譚延斌

（中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東局 濟(jì)南 250101）

0 引言

蒙庫(kù)鐵礦帶位于新疆富蘊(yùn)縣城北西方向直線距離約70km處，中心地理坐標(biāo)：東經(jīng)88°59′28″，北緯47°31′46″。本文研究的蒙庫(kù)鐵礦屬于蒙庫(kù)鐵礦帶的北西段，主要包括1～9號(hào)礦體，該段向南東方向延伸尚有10～22號(hào)礦體和烏圖布拉格礦段，各礦段礦床規(guī)模達(dá)到或接近大型。以往勘查過程中，地球物理勘查手段在探礦工程部署中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用，本文依據(jù)礦區(qū)歷年勘查成果報(bào)告，對(duì)蒙庫(kù)鐵礦地球物理特征進(jìn)行了總結(jié)，以資為區(qū)域范圍內(nèi)類似鐵礦床的勘查部署提供借鑒。

1 地質(zhì)特征

1.1 地層特征

蒙庫(kù)鐵礦賦礦巖性為下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組（D1k）下亞組一套中、深變質(zhì)的綠片巖相-綠簾角閃巖相巖石組合?？挡艰F堡組為一套火山巖夾陸源碎屑巖及碳酸鹽巖建造，分上、下兩個(gè)亞組。其中：下亞組（D1K1）為酸性火山巖、火山碎屑巖夾正常碎屑巖、角閃變粒巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖（原巖可能為偏基性火山巖）；上亞組（D1K2）為石英鈉長(zhǎng)斑巖、石英斑巖和變質(zhì)霏細(xì)巖夾火山凝灰?guī)r、火山角礫巖及大理巖。該組地層為阿爾泰山南緣層狀鐵礦床和多金屬礦床的主要含礦層位，如阿巴宮鐵礦、鐵米爾特鉛鋅多金屬礦、可可塔勒鉛鋅礦、薩吾斯鉛鋅礦等均賦存于該組地層內(nèi)。

1.2 礦體特征

蒙庫(kù)鐵礦西段礦帶長(zhǎng)3.4km（102～165線），寬650m，賦礦巖層為一套中-深變質(zhì)的角閃變粒巖、條帶狀角閃變粒巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及部分大理巖、磁鐵石榴石巖、磁鐵變粒巖等。由33個(gè)大小不一的磁鐵礦礦體組成，除個(gè)別單個(gè)樣品圈定的礦體外，其余各礦體均出露地表，礦區(qū)地勢(shì)東高西低，相對(duì)高差170m。

在平面上礦體呈條帶狀、分支狀、扁豆?fàn)钜约安灰?guī)則狀，具平行、分叉、交互斜列、收縮膨大、尖滅再現(xiàn)等特征。各礦體大多平行緊密排列，間距從1.4～60m不等，一般1.4～2.3m，平均12m。

礦體沿走向一般呈舒緩波狀延伸，礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀大體一致，走向290°～300°，局部有所變化，變化范圍275°～310°，礦體向北東陡傾(153線以東礦體則向南西陡傾)。

礦體圍巖主要是角閃變粒巖、條帶狀角閃變粒巖，少量大理巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖，礦體與圍巖界線明顯，礦體中常見圍巖夾層。

各礦體規(guī)模大小不一，相差懸殊，其中1號(hào)礦體規(guī)模最大，6-1、6-3號(hào)礦體次之，其它礦體規(guī)模均較小。礦體長(zhǎng)55～2322m，其中主礦體長(zhǎng)200～2322 m，平均1100m。小礦體長(zhǎng)50～352m，平均126m。礦體厚1.0～103.18m，其中主礦體厚1.50～103.18 m，平均厚12.99～44.26m。小礦體厚1.0～28.00m，平均厚1.8～16.35m。礦體傾向延深50～508m，其中1號(hào)礦體大于500m，在127線距地表垂深達(dá)580 m，其它礦體平均大于50m。

2 地球物理特征

2.1 礦區(qū)正常地磁場(chǎng)

據(jù)中國(guó)地磁圖資料，蒙庫(kù)鐵礦區(qū)的正常地磁要素如下：

總場(chǎng)強(qiáng)度To=56660nT；垂直分量Z0=53500nT；水平分量H0=22400nT；地磁傾角Io=67°0′；地磁偏角Do=3°14′E。

