丁志強(qiáng)， 崔志強(qiáng)， 孟慶敏， 李 飛, 高衛(wèi)東

(中國地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，廊坊 065000 )

0 引言

新余式鐵礦是一種變質(zhì)型鐵礦[1-2]，是我國時代最新的條帶狀磁鐵礦床，廣泛分布在江西、湖南一帶，斷續(xù)延伸近1 000 km，典型地區(qū)出露于江西省新余市南部，處于華南加里東地槽褶皺帶北緣之武功隆起區(qū)，區(qū)內(nèi)出露巖性主要為青白口系、震旦系和寒武系的淺變質(zhì)巖，為一套火山碎屑硅鐵質(zhì)建造夾類復(fù)理石的泥砂質(zhì)建造[3-4]。

筆者在新余鐵礦整裝勘查區(qū)開展1∶5 000高精度航磁和伽瑪能譜綜合測量的基礎(chǔ)上，通過相關(guān)圖件對比分析，航磁和航空伽瑪能譜上均有較明顯反映。本次航磁在磁鐵礦帶上反映良好，異常特征明顯。航空伽瑪能譜對測區(qū)內(nèi)的中酸性巖體有非常明顯地反映，邊界清晰。深入研究新余鐵礦整裝勘查區(qū)內(nèi)航空地球物理特征、分布規(guī)律及地球物理成礦背景，將進(jìn)一步分析新余式鐵礦床的成因，及總結(jié)成礦規(guī)律。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

新余鐵礦分布區(qū)經(jīng)歷過多次構(gòu)造運(yùn)動，構(gòu)造形變十分復(fù)雜。大地構(gòu)造上，該區(qū)位于華夏褶皺帶與楊子板塊的結(jié)合部位，以豐城-萍鄉(xiāng)深大斷裂為界，北側(cè)為萍鄉(xiāng)-樂平臺陷之萍鄉(xiāng)-高安凹褶斷束，南部屬于贛西南(贛州-吉安)坳陷帶下的武功山-玉華山隆斷束[5]。深大斷裂以南為神山倒轉(zhuǎn)背斜，為巨型倒轉(zhuǎn)背斜，軸向大致呈北東東走向，北翼大多被斷裂切割和后期地層覆蓋，南翼為含鐵巖系，且發(fā)育有一系列北北西向軸面較陡的同斜褶皺。

整個新余式鐵礦褶皺變形發(fā)展過程，大致經(jīng)歷了彎曲褶皺-灣滑褶皺-彎流褶皺-彎滑褶皺-彎曲褶皺的發(fā)展過程，先由柔性遞增的構(gòu)造序列，再向柔性遞減構(gòu)造序列演變。含鐵建造受多期、多方向、多形式、重褶變形疊加，形成了形態(tài)復(fù)雜多變的“紅綢舞”式鐵礦層。

1.2 地層及巖石特征

區(qū)內(nèi)出露主要地層(圖1)為青白口系潭頭群上施組(Qnss)，巖性為變質(zhì)砂巖、變質(zhì)千枚巖、千枚巖、含碳千枚巖；青白口系潭頭群庫里組(Qnk)，巖性主要為絹云母砂質(zhì)千枚巖、絹云母千枚巖夾炭質(zhì)千枚巖；震旦系下統(tǒng)下坊組(Z1xf)，巖性為千枚巖、磁鐵石英巖、下部含礫凝灰質(zhì)砂巖；震旦系上統(tǒng)壩里組-老虎塘組并層(Z2b-l)，巖性為上部硅質(zhì)巖或石英巖、片狀石英巖夾粉砂質(zhì)板巖，下部變質(zhì)砂巖夾千枚巖，底部炭質(zhì)千枚巖夾灰?guī)r凸鏡體。其中震旦系下統(tǒng)下坊組(Z1xf)為鐵礦的賦礦層位[6-7]，如圖1中所示，鐵礦層(包括下坊組鐵礦層至底部含礫凝灰質(zhì)砂巖)，磁鐵礦床多分布其上，周圍分布有鎢鉬鉍、鎢礦床。

“新余式”鐵礦床是一套正常的海水沉積硅鐵建造，鐵礦層產(chǎn)于南華紀(jì)淺變質(zhì)海相火山沉積碎屑巖中。含鐵巖層由絹云母綠泥巖千枚巖片巖、含磁鐵綠泥石千枚巖/片巖、磁鐵石英巖、含磁鐵絹云母千枚巖、片巖組成。成礦物質(zhì)來源于海盆地中的火山噴發(fā)物質(zhì)，故定為“火山沉積變質(zhì)型鐵礦”。

