得到了明顯的歸位；M2－3異常，該異常形態(tài)由原始異常中的兩負(fù)加一正轉(zhuǎn)化為兩正加一負(fù)，且正異常強(qiáng)度增加到2 000nT；M2－4異常轉(zhuǎn)化為一個(gè)寬緩的正異常，正異常中心往南移200m左右，且異常強(qiáng)度增大到300nT。

（3）M3異常變得不明顯，由原始異常中的正負(fù)組合異常轉(zhuǎn)化為負(fù)異常，且異常規(guī)模變小，強(qiáng)度降低到－80nT。

（4）M4異常，M4－1異常由原始異常中的正負(fù)伴生異常轉(zhuǎn)化為寬緩的正異常，異常中心往東南平移約300m，正異常強(qiáng)度基本未變；M4－2異常變得不明顯；M4－3異常由原來原始異常中的正異常轉(zhuǎn)化為北半球中典型的南正北負(fù)異常。

（5）M5異常由原始異常中的南負(fù)北正異常轉(zhuǎn)化為以正異常為主的異常，且正異常強(qiáng)度增大到300nT。

圖2 △T異常化極平面等值線圖Fig.2 Reduction－to－the－pole contour map of△Tabnormity

綜合分析磁異?；瘶O成果認(rèn)為，①化極之后磁異常得到了明顯的歸位，異常正負(fù)伴生形態(tài)有所改變，出現(xiàn)了很多典型的南正北負(fù)異常；②異常規(guī)模保持基本不變或者有所減??；③部分異常中心在平面上出現(xiàn)了明顯位移；④異常強(qiáng)度變化不一，但是化極后異常強(qiáng)度增大的占多數(shù)；⑤測區(qū)中部兩條北西向串珠狀異常帶（對應(yīng)磁異常 M2、M4）更加明顯，推測斷裂 WF1以西呈北西向展布，WF1以東呈東西向展布，只是在平面位置上產(chǎn)生了不同程度的位移；⑥結(jié)合地質(zhì)發(fā)現(xiàn)測區(qū)東北部和南部兩個(gè)背景場區(qū)域界線與區(qū)內(nèi)地層地質(zhì)界線相吻合，且區(qū)內(nèi)磁異常與地表見礦（化）情況關(guān)系更加緊密。

3.2 三維反演［12］

本區(qū)磁異常多具一定規(guī)模，且強(qiáng)度較大，異常梯度較陡，這一特征表明區(qū)內(nèi)地表或近地表淺部具有鐵磁性物體存在，與區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征顯示本區(qū)岀露的鐵礦（化）帶相吻合。為了更好地推測鐵礦（化）帶在地下的展布形態(tài)，突出地面磁測在本區(qū)的應(yīng)用效果，作者應(yīng)用Modelvision 10.0軟件，首先選取多條經(jīng)過地表岀露有鐵礦（化）帶的磁測剖面進(jìn)行剖面反演，再利用三維反演功能，以多條剖面反演的成果為依據(jù)，建立各個(gè)鐵礦（化）帶的三維模型，進(jìn)行三維反演，三維反演成果見圖3與圖4。由圖3與圖4顯示，本區(qū)△T異常三維反演成果揭示出了本區(qū)鐵礦體的產(chǎn)出位置及在地下隱伏礦體的展布形態(tài)，體現(xiàn)了區(qū)內(nèi)斷裂對鐵礦體的破壞作用。同時(shí)推測M2－1和M2－2所對應(yīng)的礦體在成礦時(shí)為一整體，但是在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下，M2－1和M2－2異常所在位置之間形成小背斜，將鐵礦體分開。本區(qū)磁異常三維反演結(jié)果為下一步工程驗(yàn)證提供了依據(jù)。

4 驗(yàn)證情況

以驗(yàn)證磁異常和控制礦體產(chǎn)狀為目標(biāo)，在重點(diǎn)磁異常部位，布置了多條地質(zhì)勘探剖面，施工了多個(gè)鉆孔，絕大部分鉆孔均見到平均厚度達(dá)3m～6m的磁鐵石英巖礦體，部分鉆孔礦體表現(xiàn)為多層特征。圖5為13號剖面鉆孔見礦情況及礦體推斷圖，所見三層礦體厚度均在3m～5m。鉆孔驗(yàn)證的產(chǎn)狀與物探推斷結(jié)果基本一致。剖面所在位置地表覆蓋層達(dá)2m左右，磁異常揭示的礦體異常特征是鉆孔布置的主要依據(jù)。

5 結(jié)論

在認(rèn)識低磁緯度區(qū)△T異常時(shí)，必須充分掌握所在地區(qū)磁異常的表現(xiàn)形式和規(guī)律特征，野外工作必須扎實(shí)到位，記錄測點(diǎn)巖石特征是非常重要的環(huán)節(jié)，對后期磁異常的解釋推斷具有直接參考作用。為全面認(rèn)識磁異常隱含的磁性體特征，數(shù)據(jù)處理與分析也是必不可少的手段，就本區(qū)而言，作者先進(jìn)行了磁異常的化極處理，基本確定了鐵礦（化）

帶上頂中心，再通過三維反演確定鐵礦（化）帶在地下的產(chǎn)出形態(tài)，兩者結(jié)合確定鐵礦（化）帶的分布和產(chǎn)狀，鉆孔驗(yàn)證結(jié)果證明了方法的有效性和準(zhǔn)確性，說明地面磁測結(jié)果為下一步找鐵礦工作的開展起到了良好的指導(dǎo)作用。

圖5 礦區(qū)ZK004地質(zhì)剖面圖Fig.5 Geological section map of mine area ZK004

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