姜 杰，王 潔，張 鼎，李 運(yùn)

(湖北煤炭地質(zhì)物探測(cè)量隊(duì)，武漢 430200)

勘查區(qū)位于河北省中部邯邢地區(qū)鐵礦集中區(qū)，礦床類型屬接觸交代型，礦體具有較強(qiáng)磁性。為查明該區(qū)礦體賦存狀況，采用高精度磁測(cè)方法進(jìn)行野外磁測(cè)數(shù)據(jù)采集處理，結(jié)合研究區(qū)已有地質(zhì)資料，對(duì)區(qū)內(nèi)磁異常進(jìn)行分類解釋，圈定磁性礦體分布范圍，并對(duì)其礦產(chǎn)資源作出評(píng)價(jià)。

1 勘查區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

勘查區(qū)位于河北省武安市西部，處于新華夏構(gòu)造體系第三隆起帶中太行山隆起與華北沉降的過渡地帶上，即太行復(fù)背斜東翼，北北東向的新華夏系及南北構(gòu)造系斷裂構(gòu)造是本區(qū)構(gòu)造的基本架構(gòu)，此外尚發(fā)育一些與其有深層聯(lián)系的北東向羽狀斷裂和北西向的張性斷裂[1](圖1)。

圖1 工作區(qū)地貌Figure 1 Working area landform

該區(qū)域侵入巖為燕山旋回第三期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，即：閃長(zhǎng)巖-角閃二長(zhǎng)巖-正長(zhǎng)巖組成的侵入旋回，屬淺成相、似層狀侵入體，侵入奧陶系中統(tǒng)。此巖漿活動(dòng)是該區(qū)晚侏羅世的主要侵入階段，也是主要的鐵礦成礦期。

1.2 地球物理特征

本次物探工作測(cè)定了幾種主要巖礦標(biāo)本的磁性，每塊標(biāo)本按其塊體的各個(gè)平整面作了多次測(cè)定。其中灰?guī)rK值平均值約為5.7，閃長(zhǎng)巖K值平均值為33.2，磁鐵礦石K值平均值為266.3。由此可知，測(cè)區(qū)內(nèi)各類圍巖磁性具有明顯差異：灰?guī)r磁性最弱，閃長(zhǎng)巖雖具有一定磁性，但由于本區(qū)磁鐵礦脈磁性較強(qiáng)，二者磁化率并不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，二者磁性差異巨大。此外，接觸帶部位常常也會(huì)伴有磁性礦物的弱富集。這些蝕變礦化現(xiàn)象所帶來的物性差異是本區(qū)開展高精度磁測(cè)工作的地球物理前提。

區(qū)內(nèi)存在干擾因素但并不復(fù)雜，主要是可采礦點(diǎn)及人為鐵磁性材料(廠房、供水鐵管、井架等)和電線、變壓器所造成的干擾。對(duì)這些人工干擾在工作中易于識(shí)別或避開。

2 數(shù)據(jù)采集

2.1 儀器裝備

本次使用的高精度磁測(cè)儀器是GSM—19T質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀，其分辨率為0.1nT，精度為1nT。此次投入的四臺(tái)儀器一致性誤差為±1.40nT，性能穩(wěn)定，滿足高精度磁測(cè)技術(shù)要求。日校正點(diǎn)的早晚(午)閉合差經(jīng)日變改正后最大為±6.9nT，符合規(guī)范要求。

2.2 野外技術(shù)要求

1)日基點(diǎn)(校正點(diǎn))兼日變站選擇在駐地附近較平穩(wěn)磁場(chǎng)區(qū)，并敷設(shè)標(biāo)志，以方便工作。

2)每天開工前磁力儀操作員均作去磁處理。測(cè)點(diǎn)觀測(cè)工作時(shí)，一人根據(jù)理論坐標(biāo)持GPS定點(diǎn)，一人持磁力儀觀測(cè)。為避免干擾，兩人間距保持5m以上。

3)野外觀測(cè)中，遇到干擾源時(shí)，均及時(shí)予以識(shí)別并記錄在簿，供室內(nèi)資料整理參考。

4)每天收工后及時(shí)回放磁測(cè)數(shù)據(jù)，并與手工記錄進(jìn)行核對(duì)。

5)野外采集的巖礦石標(biāo)本用SM30型巖石磁化率儀測(cè)定其磁性。同一塊標(biāo)本一般在2～6個(gè)不同平面上進(jìn)行測(cè)量，求取平均值作為該標(biāo)本的k值。

2.3 野外施工

1)根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)測(cè)網(wǎng)密度為50m(線距)×20m(點(diǎn)距)，局部勘查地段測(cè)線加密到20m×10m；此次勘探共計(jì)完成磁法勘探測(cè)線72條，測(cè)點(diǎn)10 478個(gè)，質(zhì)量檢查點(diǎn)310個(gè)，均方差±3.58nT，符合地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程要求。