圖1 新余鐵礦田地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.1 Geological structure of the Xinyu iron ore field

2 航空地球物理特征

從航磁ΔT相關(guān)圖件及地質(zhì)圖的分析、對比可以看出，不同的磁場區(qū)反映了不同的地質(zhì)構(gòu)造單元、巖漿活動、巖性變化特征[8]。伽瑪總計數(shù)率反映地表巖石總的放射性強(qiáng)度的區(qū)域分布狀態(tài)[9]，鉀、鈾、釷含量反映三元素地表含量的分布和變化特征，它們與地表巖性、地形、地貌形態(tài)及性質(zhì)直接相關(guān)。

2.1 航磁磁場特征分析

航磁磁場特征以平穩(wěn)正磁背景場中升高尖峰狀強(qiáng)磁異常為特征(圖2(a))，北側(cè)伴有負(fù)值。正磁場值一般在20 nT～500 nT，局部尖峰狀強(qiáng)異常為2 000 nT以上。負(fù)磁場分布面積較小，一般以正負(fù)伴生異常存在,負(fù)磁場值為-50 nT～-500 nT，北側(cè)負(fù)峰強(qiáng)度最大達(dá)-1 000 nT。圖2(b)中，沿磁鐵礦帶展現(xiàn)出一明顯的寬口V型高值異常帶，已知各大中小型鐵礦均位于高值異常帶上(圖2)。

圖2 航磁△T剖面平面圖及航磁梯度模Fig.2 The profile map and gradient model of aeromagnetic(a)航磁△T剖面平面圖；(b)航磁梯度模

區(qū)內(nèi)基性、超基性侵入巖不發(fā)育，分布較零散，規(guī)模較小，大多呈巖墻、巖脈及巖床產(chǎn)出?；浴⒊詭r一般含有較多的鐵磁性礦物，在出露或埋深較淺處多具有較強(qiáng)的磁性。航磁異常形態(tài)多呈尖峰狀或鋸齒狀，北側(cè)伴有負(fù)值，異常強(qiáng)度一般在200 nT～500 nT，最高可達(dá)1 000 nT，北側(cè)寬緩負(fù)異常強(qiáng)度在-100 nT左右。根據(jù)磁場強(qiáng)度認(rèn)為其埋深不大，可通過對該處航磁異常帶進(jìn)行進(jìn)一步的地面查證工作，以確定巖脈的分布規(guī)律，尋找與基性、超基性巖體有關(guān)的鉻、鎳、鈷、鉑等礦產(chǎn)。

經(jīng)物性測定顯示，區(qū)內(nèi)青白口系潭頭群庫里組(Qnk)千枚巖具有較強(qiáng)磁性，磁化率κ值一般在200 SI～800×10-6SI，航磁異常特征明顯，表現(xiàn)為正負(fù)磁場交界處升高的尖峰狀強(qiáng)磁異常帶，異常曲線雜亂，梯度陡，分析認(rèn)為升高背景場主要是巖體接觸帶鐵磁性物質(zhì)富集或磁性老基底引起。區(qū)內(nèi)各期次侵入巖和地層巖石經(jīng)物性測定結(jié)果顯示大多具較弱或無磁性，磁化率一般在100×10-6SI左右。

綜上分析，區(qū)磁場明顯受深大斷裂帶控制，航磁異常以尖峰狀強(qiáng)磁異常為特征。區(qū)內(nèi)分布有兩條強(qiáng)磁異常帶：①位于測區(qū)東部，結(jié)合地質(zhì)資料認(rèn)為該異常帶為沿深大斷裂帶侵位的隱伏超基性沿帶引起；②為測區(qū)南部強(qiáng)磁異常帶，對比1∶200 000地質(zhì)圖(圖1)與航磁△T剖面平面圖(圖2)對比可知，航磁異常帶與新余式鐵礦帶位置吻合，為新余式鐵礦帶的磁場反映。