2.2 巖(礦)石物理特征

2.2.1 巖(礦)石磁性特征

蒙庫(kù)礦區(qū)以往物探工作成果顯示，礦區(qū)磁鐵礦與圍巖間存在顯著的磁性差異，具備開展井中磁測(cè)的有利物性前提。

在蒙庫(kù)鐵礦1號(hào)礦體詳查-勘探工作中，針對(duì)部分鉆孔中的巖（礦）芯進(jìn)行了系統(tǒng)采集及測(cè)定，1號(hào)礦體巖（礦）石磁參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1 蒙庫(kù)鐵礦1礦體鉆孔巖石磁參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由蒙庫(kù)鐵礦區(qū)巖(礦)石磁參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：

（1）富磁鐵礦體磁性最強(qiáng)，其磁性變化范圍相對(duì)較穩(wěn)定，磁性較集中，磁化率最大值可達(dá)0.315(4πSI)。磁化率(κ)常見值為0.144(4πSI)，剩余磁化強(qiáng)度(Jr)常見值為 0.0371(103A/m)。

（2）貧磁鐵礦體一般具有中高強(qiáng)度磁性，相對(duì)富磁鐵礦體其磁性變化范圍大，較為離散。磁化率(κ)常見值為0.0628(4πSI)，剩余磁化強(qiáng)度(Jr)常見值為0.0151(103A/m)。

（3）含鐵磁性礦物的角閃片麻巖及角閃變粒巖類具有中弱強(qiáng)度磁性，磁性變化大，不具規(guī)律性，磁化率常見值在0.0045～0.0076(4πSI)。

（4）變粒巖與淺粒巖一般都不具磁性。但在少部分巖石中穿插有暗色礦物后，可呈現(xiàn)出弱磁性。

上述巖(礦)石磁性統(tǒng)計(jì)顯示，1號(hào)礦體的磁鐵礦具有較強(qiáng)的磁性，磁鐵礦與圍巖有著顯著的物性差異，與部分含鐵磁性礦物的圍巖也存在著數(shù)十倍以上的磁性差異。區(qū)內(nèi)圍巖與礦石之間存在很好的物性差異，為開展地面磁測(cè)及井中磁測(cè)提供了良好的工作前提。

2.2.2 巖(礦)石電性特征

蒙庫(kù)鐵礦1-9號(hào)礦體巖（礦）石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 蒙庫(kù)鐵礦巖（礦）石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

巖(礦)石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：

磁鐵礦體與圍巖存在明顯的電性差異。致密塊狀磁鐵礦具有明顯高極化低電阻特征，電阻率平均值在100Ω·m以下，極化率平均值達(dá)34.7%；圍巖電阻率平均值多在1000Ω·m以上，巖石呈低極化特征，電性差異明顯。

在已知磁鐵礦體上進(jìn)行TEM測(cè)深試驗(yàn),其視電導(dǎo)率擬斷面圖上低阻異常與已知鐵礦體位置相對(duì)應(yīng)，異常反映明顯，表明明顯的低阻異常是由磁鐵富礦體所引起，說明礦區(qū)具備開展TEM方法測(cè)量的前提。

2.3 礦區(qū)異常場(chǎng)特征

2.3.1 地面磁異常特征

由礦區(qū)1∶5000ΔZ等值線平面圖(圖1)可見：磁異常分布與地表出露礦體相對(duì)應(yīng)，呈北西-南東展布，異常長(zhǎng)4km、寬500m，向南東未封閉。異常中間多為正異常，兩側(cè)多為負(fù)異常。ΔZmax=12000nT、ΔZ min=-4000nT。

圖1 蒙庫(kù)鐵礦1∶5000ΔZ等值線平面示意圖

2007～2008年在礦區(qū)131～165勘探線區(qū)間，按100m線間距，進(jìn)行了1∶1000高精度磁法剖面測(cè)量。磁測(cè)剖面針對(duì)131～165線間的地表礦與隱伏鐵礦體,以及131～149線的北側(cè)隱伏礦體傾伏端部位布設(shè)。磁測(cè)結(jié)果見圖2。

圖2 蒙庫(kù)鐵礦ΔZ等值線平面示意圖

由圖2可見，磁異?？傮w分布特征與1∶5000ΔZ異常一致，磁異常主要位于礦區(qū)中部的礦體走向分布帶上，磁異常多為鋸齒狀跳躍的正磁異常和較強(qiáng)的負(fù)磁異常，礦體兩側(cè)為負(fù)磁背景場(chǎng)，異常向東、西兩側(cè)均未封閉。ΔZmax=18300nT、ΔZmin=-5350nT。