2)測(cè)區(qū)所有測(cè)點(diǎn)均依據(jù)拐點(diǎn)坐標(biāo)及線距、點(diǎn)距計(jì)算，野外測(cè)點(diǎn)用手持GPS確定。開工前首先在礦區(qū)控制點(diǎn)對(duì)GPS進(jìn)行標(biāo)定，施工時(shí)利用GPS的導(dǎo)航功能結(jié)合羅盤定向，每100m即對(duì)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行校對(duì)，保證GPS定點(diǎn)坐標(biāo)的誤差可控制在2m以內(nèi)。

3 資料處理與解釋

3.1 數(shù)據(jù)整理

1)每天完成野外工作后將數(shù)據(jù)及時(shí)回放并檢查驗(yàn)收，對(duì)工作點(diǎn)線號(hào)、儀器工作狀態(tài)進(jìn)行核實(shí)，確認(rèn)無誤后首先進(jìn)行手工編圖，以及時(shí)指導(dǎo)第二天的工作。

2)儀器所測(cè)定的總磁場(chǎng)T值按照規(guī)范要求進(jìn)行日變改正、緯度改正、基點(diǎn)改正后求得ΔT值作為最終成果數(shù)據(jù)供編圖使用[2]。

3)為提高推斷解釋的定量化程度，對(duì)磁測(cè)平面數(shù)據(jù)進(jìn)行了延拓處理，以了解地下不同深度磁性體的賦存特征。

3.2 推斷解釋原則

1)成果資料的推斷解釋原則首先是地質(zhì)——物性依據(jù)，本次工作所確定的目標(biāo)物——含磁性礦物的地質(zhì)體與圍巖間應(yīng)存在一定的磁化率差異；而各類圍巖間也存在一個(gè)數(shù)量級(jí)上的磁性差異，這是此次工作異常解釋的地球物理基礎(chǔ)和依據(jù)。至于非鐵礦的磁干擾因素在實(shí)際工作中得到了識(shí)別和排除，因此磁異常的解釋能夠克服人工干擾。

2)其次是物探與地質(zhì)緊密結(jié)合的原則。要充分利用地質(zhì)成礦規(guī)律這一先驗(yàn)信息來指導(dǎo)異常的解釋[3]。

3)最后應(yīng)該從異常特征入手，緊密結(jié)合地質(zhì)條件分析，提高異常解釋的深度和精度。通常綜合考慮以下因素：異常強(qiáng)度特征、規(guī)模大小、正負(fù)異常伴生特征、異常的連續(xù)性、異常的平面和剖面形態(tài)特征等。合理地分析這些條件有利于提高礦體定性解釋的準(zhǔn)確性，為半定量—定量解釋提供相應(yīng)依據(jù)[4-10]。

3.3 資料解釋

3.3.1 典型剖面解釋

1)L450線磁測(cè)異常剖面。L450線位于測(cè)區(qū)南部，測(cè)線方向?yàn)闁|西向，測(cè)線全長(zhǎng)2 020m，圖2為該測(cè)線地磁場(chǎng)磁測(cè)異常剖面曲線圖。從該圖可以看出曲線形態(tài)基本圓滑完整，但有一定的起伏變化。在該測(cè)線距離測(cè)線起點(diǎn)900～1 000m處，出現(xiàn)一高值異常，平面位置對(duì)應(yīng)于推測(cè)M6異常；在該測(cè)線距離測(cè)線起點(diǎn)1 400m處，亦出現(xiàn)一高值異常，平面位置對(duì)應(yīng)于推測(cè)M10異常的北部邊緣。

圖2 實(shí)測(cè)L450線磁測(cè)異常剖面圖Figure 2 Measured line L450 magnetic survey anomalies section

2)L750線磁測(cè)異常剖面。L750線位于測(cè)區(qū)中部，測(cè)線方向?yàn)闁|西向，測(cè)線全長(zhǎng)2 020m。圖3為該測(cè)線地磁場(chǎng)磁測(cè)異常剖面曲線圖。從從該圖可以看出該測(cè)線形態(tài)走向基本圓滑完整，但剖面上有一定的起伏變化。在該測(cè)線距離測(cè)線起點(diǎn)1 300～1 500m處，出現(xiàn)一高值異常，平面位置對(duì)應(yīng)于推測(cè)M9異常。

圖3 實(shí)測(cè)L750線磁測(cè)異常剖面圖Figure 3 Measured line L1450 magnetic survey anomalies section

3)實(shí)測(cè)L1450線磁測(cè)異常剖面。L1450線位于測(cè)區(qū)中部偏北，測(cè)線方向?yàn)闁|西向，測(cè)線全長(zhǎng)2 020m。圖4為該測(cè)線地磁場(chǎng)磁測(cè)異常剖面曲線圖。從從該圖可以看出該測(cè)線形態(tài)走向清晰，在剖面上起點(diǎn)至500m發(fā)現(xiàn)明顯異常，綜合分析發(fā)現(xiàn)相鄰幾條測(cè)線對(duì)應(yīng)位置都存在異常反映，推測(cè)為M2磁異常反映。

