白雪山++張立劍

摘 要：河北省隆化縣大烏蘇南溝鐵礦是最近國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大型釩鈦磁鐵礦床。該礦主礦體埋深較大，前期通過對礦區(qū)航磁、地磁異常特征的分析研究，確定了主礦體賦存位置，為地質(zhì)普查、詳查工作提供了地球物理依據(jù)。并且根據(jù)磁異常特征推斷該礦區(qū)外圍具有擴(kuò)大資源儲量的找礦潛力。

關(guān)鍵詞：大烏蘇南溝鐵礦；地球物理；礦區(qū)外圍；擴(kuò)大資源

中圖分類號：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 概述

大烏蘇南溝鐵礦位于大廟斜長巖雜巖體西部，以往開展過的區(qū)域地質(zhì)工作有1：10萬、1：2.5萬航空磁法測量、1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查。1980—1982年河北省地質(zhì)局物探大隊開展大廟—黑山一帶1：1萬磁法普查工作時將該區(qū)地磁異常編號為M24。2006年河北省地礦局第四地質(zhì)隊在開展“河北省承德市大廟—黑山一帶低緩地磁異常驗證”項目時，對M24地磁異常進(jìn)行驗證之后新發(fā)現(xiàn)了釩鈦磁鐵礦床（命名為大烏蘇南溝鐵礦），經(jīng)過2006年地磁異常驗證、2007—2010年普查及2011年詳查，通過磁法、鉆探、槽探等工作，對該區(qū)地質(zhì)特征、構(gòu)造情況以及礦體形態(tài)規(guī)模等均已做到了基本查明。該礦床已成為大型釩鈦磁鐵礦床。

該礦床地表僅出露鐵磷礦體，主礦體埋深較大。在各階段勘查過程中，對航磁、地磁異常特征的分析研究至關(guān)重要。通過磁測數(shù)據(jù)的延拓、反演等處理，大致推斷出主礦體的產(chǎn)狀、規(guī)模以及形態(tài)。并且結(jié)合地質(zhì)成礦條件對礦區(qū)外圍進(jìn)行了成礦遠(yuǎn)景預(yù)測。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征簡述

2.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)地處燕山臺褶帶與內(nèi)蒙地軸的交接地帶，屬于臺褶帶邊緣的大廟穹斷束（Ⅳ級）大地構(gòu)造單元中。大廟—頭溝—娘娘廟深斷裂橫貫本區(qū)。與本礦有關(guān)的巖漿活動是在中、晚元古時期，沿大廟—黑山—頭溝深斷裂北側(cè)產(chǎn)有的大廟基性雜巖體。雜巖體由斜長巖和蘇長巖兩類巖石組成，其中斜長巖為釩鈦磁鐵礦體的圍巖。蘇長巖侵入于斜長巖中，呈巖體或巖床產(chǎn)出，與成礦關(guān)系密切。

大烏蘇南溝鐵礦位于雜巖體西側(cè)，礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為侏羅系下花園組砂礫巖及第四系全新統(tǒng)。受豐寧—隆化和紅石砬—大廟兩條深斷裂的控制和影響，區(qū)內(nèi)格狀構(gòu)造較發(fā)育，控制了蘇長巖及釩鈦磁鐵礦的生成。礦區(qū)位于斜長巖雜巖體內(nèi)大廟-烏龍素溝壓扭性構(gòu)造帶的中間部位。按成礦時間分為成礦前、成礦期、成礦后構(gòu)造，成礦前構(gòu)造主要為大廟—烏龍素溝壓扭性構(gòu)造帶，已被蘇長巖和含

釩鈦磁鐵礦礦體侵位所占據(jù)；成礦期構(gòu)造繼承了成礦前構(gòu)造，由蘇長 巖和鐵礦體擴(kuò)容、沖擊、同化，改造了成礦前構(gòu)造；成礦后構(gòu)造發(fā)生于海西期和燕山期，區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)大小斷層20余條，較大者10條，對①號鐵礦體起破壞作用的為F1逆斷層。礦區(qū)巖漿巖主要為中晚元古代的斜長巖類、蘇長巖類、紋長二長巖類（僅在鉆孔見到），除此之外還有海西期輝石角閃石巖類、燕山期二長巖侵入體，另外還有不同種類的脈巖侵入，其中蘇長巖為成礦母巖。

