金山店矿田张福山矿区井中磁测异常解释及成矿模式探讨

2015-01-30高宝龙易长恩

资源环境与工程 2015年1期

高宝龙，易长恩

(中国冶金地质总局中南地质勘查院，湖北武汉 430081)

金山店铁矿是武钢主要铁矿石原料基地之一，位于湖北省大冶市，2008—2011年第二批危机矿山接替资源接替找矿新增333+334类别铁矿资源储量5 246万 t［1］。2011年7月湖北省大冶市金山店地区铁矿整装勘查启动。整个勘查过程中开展的地面高精度磁测、井中三分量磁测和可控源音频大地电磁测深等综合物探方法取得了较好的成果，有效地指导了深部找矿工作的开展［2］。通过分析总结井中三分量磁异常特征，在早期建立的成矿模式基础上，对张福山矿田深部的成矿模式有了新的认识。

图1 张福山矿床地质简图1．大理岩;2．闪长岩;3．勘探线;4．断裂;5．矿体。

1 地质背景

区域上地层较为简单，主要由中、上三叠统和部分侏罗系地层组成，第四系甚发育。构造与成矿的关系非常密切，新华夏系是本矿床的重要成矿构造体系。

张福山矿床属于接触交代矽卡岩型铁矿床，矿体多呈似层状、似脉状或透镜状分布于二长花岗岩与三叠系中上统砂页岩夹碳酸盐岩内外接触带中，共发现大小矿体55个，基本为隐伏矿床，其中规模较大有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号等6个矿体，均分布于1～50线之间，矿石平均品位:TFe 44．50%，S 3．66%。矿体倾向均为SSW、倾角48°～89°，呈 NWW 向狭长带状展布，长达3 km以上，由西往东矿体有向东南倾伏趋向(图1)。

表1 金山店矿区岩矿石磁性参数统计表

2 地球物理特征

2．1 磁性特征

从表1可见，区内磁铁矿磁性最强，其次为含矿矽卡岩，闪长岩、蚀变闪长岩、矽卡岩也有一定磁性，砂岩磁性较弱，灰岩、大理岩基本无磁性;可见本区的岩、矿石之间存在明显的磁性差异，具备开展磁法勘探的物性前提。

2．2 平面磁异常特征

张福山矿床平面磁异常(ΔT)以500～1 500 nT圈定，走向 NWW，长3．8 km，宽1．3 km，异常往 SE 方向凸出;通过分析研究认为，这两个异常1 000 nT强度以上平面异常范围与-700 m标高以上已勘探的铁矿体相对应，500～1 000 nT强度平面异常范围及其凸出部位，可能是深部铁矿体和岩体共同所引起的磁异常，这一认识为深部找矿提供了依据。在张福山地段通过钻探验证，磁异常范围内均见到深部的铁矿体，ZK2518孔在1 000 nT强度以上平面异常范围内见矿，ZK4416孔在700 nT强度以上平面异常范围见矿，两钻孔之间的范围(25～44线)正好是张福山低缓磁异常向SE凸出部位(据王永基等)。

图2 张福山—柯家山矿床地质物探综合平面图

3 井中三分量磁异常特征及解释

在井中进行高精度磁测数据采集和深部信息提取，是发现深部井旁矿体异常，较准确地对矿体(磁源体)进行空间定位预测，为探矿工程布置提供依据的有效手段。该方法在大冶铁矿、金山店铁矿等深部找矿工作中发挥了重要的作用［2-3］。

仪器设备井中三分量磁测采用JCC3-1型磁三分量测井仪，磁分量灵敏度4 nT，磁分量精度优于100 nT。

数据处理首先对实测数据进行处理及计算，将垂直磁异常ΔZ和水平磁异常模差ΔH'绘制沿井深的分布曲线，并将ΔZ与ΔH'合成ΔT矢量向线簇;再将测斜所反应的钻孔弯曲状况曲线投影到钻孔所处剖面线的断面中;然后将ΔZ和水平分量在横(纵)剖面中的投影ΔH⊥(ΔH∥)合成的矢量向线簇绘制于该钻孔弯曲线上，构成磁异常在剖面中沿钻孔轴分布图;最后将钻孔的磁异常在剖面中投影绘制到地质剖面中，构成地质磁测井综合解释图。本文仅提取三分量磁异常中平行于剖面的磁异常进行对比分析。