圖4 實(shí)測(cè)L1450線磁測(cè)異常剖面圖Figure 4 Measured line L1450 magnetic survey anomalies section

4)實(shí)測(cè)L1950線磁測(cè)異常剖面圖。L1950線位于測(cè)區(qū)中部偏北，測(cè)線方向?yàn)槟媳毕?，測(cè)線長(zhǎng)度為780m。圖5為該測(cè)線地磁場(chǎng)磁測(cè)異常剖面曲線圖。從從該圖可以看出該測(cè)線形態(tài)走向基本圓滑完整，在剖面上無明顯的起伏變化。

圖5 實(shí)測(cè)L1950線磁測(cè)異常剖面圖Figure 5 Measured line L1950 magnetic survey anomalies section

3.3.2 磁測(cè)異常平面解釋

圖6為全測(cè)區(qū)磁異常平面等值線圖，圖中原點(diǎn)(0,0)對(duì)應(yīng)于工作布置圖中L100號(hào)測(cè)線的D100號(hào)點(diǎn)，為全區(qū)異常位置起算點(diǎn)。磁異常等值線圖是在去掉正常地磁背景場(chǎng)后進(jìn)行的，本次測(cè)區(qū)基點(diǎn)場(chǎng)值取52 800nT，去掉背景場(chǎng)后的磁異常ΔT平面等值線圖能明顯反應(yīng)磁異常在平面的形態(tài)及輪廓。

由圖6可見，磁場(chǎng)在平面分布上具有相應(yīng)的規(guī)律。從全區(qū)看磁場(chǎng)存在北低南高的基本背景，且推測(cè)磁異常分布規(guī)律性較為明顯，其高值帶主要與巖體活動(dòng)及其接觸帶有關(guān)；低值帶則指示了灰?guī)r、閃長(zhǎng)巖的賦存。根據(jù)磁異常的強(qiáng)度、形態(tài)、分布范圍等情況綜合分析，此次磁法勘探將發(fā)現(xiàn)的磁異常區(qū)12處，各異常區(qū)的峰值為400～1 100nT。

圖6 磁異常平面等值線(nT)Figure 6 Magnetic anomalies plane isogram (nT)

3.4 成果資料的解釋

圖7為對(duì)數(shù)據(jù)成果進(jìn)行向上延拓200m后的等值線平面圖。

圖7 磁測(cè)異常上延200m等值線平面圖Figure 7 Magnetic survey anomalies upward extension 200m isogram plane

在對(duì)12處磁測(cè)異常區(qū)的磁異常強(qiáng)度、形態(tài)及位置進(jìn)行綜合分析對(duì)比并進(jìn)行延拓處理后發(fā)現(xiàn)，M1、M11都在已知鐵礦礦區(qū)內(nèi)，磁異常強(qiáng)度較低，最大值均為300nT，由此推斷該二處異常可能為局部的淺埋或者出露的具有較強(qiáng)磁性的含礦巖石引起的磁異常。

M2、M3兩處異常位置均發(fā)育于巖層接觸帶附近，其中M2的異常最大值為700nT，其走向與巖層接觸帶的走向吻合，且該異常并無明顯干擾源，異常較為可靠；M3異常最大值為400nT，異常規(guī)模小于M2，異常亦較為可靠。

M4、M7兩處異常位置較為接近，且位于巖層接觸帶上，但是異常最大值較低，均為400nT，在經(jīng)過延拓處理后，該二處異?；鞠В茰y(cè)可能為淺源異常；M12異常最大值較低，為300nT，在經(jīng)過延拓處理后，該異?；鞠?，推測(cè)亦可能為淺源異常。

M5、M6、M8、M9、M10幾處異常位置相對(duì)較為集中，都在百尖山周邊區(qū)域，而該區(qū)域內(nèi)巖層接觸帶較為發(fā)育。該幾處異常最大值都較大，最大為1 100nT，且無明顯干擾源影響，且在經(jīng)過延拓處理后，該幾處異常區(qū)域依然存在，形態(tài)亦未發(fā)生大的變化，僅僅只是幅值逐步降低。說明此處幾個(gè)異常較為可靠，且埋深較大，可能都受到百尖山附近接觸帶控制。

4 結(jié)論

通過在勘探區(qū)進(jìn)行1∶5 000高精度磁測(cè)，獲得了勘探區(qū)磁場(chǎng)分布總體上呈現(xiàn)北部較低、中部及南部較高的特征。結(jié)合地質(zhì)資料，共圈定了12處磁測(cè)異常區(qū)。其中，2個(gè)為人為活動(dòng)干擾(M1、M11)；3個(gè)異常值較低(M4、M7、M12)，經(jīng)延拓處理后無明顯異常，屬淺源異常；7個(gè)異常強(qiáng)度較高，具有疊加異常特征，且呈南北向條帶狀分布，推測(cè)受控于接觸帶，對(duì)探尋磁鐵礦化富集部位有一定的指示意義。