趙 雙 楊馬林 劉代虎 陳紅飛

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

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電磁聯(lián)合勘探法在某鐵礦勘查中的應用

趙 雙 楊馬林 劉代虎 陳紅飛

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

隨著地表淺部礦產(chǎn)資源的日益匱乏，需將地質(zhì)、物化探等多種方法進行有機結(jié)合，提高深部找礦效率。以某勘查區(qū)為例，將電法、磁法相結(jié)合進行鐵礦找礦勘探工作，對勘探成果進行了詳細分析，供區(qū)內(nèi)找礦參考。

鐵礦 深部找礦 找礦勘探 電磁聯(lián)合勘探

電法、磁法勘探是一類以巖、礦石間電性、磁性差異為基礎(chǔ)的物探方法[1-4]。某勘查區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，河南省區(qū)測隊曾在區(qū)內(nèi)開展過1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，詳細劃分了測區(qū)地層，圈定了成礦遠景區(qū)。湖北省航測隊及河南省航空物探隊也分別在該區(qū)進行了1∶5萬航磁測量，圈定了多處異常[1]。本研究在分析上述成果的基礎(chǔ)上，在該區(qū)開展了磁法、電法聯(lián)合勘探工作，對勘探成果進行詳細分析，為區(qū)內(nèi)進一步開展鐵礦找礦工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

某勘查區(qū)位于大別山北麓，屬秦嶺造山帶東延部分，桐柏—大別褶皺帶(南部)南東部。

1.1 地 層

(1)木子店(巖)組(Ar3m)。主要分布于區(qū)內(nèi)西、中、南部，多呈透鏡狀、似層狀包裹體形式零星分布于變質(zhì)深成巖系中，主要巖石類型為黑云二長片麻巖、斜長角閃片麻巖、變(超)基性巖、磁鐵石英巖等。巖石多具糜棱巖化，拉伸線理方向、片(麻)理產(chǎn)狀與變質(zhì)深成巖系中的拉伸線理方向、片麻理產(chǎn)狀一致，表明其與變質(zhì)深成巖一并遭受了后期剪應力作用。區(qū)內(nèi)巖石片麻理較穩(wěn)定，總體傾向NNE。該套巖石為中—高級變質(zhì)的中—基性—酸性火山熔巖及火山碎屑巖。

(2)第四系(Q)。區(qū)內(nèi)第四系主要為沿河谷兩側(cè)出露的全新統(tǒng)沖積層、坡積物，一般厚0.5～5 m，由砂礫石、砂土、亞砂土等組成。

1.2 構(gòu) 造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造多為韌性變形構(gòu)造，見少量的脆性斷裂構(gòu)造。藥鋪復合型韌性剪切帶由西至東橫貫區(qū)內(nèi)中北部，向東、向西均延至區(qū)外，該韌性剪切帶長約25 km，寬2～3 km，總體呈EW走向，傾向N，傾角67°～87°，沿走向呈波狀彎曲，具硅化、絹云母化、綠泥石化蝕變。該韌性剪切帶中廣泛發(fā)育有中等—緩傾斜的面理構(gòu)造、拉伸線理構(gòu)造及由于遞進變形在剪切帶中心和邊部形成的A、B型褶皺。藥鋪韌性剪切帶中發(fā)育各類糜棱巖，藥鋪糜棱巖帶包括由超糜棱巖-糜棱巖組成的內(nèi)帶和由初糜棱巖組成的外帶。由內(nèi)帶至外帶，應變強度逐漸減弱。藥鋪韌性剪切帶屬綠片巖相條件下形成的剪切帶，具塑性變形機制，多位于10～15 km的地殼中—深層次，其形成的溫度條件為300～500 ℃。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖漿巖分布廣泛，巖漿活動由新元古代至中生代白堊紀均有發(fā)生，以酸性侵入巖為主，次有少量基性巖。早白堊紀侵入巖分布最廣，規(guī)模最大，強烈而廣泛的巖漿活動為多金屬礦床的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)內(nèi)出露的巖體主要有新元古代兩路口序列花崗質(zhì)片麻巖、早白堊紀半都城序列二長花崗巖、晚白堊紀桃花尖單元細粒二長花崗巖。

