周冠一

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊，安徽 安慶 246000）

山西原平某鐵礦區(qū)位于原平市城區(qū)北西320°方向，大牛店鎮(zhèn)西會村北，礦山目前的可開采資源量有限，急需開展深部及外圍資源量的突破。磁法測量一直在尋找鐵礦方面發(fā)揮著重要作用，同時也取得了顯著效果［1－2］。根據(jù)該礦區(qū)開采現(xiàn)狀獲得的地質(zhì)情況，開展高精度磁法測量，圈定礦區(qū)磁異常，推斷引起異常的地質(zhì)原因，為該區(qū)開展地質(zhì)找礦工作提供較為可靠的地球物理依據(jù)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為太古界五臺超群石咀群金崗庫組及第四系［2］，由老至新分述如下。

（1）金崗庫組（Ar31j）：礦區(qū)內(nèi)大面積出露，呈北東東向展布，由一套遭受了中級區(qū)域變質(zhì)作用和多次構(gòu)造變形疊加的基性?酸性火山巖、火山碎屑巖夾富鋁砂泥質(zhì)巖及硅鐵質(zhì)沉積巖組成。主要巖性有斜長角閃巖、角閃片巖夾磁鐵石英巖、黑云角閃變粒巖、黑云變粒巖（局部含榴石）。磁鐵石英巖為區(qū)內(nèi)主要的鐵礦體，頂?shù)装鍑鷰r主要為角閃片麻巖、斜長角閃巖。

該組是區(qū)內(nèi)重要的含鐵層位之一，區(qū)內(nèi)鐵礦體產(chǎn)于磁鐵石英巖中。磁鐵石英巖厚達0.5～5.9 m。

黑云變粒巖：粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為石英、黑云母等。

角閃片巖：鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要成分為石英、角閃石等。片理發(fā)育，是含礦巖系的主要圍巖。

磁鐵石英巖：灰白色至灰色，隨著暗色礦物的增加，顏色逐漸加深，氧化時帶有褐色，中細粒變晶結(jié)構(gòu)至纖維狀變晶結(jié)構(gòu)，壓碎結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。條帶寬一般為0.5～1.5 cm，最細可達0.3 cm，最寬可達2～3 cm。主要礦物為石英，含量約40%～80%，磁鐵礦8%～70%，次要礦物有角閃石、透閃石、陽起石、綠泥石、石榴石和磷灰石。條帶由白色石英和鋼灰色磁鐵礦集合體相間構(gòu)成。

（2）第四系：主要由殘坡積、砂礫、亞砂土組成，厚0～5 m。黃色亞砂土主要分布于陽武河岸兩邊的山梁上，砂礫等沖洪積物分布于沖溝和河床中。

1.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露。

1.3 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造嚴格受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制，巖層多呈單斜構(gòu)造，巖礦層走向北東?南西，傾向南東，傾角17°～50°，受區(qū)域混合巖變質(zhì)作用影響，巖礦層間次級小褶皺比較發(fā)育。

2 巖石磁性特征

礦區(qū)共采集34塊標本進行磁性參數(shù)測定。磁鐵石英巖表現(xiàn)為高磁，磁化率值＞500 000×10－6SI；角閃片麻巖及黑云變粒巖無磁或弱磁，磁化率值在0～500×10－6SI。綜合礦區(qū)礦體及圍巖的磁性參數(shù)，本區(qū)的圍巖角閃片麻巖、黑云變粒巖的物性特征總體屬于低磁，含磁鐵礦體的磁鐵石英巖呈高磁（表1），因此本區(qū)具備采用地面高精度磁測尋找磁鐵礦體的地球物理前提。

表1 礦區(qū)礦體磁性參數(shù)表

3 磁法測量

根據(jù)地質(zhì)資料，礦體走向為北北東向，在礦區(qū)系統(tǒng)地開展了1∶5000磁法測量工作，得到了ΔT磁異常。為進一步研究礦區(qū)磁異常特征，更有效地突出目標地質(zhì)體信息，壓制非目標體信息，往往通過必要的數(shù)學加工處理進行磁異常處理與轉(zhuǎn)換［3］。