2.2 礦床特征

通過勘查共發(fā)現(xiàn)3個礦體（群），①號礦體控制長度1000m，礦體沿傾向向下仍敞口下延，礦體產(chǎn)出標(biāo)高284m～-1064m?？傮w形態(tài)似層狀，具分枝、復(fù)合、膨脹、狹縮現(xiàn)象，該礦體的礦頭被F1逆斷層錯斷?？傮w產(chǎn)狀：走向北東18°，傾向南東，傾角一般30°左右。②號礦體群由11個子礦體組成，其中②-1、②-2、②-3為相對較大子礦體，均以鐵磷礦為主，礦體厚度由300m至百余米至幾米，礦體埋深自地表0m～1254m，礦體沿走向控制長度1000m，沿傾斜方向最大控制延深1360m。傾向108°，傾角30°左右。③號礦體群產(chǎn)于輝石角閃石巖體中，礦體埋深760m～2006 m，產(chǎn)出標(biāo)高111～1076m（0線最底部）。礦體形態(tài)為似層狀，局部具有分枝、復(fù)合現(xiàn)象。礦體產(chǎn)狀：走向北東25°，傾向南東，傾角35～45°。

3 地球物理特征

3.1 航磁異常特征

根據(jù)2013年發(fā)布的河北省冀東地區(qū)1：2.5萬高精度航磁測量成果可知，冀C-2010-103航磁異常類別為甲1類，為正背景中的尖峰狀正異常，曲線形態(tài)規(guī)則、尖銳，兩翼對稱，北翼疊加有次級小異常，異常強(qiáng)度最高為2670nT，在平剖圖上有多條測線有反應(yīng)，在等值線圖上，表現(xiàn)為近圓狀異常，等值線較密集，異常規(guī)模約2.0×2.3km2（摘自《河北省山區(qū)1：25000高精度航空磁測勘查冀東測區(qū)成果報告》），屬規(guī)模大、強(qiáng)度高的致礦異常。

3.2 巖（礦）石磁參數(shù)特征

礦區(qū)內(nèi)采集地面物性標(biāo)本168塊，孔內(nèi)巖芯物性標(biāo)本183塊，統(tǒng)計結(jié)果可以看出：浸染狀釩鈦磁鐵礦石、鐵磷礦、磁鐵礦化蘇長巖等三種巖（礦）石具較強(qiáng)磁性。磁化率常見值κ>5000×10-64лSI、剩余磁化強(qiáng)度常見值Jr>500×10-3A/m，感應(yīng)磁化強(qiáng)度明顯大于剩余磁化強(qiáng)度。該類巖（礦）石在測區(qū)中有少量出露。依據(jù)測定結(jié)果按ΔZmax=2πJ估算，在淺地表或出露地表可觀測到大于nT以上的地磁異常。石英二長巖具中等磁性。感應(yīng)磁化強(qiáng)度與剩余磁化強(qiáng)度接近，二者矢量方向一致時在淺地表也可產(chǎn)生8000nT的磁異常。該巖石分布于礦區(qū)北西邊部，是與成礦無關(guān)的磁性巖石。斜長巖、綠泥石化斜長巖可產(chǎn)生2000—4000nT的地磁異常，本區(qū)礦體均賦存其中。

3.3 地磁異常特征

通過2007年、2011年兩個年度開展的1：5000比例尺面積性磁法及剖面磁法工作，對原M24地磁異常進(jìn)行了更進(jìn)一步的剖析。通過正則化濾波及解析延拓等數(shù)據(jù)處理方法與施工鉆孔對比，得出該異常是由埋深較淺（小于700米）礦（化）體引的兩個異常與深部（大于700米）的礦（化）體引起的疊加異常。本次圈定的異常范圍較原物探大隊所圈定的M24的異常范圍向南、向東異常面積增加0.9Km2。所圈定的異常由兩個高值異常組成，分別是大烏蘇南溝子異常和羅鍋子溝子異常（見圖4、圖5）。兩個子異常特征分述如下：endprint