(1)新元古代兩路口序列。大面積分布于區(qū)內(nèi)中北部，且被后期的早白堊世樓下灣單元及晚白堊世桃花尖單元侵入。該序列分為3個單元：①大畈片麻巖單元(Pt3Dδо)，呈透鏡狀分布于響水河、陳家灣一帶，呈巖株狀殘留體產(chǎn)出，巖性為石英閃長質(zhì)片麻巖，主要由角閃石、斜長石及少量的石英組成；②田鋪片麻巖單元(Pt3Tγδ)，分布于區(qū)內(nèi)北部，呈獨立侵入體出現(xiàn)，且被后期的晚白堊世桃花尖單元侵入，巖性為花崗閃長質(zhì)片麻巖，片麻理發(fā)育，由斜長石、角閃石、石英及少量黑云母、鉀長石組成，副礦物為磁鐵礦、榍石、磷灰石等；③周河片麻巖單元(Pt3Zηγ)，分布于測區(qū)中北部的陳家灣一帶，巖性為二長花崗質(zhì)片麻巖，礦物由斜長石、鉀長石、石英和少量角閃石、黑云母組成。

(2)早白堊紀半都城序列。測區(qū)內(nèi)發(fā)育有樓下灣單元(K1Lηγ )和烏石巖單元(K1Wsnηγ )二長花崗巖，分別分布于區(qū)內(nèi)中部及南部。巖體中常見暗色變輝長巖微—細粒包裹體或透鏡體，礦物由斜長石、輝石、角閃石、黑云母組成，與寄主巖界線清楚，為深源巖之耐火殘留體。①樓下灣單元(K1Lηγ )細粒二長花崗巖,主要分布于藥鋪斷層(F16)以南區(qū)域，呈不規(guī)則巖株狀侵入于北側(cè)的周河片麻巖(Pt3Zηγ)中，巖性為細粒二長花崗巖，礦物由斜長石、鉀長石、石英和少量黑云母組成；②烏石巖單元(K1Wsnηγ)中粒二長花崗巖,大面積分布于區(qū)內(nèi)中南部，礦物由斜長石、鉀長石、石英和少量角閃石、黑云母組成，副礦物為磁鐵礦、榍石、褐簾石、磷灰石等。

(3)晚白堊紀桃花尖單元(K2Tηγ)。分布于區(qū)內(nèi)北部桃花尖一帶，呈不規(guī)則巖株狀侵入于田鋪花崗閃長質(zhì)片麻巖(Pt3Tγδ)中，巖性為細粒二長花崗巖，礦物由斜長石、鉀長石、石英和少量黑云母組成。

2 電磁聯(lián)合勘探成果

2.1 巖石磁性特征

影響巖礦石磁性的因素主要有磁性體性質(zhì)、外加磁場、磁性體形狀及位置等[2]。磁性較強且能夠形成明顯磁異常的巖石主要為中—基性侵入巖及中—中酸性(次)火山巖，局部有矽卡巖，當該類巖石中含有磁性礦物時，異常反映更加明顯。區(qū)內(nèi)新太古代木子店組磁鐵石英巖、大理巖組中分布有強磁性的磁鐵石英巖，磁化率為(100 000～150 000)×10-6CGSM，剩余磁化強度為(200 000～300 000)×10-6CGSM，為工作區(qū)磁性最強的地質(zhì)體。磁性不均勻，可引起(中)弱異常的巖石主要為中—酸性侵入巖及部分混合巖、斜長角閃巖、變粒巖、中—酸性火山巖等。區(qū)內(nèi)新元古代輝石巖、變輝長巖、角閃巖的磁化率為4 948×10-6CGSM，剩余磁化強度為4 360×10-6CGSM，為區(qū)內(nèi)中等磁性的地質(zhì)體。磁性微弱且一般無異常反映的巖石主要為大部分酸性侵入巖和酸性火山巖、云母石英片巖、白云斜長片麻巖、淺粒巖、榴輝(閃)巖等。區(qū)內(nèi)中新元古代二云鉀長花崗巖和中生代細?！辛６苹◢弾r的磁化率為1 540×10-6CGSM，剩余磁化強度為801×10-6CGSM，可見花崗巖磁性較弱，為區(qū)內(nèi)弱磁性地質(zhì)體。