為直觀辨別礦區(qū)ΔT磁異常，繪制礦區(qū)ΔT磁異常剖面平面圖，以200 nT圈定異常，主要分布著6個相對的正高磁異常區(qū)，編號為：C?19?1、C?19?1?1、C?19?1?2、C?19?1?3、C?19?2、C?19?3（圖1）。

圖1 礦區(qū)ΔT磁異常剖面平面圖

C?19?1磁異常區(qū)位于探礦權(quán)西南部，為分布范圍較大的高磁異常區(qū)，呈北西向的寬帶狀分布；沿走向磁異常的長度約為850 m。ΔT異常值大部分為300～700 nT，中間有多個局部ΔT異常峰值在800～1 200 nT?；瘶O后，異常中心向北西方向移動，水平移動距離在北西150 m左右，可以推測C?19?1磁異常為深部的磁性地質(zhì)體引起。

C?19?1?1磁異常為正高磁異常區(qū)，呈北東向的橢圓狀分布；沿走向磁異常的長度約為230 m。ΔT異常值大部分為200～500 nT?；瘶O后，異常中心向北西方向移動，水平移動距離在50 m左右，推測C?19?1?1磁異常同樣為深部的磁性地質(zhì)體引起。

C?19?1?2磁異常區(qū)為正高磁異常區(qū)，呈北西向的面積狀分布，位于礦權(quán)外圍的西北側(cè)；沿走向磁異常的長度約為300 m。ΔT異常值大部分為200～500 nT，中間局部ΔT異常峰值在800～900 nT?；瘶O后，異常中心向北西方向移動，水平移動距離在40 m左右，推測C?19?1?2磁異常同樣為深部的磁性地質(zhì)體引起。

C?19?1?3磁異常區(qū)為分布范圍較小的高磁異常區(qū)，呈近似東西條帶狀分布，位于礦權(quán)外圍的西側(cè)；沿走向磁異常的長度約為370 m。ΔT異常值大部分為200～500 nT，中間局部ΔT異常峰值在800～900 nT，推測C?19?1?2磁異常同樣為深部的磁性地質(zhì)體引起。

C?19?2磁異常為弱高磁異常區(qū)，位于礦權(quán)東北側(cè)的中東部，在呈北東向的面積狀分布；沿走向磁異常的長度約為400 m，ΔT高磁異常向北東方向未封閉。ΔT異常值大部分為200～500 nT?；瘶O后，異常中心向北西方向移動，水平移動距離在100 m左右，推測C?19?2磁異常同樣為深部的磁性地質(zhì)體引起。

C?19?3磁異常為弱高磁異常區(qū)，位于礦權(quán)外圍東南側(cè)西會村附近，在C?19?1磁異常區(qū)的東南方向，東南方向未閉合。ΔT異常值大部分為200～300 nT，局部ΔT異常峰值在500～800 nT?；瘶O后，異常中心向北西方向移動，水平移動距離在100 m左右，推測C?19?3磁異常同樣為深部的磁性地質(zhì)體引起。

當磁測在地形十分復雜，或者在某些點位上無法實測時，這時實際測點的分布是不規(guī)則的。但對磁測資料作數(shù)據(jù)處理時，總是要求數(shù)據(jù)按規(guī)則網(wǎng)格分布，因此就需要由不規(guī)則網(wǎng)格上的實測場值換算出規(guī)則網(wǎng)格節(jié)點上的場值［3］，如圖2（a）所示。