在131～165線之間分布有4個(gè)礦致異常，分別為C-1、C-2、C-3、C-4異常。推斷C-1異常對(duì)應(yīng)礦體向下埋深大，礦體具有一定厚度及賦存規(guī)模；C-3、C-4異常對(duì)應(yīng)礦體埋深淺，且多具脈狀礦體特征，礦體向南傾伏?？傮w上131～165線間由西向東礦體埋深呈逐漸減小趨勢(shì)。

131～149線北東側(cè)未見明顯磁異常，推斷該區(qū)域無具規(guī)模的隱伏磁鐵礦體存在。

2.3.2 井中磁測(cè)異常特征

井中磁測(cè)在磁鐵礦體內(nèi)部與外部區(qū)段均有明顯的異常顯示。

（1）礦體內(nèi)部磁異常特點(diǎn)：ΔZ一般表現(xiàn)為負(fù)值異常，異常幅值強(qiáng)度高，曲線多呈鋸齒狀，異常變化多具跳躍性，不具規(guī)律性。ΔH′正、負(fù)值異常兼有，異常幅值變化大，曲線多呈鋸齒狀，異常變化具跳躍性，規(guī)律性差，在礦層分界面處，異常具明顯的界面跳躍特征。

（2）礦體外部磁異常特點(diǎn)：ΔZ、ΔH′曲線異常一般反映較規(guī)則，變化呈規(guī)律性，曲線圓滑度好，具有一定的異常幅度及較明顯的異常反映，能夠明了地反映礦體的外部場(chǎng)特征。

（3）富鐵礦體具有很強(qiáng)的磁性，礦體內(nèi)ΔZ異常幅值一般可達(dá)-30000～-50000nT；貧礦體ΔZ異常幅值在-10000～-30000nT之間。

（4）根據(jù)鉆孔標(biāo)本測(cè)定及以往物性成果，礦區(qū)巖(礦)石的磁性主要以感應(yīng)磁化強(qiáng)度為主。感磁大于剩磁，剩磁(Jr)方向與感磁基本同向,交角不大，剩磁對(duì)感磁方向影響不大。

（5）1號(hào)礦體總體產(chǎn)狀是向北陡傾，與區(qū)內(nèi)磁化方向大致相同，礦體磁化近似于順層狀。井中磁測(cè)矢量的收斂點(diǎn)和發(fā)散點(diǎn)基本與礦頭、礦尾位置相對(duì)應(yīng)，其位置偏移量不大，能夠較為明確地反映出礦體分布特征、礦體端部位置及延伸特點(diǎn)。

（6）1號(hào)礦體呈近于東西向的北西-南東走向，主礦體沿走向向東南傾伏。從110～131線礦體主體埋深逐漸加深，礦體上部多呈分枝狀的多層疊加形態(tài)賦存，礦體分布較分散。因礦體層間磁場(chǎng)的相互作用，過礦磁異常較為復(fù)雜，多為局部異常特征，干擾了深部主礦體異常特征的反映。

旁側(cè)異常反映相對(duì)直觀，曲線變化規(guī)律，異常特征點(diǎn)明顯，能夠較明了地反映出礦體的空間分布特點(diǎn)。

（7）磁化率測(cè)井異?？芍庇^地反映出鉆孔內(nèi)磁鐵礦層與磁性巖層的分布。富鐵礦體具強(qiáng)磁超過飽和異常特征；含磁性礦物巖石顯示為明顯的磁性變化異常特征。

由此可看出，礦區(qū)井中磁測(cè)能夠獲取到明顯的旁側(cè)礦體異常信息。通過對(duì)磁測(cè)異常的表現(xiàn)形態(tài)及異常特征分析，便能及時(shí)地了解鉆孔周邊礦體的空間分布情況，為下一步鉆探工程布設(shè)及對(duì)礦體邊界圈定提供依據(jù)。

2.3.3 TEM異常特征

2005年，在礦區(qū)104～150線間進(jìn)行了50m×25 m網(wǎng)度、總長(zhǎng)25km的TEM方法測(cè)量。從1測(cè)道視電阻率等值線平面圖上可見：整個(gè)礦區(qū)劃分出3個(gè)TEM異常，分別為T1、T2、T3（圖3），TEM異常與鐵礦帶分布一致，走向呈北西向。