大烏蘇南溝子異常：

大烏蘇南溝子異常位于磁法測區(qū)的中北部，異常呈北東向近正楔形展布，長軸方向約1000m，最寬處有800米，面積約0.55Km2?！鱐幅值為3000—6000nT，極值大于20000nT。剖面曲線特征：異常中心部位出現(xiàn)鋸齒狀跳躍異常，由異常中心向南東方向曲線逐漸減弱，直至距異常中心1000m位置△T值仍然在2000nT左右。由此可以看出在異常中心部位的正值鋸齒狀跳躍異常是由淺部礦（化）體引起，而疊加在之上的低緩異常則是由深部礦體引起。礦體的產(chǎn)狀均傾向南東。經(jīng)過鉆孔驗證，在埋深700m以內(nèi)有多個薄層鐵磷礦和磁鐵礦組成。在埋深700m—1600m為①號主礦體，1600 m以下為③號礦體和①號主礦體的延深。

羅鍋子溝子異常：

羅鍋子溝子異常在磁法測區(qū)的南部，異常呈橢圓狀。沿長軸長約1200m，寬200—600m不等?！鱐幅值為3000—10000nT，極值大于15000nT。該異常幅值高于大烏蘇南溝異常，異常曲線大多呈鋸齒狀跳躍異常，反映為近地表強(qiáng)磁性體的磁場特征，為已知的羅鍋子溝鐵磷礦體引起的異常。其剖面磁法曲線特征與大烏蘇南溝相似，均為北西陡、南東緩，而且向南東方向延長較遠(yuǎn)。說明與大烏蘇南溝異常一樣，該異常是由鐵磷礦體與深部預(yù)測的鐵礦體疊加引起。

3.4 地磁異常反演及驗證結(jié)果

3.4.1 地磁異常反演

為消除地表礦體引起的干擾異常，首先在化極上延1000m等值線平面圖上過異常極值點中心垂直異常走向截取剖面上的磁場值，該剖面磁異?？山茷橹鞯V體異常。利用RGIS重磁數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)“剖面磁源深度”計算出①號鐵礦體Fe1礦頭埋藏深度為655.274m。

然后結(jié)合地質(zhì)剖面、磁參數(shù)成果，利用“RGIS2.5D重磁反演，做出“大烏蘇南溝鐵礦磁測ΔZ剖面反演成果圖”

3.4.2 異常驗證結(jié)果

根據(jù)磁法精測剖面反演結(jié)果在各剖面布設(shè)鉆孔驗證，并開展普查、詳查工作，共求得（332+333）資源量23170.5萬噸，平均品位TFe31.94%，mFe19.94%，V2O50.268%，TiO27.89%。

4 礦區(qū)外圍找礦前景分析

通過圖9可以看出，大烏蘇南溝鐵礦位于M24異常的北部，南部羅鍋子溝子異常與大烏蘇南溝子異常特征相似，兩個子異常之間有一條近東西向的逆斷層，編號F14，長約1200m，為成礦后斷層。從異常形態(tài)結(jié)合地質(zhì)條件分析，該斷層將原為同一礦體的大烏蘇南溝鐵礦錯斷，并將南區(qū)（羅鍋子溝異常地段）向南東平移了近400m。由此可以推斷在大烏蘇南溝鐵礦南部同樣具有形成中大型釩鈦磁鐵礦床的地質(zhì)、地球物理條件。

5 結(jié)論

通過分析大烏南溝鐵礦航磁、地磁異常特征，可得出如下結(jié)論及建議：

5.1 C-2010-103航磁異常主要為近地表的②號鐵磷礦體和深部①號釩鈦磁鐵礦體、③號釩鈦磁鐵礦體疊加引起。M24低緩異常產(chǎn)生的原因是700m以下的①號礦體和③號礦體引起，主要為①號鐵礦體南東部延長部分。

5.2 M24地磁異常原為一個整體異常，因F14斷層錯斷為兩個子異常。此兩個子異常均疊加在低緩磁異常之上。

5.3 M24地磁異常羅鍋子溝子異常是擴(kuò)大鐵礦資源的重點地段，建議應(yīng)進(jìn)一步開展異常驗證工作，預(yù)計可增加鐵礦資源量5000萬至1億噸。

參考文獻(xiàn)

[1]管志寧.地磁場與磁力勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.

[2]張勝業(yè)，潘玉玲.應(yīng)用地球物理學(xué)原理[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2004.