井中三分量磁异常特征及解释笔者对张福山矿床 8、12、16、18、25 线的 ZK0816、ZK127、ZK164、ZK1816、ZK1817、ZK2517、ZK2518 钻孔井中磁异常进行综合分析对比，剖面及钻孔位置见图2。

8线从剖面图(图3)可见，I号矿体大致沿F1断裂分布，8线ZK0816钻孔在-360 m中段施工，钻孔在-420～-700 m标高井中磁异常反映了钻孔控制I号矿体，F1断裂在-700 m标高，断裂带位置未见矿，在-750～-845 m左右出现三分量磁异常显示在钻孔北存在盲矿体。

图3 8、12、16线地质—井中磁测剖面简图

12线 12线与8线距离200 m，最新施工的ZK127孔在-700 m标高揭露到铁矿体，三分量磁异常有内磁场异常显示，但在-530～-650 m标高有旁侧异常，其矢量线交点位于钻孔北侧。

16线 16线与12线距离 200 m，ZK164孔在-800 m标高揭露到薄层矿体，井中磁测为内磁场特征，与12线类似，在见矿位置上部，-720～-785 m标高也存在矢量线交点异常，反映盲矿(磁荷源)位于剖面北侧。

将8、12、16线对比来看，12线ZK127孔见薄层矿体与8线F1断裂带所处标高基本一致，均在-700 m标高附近，类比分析，Ⅰ号矿体可能在8线F1断裂处尖灭，而深部的盲矿异常可能为新的矿体。如果这种情况存在，那么ZK127孔-530～-650 m标高、ZK164孔-720～-785 m标高的旁侧磁异常就可能为I号矿体的尖灭点，ZK127、ZK164钻孔揭露的薄层矿体则是与ZK0816孔旁侧异常对应的新的矿体。

同样的情况在18、25线均有显示(图4)。

ZK1816钻孔见到的薄层矿体上部存在矢量线交点异常，反映磁铁矿Ⅰ号矿体在该处有尖灭现象;ZK1817钻孔见到的薄层矿体上部均存在矢量线交点异常(图4左侧剖面)，所见到的薄层矿体有明显内磁场特征，反映了所见矿体可能为与8、12、16线类似的新矿体，交点异常反映了新矿体的头部位置。

ZK2517钻孔所见矿体下部岩体内出现矢量线收敛交点异常指示Ⅰ、Ⅱ号矿体可能在交点处存在磁荷源，即矿体可能在此处尖灭，而ZK2518钻孔见到的两层矿体可能为不同于上部Ⅰ、Ⅱ矿体的新矿体。

4 成矿模式分析

对于金山店矿田的成矿模式，中国冶金地质总局中南地质勘查院有关地质专家早期曾提出如图5-a所示的成矿模型，认为在现有Ⅰ、Ⅱ号矿体的深部沿接触带可能存在Ⅲ号矿体。笔者根据井中磁异常特征对模型进行了修改，见图5-a，总体上矿体由西向东逐渐延深，Ⅰ号矿体向深部迅速变薄，直至尖灭。目前钻孔控制的Ⅲ号矿体总体较薄、产状变缓。

5 结语

金山店矿田张福山矿区的地质成果及井中磁异常显示，Ⅰ号矿体迅速变薄，直至尖灭，ZK127、ZK164、ZK2518、ZK1817等钻孔深部见到的矿体可能与ZK0816深部的盲矿异常同为新的矿体，即Ⅲ号矿体，钻孔揭露的矿体总体比Ⅰ、Ⅱ号矿体薄，但产状要缓。在对井中磁异常解释推断的基础上结合相邻地质剖面对成矿模型提出了新的看法，以供地质同行参考。