2.2 航空伽瑪能譜場特征分析

本區(qū)能譜場以中低場為主(圖3)。北部以低場為主，南部以中場為主，東部和西部局部出現(xiàn)偏高場。區(qū)內(nèi)偏高場分布較少，伽瑪能譜總量為13.0 Ur～20.0 Ur，釷含量為12.0×10-6～18.0×10-6，鉀含量為1.2×10-2～2.3×10-2，鈾含量為1.9×10-6～5.5×10-6。區(qū)內(nèi)中場呈東西向分布，伽瑪能譜場總量為9.0 Ur～13.0 Ur，釷含量為10.1×10-6～12.0×10-6，鉀含量為1.0×10-2～1.2×10-2，鈾含量為1.3×10-6～1.9×10-6。低場主要分在區(qū)內(nèi)北端，伽瑪能譜總量為2.8 Ur～9.0 Ur，釷含量為4.0×10-6～10.1×10-6，鉀含量為0.3×10-2～1.0×10-2，鈾含量為0.5×10-6～1.3×10-6。

東部有加里東期花崗巖、石英斑巖體出露，表現(xiàn)為偏高場；中部中場為青白口系庫里組(Qnk)和神山組(Qns)炭質(zhì)絹云母千枚巖反應(yīng)；北部和南部出現(xiàn)的低場則是第三系、白堊系、石炭系等放射性核素低的地層引起。

圖3 航空伽瑪總道(TC)能譜場Fig.3 The TC field of airborne radiometric

3 地球化學(xué)特征

圖4 新余鐵礦區(qū)地球化學(xué)特征Fig.4 Geochemical characteristics of the Xinyu iron area

4 成礦標(biāo)志

通過上述地質(zhì)特征、航空地球物理特征、化學(xué)特征等，可以分析總結(jié)出新余式鐵礦的一些標(biāo)志：

1)地質(zhì)標(biāo)志。新余鐵礦以沉積型、沉積變質(zhì)型鐵礦為主。元古界南華系和寒武系淺變質(zhì)巖是主要的富礦巖層，圍巖主要以千枚巖為主。馬鞍形褶皺、同斜褶皺以及北西西向-南東東向構(gòu)造部位，是鐵礦層的主要產(chǎn)出部位。鐵礦主要產(chǎn)于濱岸陸屑沉積相帶，主要分布在隆起區(qū)及其邊緣，嚴(yán)格地受背斜構(gòu)造控制。

2)地球物理標(biāo)志。航空磁場具有高磁化率，高剩磁強(qiáng)度特征。在航磁資料上，能夠引起其顯著的高值磁異常，尖峰狀強(qiáng)磁異常，且多為南正北負(fù)相伴的異常特征。礦體上航磁△T可產(chǎn)生幾百甚至上千納特的磁異常，成串珠帶狀。航空伽瑪能譜無明顯的能譜異常，除巖體出露表現(xiàn)為偏高場外，其余地區(qū)能譜場均呈中-低場特征。

3)地球化學(xué)標(biāo)志。從鐵礦本身鐵元素地球化學(xué)異常來看，1:200 000原生暈上通常表現(xiàn)出一些與鐵元素相關(guān)的鉻、鈷、錳等元素異常，但一般異常強(qiáng)度不大，且組合特征不明顯。

5 討論與結(jié)論

利用最新的高精度航磁及航空伽瑪能譜資料，介紹了研究區(qū)內(nèi)的磁場、伽瑪能譜分布特征。通過地質(zhì)特征、航空地球物理特征、化學(xué)特征等，分析總結(jié)出新余式鐵礦的一些標(biāo)志,對今后該區(qū)的區(qū)域地質(zhì)及成礦研究能提供一些參考。

1)結(jié)合航磁和航空伽瑪能譜特征，可圈定隱伏巖體，分析不同巖性變化特征和地質(zhì)構(gòu)造單元，對尋找隱伏礦床和多金屬礦具有一定的借鑒。

2)通過航磁基礎(chǔ)圖件，配合化極、延拓等轉(zhuǎn)換圖件，清晰地顯示出該磁鐵礦帶的細(xì)節(jié)，可結(jié)合最新的地面勘查情況，在出露磁鐵礦帶旁側(cè)有望發(fā)現(xiàn)淺隱伏的具一定規(guī)模的磁鐵礦。

3)磁鐵礦的品位能夠直接反映磁場特征，可通過分析磁異常特征及強(qiáng)度來尋找富礦地段。

4)基性巖體(或超基性巖體)往往具有很強(qiáng)的磁性特征，可以引起較強(qiáng)的航磁異常，并且異常強(qiáng)度較大，比較容易區(qū)分。根據(jù)航磁△T化極、上延等方法，判斷其埋深大小，確定巖脈的分布規(guī)律，可尋找與基性、超基性巖體有關(guān)的鉻、鎳、鈷、鉑等礦產(chǎn)。