[3]劉天佑.應(yīng)用地球物理數(shù)據(jù)采集與處理[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2004.endprint

大烏蘇南溝子異常：

大烏蘇南溝子異常位于磁法測區(qū)的中北部，異常呈北東向近正楔形展布，長軸方向約1000m，最寬處有800米，面積約0.55Km2?！鱐幅值為3000—6000nT，極值大于20000nT。剖面曲線特征：異常中心部位出現(xiàn)鋸齒狀跳躍異常，由異常中心向南東方向曲線逐漸減弱，直至距異常中心1000m位置△T值仍然在2000nT左右。由此可以看出在異常中心部位的正值鋸齒狀跳躍異常是由淺部礦（化）體引起，而疊加在之上的低緩異常則是由深部礦體引起。礦體的產(chǎn)狀均傾向南東。經(jīng)過鉆孔驗證，在埋深700m以內(nèi)有多個薄層鐵磷礦和磁鐵礦組成。在埋深700m—1600m為①號主礦體，1600 m以下為③號礦體和①號主礦體的延深。

羅鍋子溝子異常：

羅鍋子溝子異常在磁法測區(qū)的南部，異常呈橢圓狀。沿長軸長約1200m，寬200—600m不等?！鱐幅值為3000—10000nT，極值大于15000nT。該異常幅值高于大烏蘇南溝異常，異常曲線大多呈鋸齒狀跳躍異常，反映為近地表強(qiáng)磁性體的磁場特征，為已知的羅鍋子溝鐵磷礦體引起的異常。其剖面磁法曲線特征與大烏蘇南溝相似，均為北西陡、南東緩，而且向南東方向延長較遠(yuǎn)。說明與大烏蘇南溝異常一樣，該異常是由鐵磷礦體與深部預(yù)測的鐵礦體疊加引起。

3.4 地磁異常反演及驗證結(jié)果

3.4.1 地磁異常反演

為消除地表礦體引起的干擾異常，首先在化極上延1000m等值線平面圖上過異常極值點中心垂直異常走向截取剖面上的磁場值，該剖面磁異?？山茷橹鞯V體異常。利用RGIS重磁數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)“剖面磁源深度”計算出①號鐵礦體Fe1礦頭埋藏深度為655.274m。

然后結(jié)合地質(zhì)剖面、磁參數(shù)成果，利用“RGIS2.5D重磁反演，做出“大烏蘇南溝鐵礦磁測ΔZ剖面反演成果圖”

3.4.2 異常驗證結(jié)果

根據(jù)磁法精測剖面反演結(jié)果在各剖面布設(shè)鉆孔驗證，并開展普查、詳查工作，共求得（332+333）資源量23170.5萬噸，平均品位TFe31.94%，mFe19.94%，V2O50.268%，TiO27.89%。

4 礦區(qū)外圍找礦前景分析

通過圖9可以看出，大烏蘇南溝鐵礦位于M24異常的北部，南部羅鍋子溝子異常與大烏蘇南溝子異常特征相似，兩個子異常之間有一條近東西向的逆斷層，編號F14，長約1200m，為成礦后斷層。從異常形態(tài)結(jié)合地質(zhì)條件分析，該斷層將原為同一礦體的大烏蘇南溝鐵礦錯斷，并將南區(qū)（羅鍋子溝異常地段）向南東平移了近400m。由此可以推斷在大烏蘇南溝鐵礦南部同樣具有形成中大型釩鈦磁鐵礦床的地質(zhì)、地球物理條件。

5 結(jié)論

通過分析大烏南溝鐵礦航磁、地磁異常特征，可得出如下結(jié)論及建議：

5.1 C-2010-103航磁異常主要為近地表的②號鐵磷礦體和深部①號釩鈦磁鐵礦體、③號釩鈦磁鐵礦體疊加引起。M24低緩異常產(chǎn)生的原因是700m以下的①號礦體和③號礦體引起，主要為①號鐵礦體南東部延長部分。

5.2 M24地磁異常原為一個整體異常，因F14斷層錯斷為兩個子異常。此兩個子異常均疊加在低緩磁異常之上。

5.3 M24地磁異常羅鍋子溝子異常是擴(kuò)大鐵礦資源的重點地段，建議應(yīng)進(jìn)一步開展異常驗證工作，預(yù)計可增加鐵礦資源量5000萬至1億噸。

參考文獻(xiàn)

[1]管志寧.地磁場與磁力勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.

[2]張勝業(yè)，潘玉玲.應(yīng)用地球物理學(xué)原理[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2004.