2.2 磁法測量成果分析

在區(qū)內(nèi)進行了1∶1萬高精度磁法掃面，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知：正磁場區(qū)主要分布于區(qū)內(nèi)中部、北部，區(qū)內(nèi)顯示為平穩(wěn)的正異常區(qū)，呈近EW向分布；負磁場區(qū)主要分布于區(qū)內(nèi)南部，呈三角形，與正異常區(qū)一條NW—SE向的構(gòu)造帶相連。

D2012-16異常位于區(qū)內(nèi)窯崗礦段內(nèi)，斷續(xù)長約360 m，寬約150 m，近EW走向，異常最大值達 2 160 nT,正異常北側(cè)伴有明顯的負異常，該異常為區(qū)內(nèi)強度最高、規(guī)模最大的磁異常。異常主體與區(qū)內(nèi)已知規(guī)模最大的鐵礦體相對應。此外，該異常西段及南側(cè)也發(fā)現(xiàn)多個小礦體(圖2)。通過D2012-16異常中心的20#線剖面異常形態(tài)規(guī)整，異常南側(cè)曲線較緩，北側(cè)較陡并出現(xiàn)較寬的負異常，異常最小值達-4 100 nT。經(jīng)剖面磁測，推斷礦體走向270°，傾向0°，傾角61°，向下延深80 m，礦體埋深17 m(圖3)。

2.3 電法測量成果分析

對磁法掃面圈定的較好異常進行了激電中梯剖面測量和激電測深測量。區(qū)內(nèi)20#線剖面通過D2012-16磁異常中心，在該剖面270～400 m處發(fā)現(xiàn)一激電異常，寬約130 m, 視極化率最低約0.6%，最大約2%。該剖面曲線南緩北陡，異常北傾。在激電異常區(qū)進行了激電測深工作，發(fā)現(xiàn)該異常下部有一柱狀極化體，頂部埋深約25 m，向下延深約100 m。該剖面激電異常與磁異常吻合較好，剖面地表為已知礦點，推測該異常由礦異常引起(圖6、圖7)。

圖1 ΔT等值線平面

圖2 D2012-16異常△T平面等值線

圖3 20#線△T曲線

鉆探驗證結(jié)果與電法、磁法勘探結(jié)果相吻合，在異常區(qū)均見到鐵礦體，原礦全鐵含量一般不高，為20%～35%，磁鐵含量一般為10%～20%?？梢?，電法、磁聯(lián)合勘探在該鐵礦勘查中應用效果較好。

圖4 D2012-25異?！鱐平面等值線

圖線△T曲線

3 結(jié) 語

圖6 20#線激電中梯剖面

圖7 20#線測深視極化率斷面

圖線激電剖面

圖線測深視極化率斷面

[1] 孟令順，杜曉娟.勘探重力學與地磁學[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

[2] 劉國興.電法勘探原理與方法[M].北京：地質(zhì)出版社，2005.

[3] 晏宗根，黃明光，胡龍華.音頻大地電磁測深在海源銅多金屬礦的找礦實踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016(5)：108-111.

[4] 李小偉，王永明，楊 博，等.高精度磁測在青海某多金屬礦勘查中的應用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(9)：117-119.

2016-04-21)

趙 雙(1989—)，男，助理工程師，464000 河南省信陽市東方紅大道527號。