圖2 礦區(qū)磁異常平面圖

對ΔT（或Za）異常直接解釋往往比較困難，這是因為它們受傾斜磁化的影響，特別在中、低緯度地區(qū)，ΔT異常和磁性地質(zhì)體之間的對應(yīng)關(guān)系更為復雜。相比之下，垂直磁化條件下的垂直磁異常與磁性地質(zhì)體之間的對應(yīng)關(guān)系就簡單、密切得多。因此，在對ΔT（或Za）異常解釋之前，需進行“化到地磁極”（簡稱化極）的處理。利用化極結(jié)果不僅可以使異常解釋變得容易進行，而且可以提高異常解釋的準確程度，較易于確定磁性地質(zhì)體的位置、產(chǎn)狀及邊界［3］。根據(jù)礦區(qū)磁傾角及磁偏角參數(shù)，運用“跨平臺金維地學信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)”（GeoIPAS軟件）對磁異常ΔT化極處理。圖2（b）為ΔT化極后的異常等值線圖，ΔT化極后異常整體向西北略有偏移。將地表實測的ΔT異常在化極的基礎(chǔ)上進行了50 m向上延拓，向上延拓可以消除或壓低地表及淺部磁性體的干擾，突出埋深較大的磁性體影響，或磁性體埋深較小時，用此來估計其中心埋深及向下延深情況（圖2c）。ΔT異常上延50 m后，局部正高磁異?；鞠?。局部異常為淺部的磁性體引起，C?19?1、C?19?1?1、C?19?1?2、C?19?1?3、C?19?2、C?19?3深部 磁 異 常 比 較 清 晰，其 中C?19?1?1、C?19?1?2、C?19?1?3連為一體解釋為同一磁性體C?19?1引起的異常反應(yīng)，C?19?2磁異?；鞠В珻?19?1磁異常ΔT異常峰值在200～1 000 nT，C?19?3磁異常ΔT異常峰值在150～250 nT。

4 磁異常推斷解譯

結(jié)合地質(zhì)資料，圈定的C?19?1、C?19?1?1、C?19?1?2、C?19?1?3正高磁異常解譯為太古界五臺超群石咀群金崗庫組（Ar31j）變質(zhì)巖系中磁鐵石英巖的反映，為磁鐵礦致異常。

利用“跨平臺金維地學信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)”（GeoIPAS軟件）對磁異常剖面進行反演計算，C?19?1、C?19?1?1、C?19?1?2、C?19?1?3四個正高磁異常均為向下延深有限的薄板狀體異常，解釋推測為4條磁鐵礦帶，編號為TK1、TK2、TK3、TK4（圖3）。

圖3 磁異常綜合解譯圖

TK1磁鐵礦帶對應(yīng)C?19?1?1高磁異常，TK1長約710 m，寬約2～4 m，走向近似北東，向下延深100～150 m。該礦帶是目前礦山開采的主要礦帶，北東方向基本已采，在磁異常上表現(xiàn)為斷續(xù)連接。

TK2磁鐵礦帶對應(yīng)C?19?1高磁異常，長約560 m，寬約10～14 m，走向北西，北西側(cè)與TK1磁鐵礦帶呈斷層接觸。TK2磁鐵礦帶兩端寬，中間窄，北西段埋深約170 m，向下延深200～240 m；南東段埋深約220 m，向下延深約200 m。

TK3磁鐵礦帶對應(yīng)C?19?1?3高磁異常，長約330 m，寬約2～3 m，走向近東西向，向下延深100～120 m。

TK4磁鐵礦帶對應(yīng)C?19?1?2高磁異常，長約300 m，寬約2～4 m，走向北西向，向下延深100～140 m。

5 結(jié)論

（1）高精度磁法測量能夠有效反映山西原平某鐵礦區(qū)磁異常，共發(fā)現(xiàn)6個正高磁異常。運用“跨平臺金維地學信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)”（GeoIPAS軟件）對磁異常進行了化極、上延50 m等處理，解釋推測C?19?1、C?19?1?1、C?19?1?2、C?19?1?3磁異常呈帶狀分布，磁性強度大，解譯為太古界五臺超群石咀群金崗庫組（Ar31j）變質(zhì)巖系中磁鐵石英巖的反映，為磁鐵礦致異常。

（2）C?19?2、C19?3磁異常位于礦區(qū)外圍，磁異常位置基本在磁法勘查區(qū)的邊界，異常強度較小，形態(tài)不完整，性質(zhì)不明。

（3）根據(jù)磁異常解釋推測了4條磁鐵礦帶。認為礦區(qū)鐵礦主體能產(chǎn)生明顯可區(qū)分的磁異常，礦區(qū)邊深部存在進一步找尋盲礦的可能，為該區(qū)開展地質(zhì)找礦工作提供較為可靠的地球物理依據(jù)。