圖3 蒙庫(kù)鐵礦第1測(cè)道視電阻率等值線平面示意圖

T1異常分布于107～126線，異常在范圍與強(qiáng)度上最大。自西向東異常寬度逐漸變窄。異常平均寬度75～100m，視電阻率異常值50Ω·m左右。122～126線異常強(qiáng)度減弱，視電阻率80Ω·m左右。礦體東西兩端（107～122線和129～134線間）出露寬度最寬，礦體邊界不規(guī)則，沿礦體走向膨大收縮、分枝復(fù)合，分枝尖滅現(xiàn)象常見。但在垂深50m以下礦體形態(tài)趨于穩(wěn)定，呈厚層狀產(chǎn)出。

T2異常分布于127～139線間。127～133線，異常寬約100m，視電阻率小于50Ω·m，134線至139線，異常寬度變窄，約60m，強(qiáng)度也變?nèi)?，視電阻?00Ω·m左右。129～134線，礦體厚度變化較大，在走向上，表現(xiàn)為自西向東礦體厚度逐漸變厚的規(guī)律性，礦體呈似層狀、扁平透鏡狀產(chǎn)出

T3異常位于140～150線之間。北西走向，異常形態(tài)為中間寬，約140m，兩頭窄，約40m，異常強(qiáng)度與T1、T2相比也弱許多，僅在146～148線間較小范圍內(nèi)視電阻率小于50Ω·m，異常范圍內(nèi)其它區(qū)域視電阻率100～200Ω·m之間。

將T1、T2、T3異常與地表出露礦體進(jìn)行對(duì)比，可以看出，T1、T2異常對(duì)應(yīng)1號(hào)礦體和6-1號(hào)礦體，T3對(duì)應(yīng)的是7號(hào)礦體。TEM異常與地表出露礦體有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在礦體出露最寬部位（107～122和129～134線間），異常寬度最大，強(qiáng)度更強(qiáng)。

通過對(duì)不同深度的平面異常特征剖析，可以得出：異常與地表出露礦體及淺層礦體吻合良好，這種吻合表明TEM異常是由礦體引起的。在由淺至深的過程中，異常變化不大，反映了礦體從淺到深產(chǎn)出穩(wěn)定、產(chǎn)狀陡立的變化特征。

3 結(jié)論

蒙庫(kù)鐵礦產(chǎn)于下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組地層中，賦礦巖性為角閃變粒巖、條帶狀角閃變粒巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖及部分大理巖、磁鐵石榴石巖、磁鐵變粒巖等。

礦區(qū)礦石礦物主要為磁鐵礦，礦體與圍巖具有顯著的磁性和電性差異：礦體磁化率可達(dá)圍巖的數(shù)十倍，礦體具有高極化低阻特征，圍巖具有高阻低極化特征。

礦區(qū)1∶5000ΔZ等值線磁異常分布特征與地表出露礦體相對(duì)應(yīng)，異常中間多為正異常，兩側(cè)多為負(fù)異常。ΔZmax=12000nT、ΔZmin=-4000nT。

1∶1000高精度磁測(cè)異常多為鋸齒狀跳躍的正磁異常和較強(qiáng)的負(fù)磁異常，礦體兩側(cè)為負(fù)磁背景場(chǎng)，ΔZmax=18300nT、ΔZmin=-5350nT。

井中磁測(cè)能夠獲取到明顯的旁側(cè)礦體異常信息，其中富鐵礦體具有很強(qiáng)的磁性，礦體內(nèi)ΔZ異常幅值一般可達(dá)-30000～-50000nT；貧礦體ΔZ異常幅值在-10000～-30000nT之間。通過對(duì)磁測(cè)異常的表現(xiàn)形態(tài)及異常特征分析，便能及時(shí)地了解及掌握鉆孔周邊礦體的空間分布情況，為鉆探工程布設(shè)及對(duì)礦體邊界圈定提供了依據(jù)。

TEM異常與地表出露礦體位置對(duì)應(yīng)較好，礦體出露最寬部位異常寬度最大，強(qiáng)度更強(qiáng)。

致謝：本文主要依據(jù)新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)2010年編寫的《新疆富蘊(yùn)縣蒙庫(kù)鐵礦勘探報(bào)告》編寫而成，在此謹(jǐn)向該報(bào)告編寫人員李建國(guó)、查小玲、焦明富、劉永明、王保先、郭明欣、魯佳、牛春蕊、祝雨雷等人表示感謝！