[3]劉天佑.應(yīng)用地球物理數(shù)據(jù)采集與處理[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2004.endprint

大烏蘇南溝子異常：

大烏蘇南溝子異常位于磁法測區(qū)的中北部，異常呈北東向近正楔形展布，長軸方向約1000m，最寬處有800米，面積約0.55Km2?！鱐幅值為3000—6000nT，極值大于20000nT。剖面曲線特征：異常中心部位出現(xiàn)鋸齒狀跳躍異常，由異常中心向南東方向曲線逐漸減弱，直至距異常中心1000m位置△T值仍然在2000nT左右。由此可以看出在異常中心部位的正值鋸齒狀跳躍異常是由淺部礦（化）體引起，而疊加在之上的低緩異常則是由深部礦體引起。礦體的產(chǎn)狀均傾向南東。經(jīng)過鉆孔驗證，在埋深700m以內(nèi)有多個薄層鐵磷礦和磁鐵礦組成。在埋深700m—1600m為①號主礦體，1600 m以下為③號礦體和①號主礦體的延深。

羅鍋子溝子異常：

羅鍋子溝子異常在磁法測區(qū)的南部，異常呈橢圓狀。沿長軸長約1200m，寬200—600m不等?！鱐幅值為3000—10000nT，極值大于15000nT。該異常幅值高于大烏蘇南溝異常，異常曲線大多呈鋸齒狀跳躍異常，反映為近地表強(qiáng)磁性體的磁場特征，為已知的羅鍋子溝鐵磷礦體引起的異常。其剖面磁法曲線特征與大烏蘇南溝相似，均為北西陡、南東緩，而且向南東方向延長較遠(yuǎn)。說明與大烏蘇南溝異常一樣，該異常是由鐵磷礦體與深部預(yù)測的鐵礦體疊加引起。

3.4 地磁異常反演及驗證結(jié)果

3.4.1 地磁異常反演

為消除地表礦體引起的干擾異常，首先在化極上延1000m等值線平面圖上過異常極值點中心垂直異常走向截取剖面上的磁場值，該剖面磁異?？山茷橹鞯V體異常。利用RGIS重磁數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)“剖面磁源深度”計算出①號鐵礦體Fe1礦頭埋藏深度為655.274m。

然后結(jié)合地質(zhì)剖面、磁參數(shù)成果，利用“RGIS2.5D重磁反演，做出“大烏蘇南溝鐵礦磁測ΔZ剖面反演成果圖”

3.4.2 異常驗證結(jié)果

根據(jù)磁法精測剖面反演結(jié)果在各剖面布設(shè)鉆孔驗證，并開展普查、詳查工作，共求得（332+333）資源量23170.5萬噸，平均品位TFe31.94%，mFe19.94%，V2O50.268%，TiO27.89%。

4 礦區(qū)外圍找礦前景分析

通過圖9可以看出，大烏蘇南溝鐵礦位于M24異常的北部，南部羅鍋子溝子異常與大烏蘇南溝子異常特征相似，兩個子異常之間有一條近東西向的逆斷層，編號F14，長約1200m，為成礦后斷層。從異常形態(tài)結(jié)合地質(zhì)條件分析，該斷層將原為同一礦體的大烏蘇南溝鐵礦錯斷，并將南區(qū)（羅鍋子溝異常地段）向南東平移了近400m。由此可以推斷在大烏蘇南溝鐵礦南部同樣具有形成中大型釩鈦磁鐵礦床的地質(zhì)、地球物理條件。

5 結(jié)論

通過分析大烏南溝鐵礦航磁、地磁異常特征，可得出如下結(jié)論及建議：

5.1 C-2010-103航磁異常主要為近地表的②號鐵磷礦體和深部①號釩鈦磁鐵礦體、③號釩鈦磁鐵礦體疊加引起。M24低緩異常產(chǎn)生的原因是700m以下的①號礦體和③號礦體引起，主要為①號鐵礦體南東部延長部分。

5.2 M24地磁異常原為一個整體異常，因F14斷層錯斷為兩個子異常。此兩個子異常均疊加在低緩磁異常之上。

5.3 M24地磁異常羅鍋子溝子異常是擴(kuò)大鐵礦資源的重點地段，建議應(yīng)進(jìn)一步開展異常驗證工作，預(yù)計可增加鐵礦資源量5000萬至1億噸。

參考文獻(xiàn)

[1]管志寧.地磁場與磁力勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.

[2]張勝業(yè)，潘玉玲.應(yīng)用地球物理學(xué)原理[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2004.

[3]劉天佑.應(yīng)用地球物理數(shù)據(jù)采集與處理[M].北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2004.endprint