攀枝花钒钛磁铁矿深部成矿潜力及找矿方向的航磁资料研究

葛藤菲，范正国，黄旭钊，张永军，何敬梓，李皎皎，周道卿，刘前坤

(中国国土资源航空物探遥感中心，北京 100083)



攀枝花钒钛磁铁矿深部成矿潜力及找矿方向的航磁资料研究

葛藤菲，范正国，黄旭钊，张永军，何敬梓，李皎皎，周道卿，刘前坤

(中国国土资源航空物探遥感中心，北京 100083)

攀枝花钒钛磁铁产出于侵入震旦系大理岩中的海西期辉长岩体，受断裂切割为朱家包包、兰家火山、尖包包、倒马坎等6个区段，累计探明铁矿石储量(A+B+C+D)67.29亿t，是我国重要的矿集区，重要矿段均开展了钻探工作。在航磁异常分析中，攀枝花航磁异常的原因没有得到完全的解释，说明还有一定的找矿潜力。本文以1∶5万航磁数据交互式反演为基础，部分由已完成的由钻孔控制的实测地质剖面资料为约束，结合物性参数和地质信息，对矿体空间分布进行反演，利用10条2.5D反演剖面模拟3D模型，估计了该矿区的深部成矿潜力，为下一步地质勘探提供依据。

航磁异常 铁矿 找矿前景 反演

Ge Teng-fei,Fan Zheng-guo,Huang Xu-zhao,Zhang Yong-jun,He Jing-zi,Li Jiao-jiao,Zhou Dao-Qing,Liu Qian-Kun.Deep metallogenic potential and prospecting direction of the Panzhihua V-Ti-magnetite deposit determined from aeromagnetic data analysis [J].Geology and Exploration,2015,51(6):1041-1048.

攀枝花钒钛磁铁矿是我国铁矿集中度较高的8大分布区之一，矿床的成因类型众说纷纭，有晚期岩浆矿床(袁见齐等，1985;姚凤良、孙丰月，2006)、早期岩浆矿床(卢记仁等，1988)、综合成因(罗小军等，2002)等。矿体赋存于北东向展布的辉长岩体中，矿体位于岩体下部，呈层状、似层状，矿体产状与岩体产状一致。矿床自北东向南西由朱家包包、尖山、兰家火山、营盘山等六个矿段组成，主要矿段在航磁上有明显反映。最新的1∶5万高精度航磁测量结果显示，攀枝花矿体异常的规模很大，异常不能完全由已知矿体和磁性地质体来解释，地下仍有很大体量的隐伏矿体和磁性地质体。利用新的航磁资料分析该地区磁性铁矿的成矿潜力有一定的现实意义。

1 地质矿产背景

1.1 构造

研究区位于扬子准地台康滇地轴中段的攀枝花断裂带上，西邻丽江台缘坳陷北段，西南接滇中坳陷，区内构造、岩浆活动强烈，褶皱轴向近南北，断裂主要为北北东向，其次为近南北向。

1.2 地层

根据1∶20万和1∶5万攀枝花幅地质图，区内出露地层主要有震旦系和三叠系地层。

震旦系主要为关河组石英砂岩、长石石英砂岩；观音崖组白云岩、灰质白云岩、大理岩；灯影组白云岩、灰质白云岩，分布于异常区中部，是攀枝花矿体、岩体的主要围岩。

三叠系主要为上统丙南组紫红色岩屑砂岩、砾岩；大乔地组砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层；宝顶组泥页岩、砂岩、粉砂岩夹煤层，均分布于异常区西南侧，分布面积较大。

侏罗系仅区北少量分布，包括新村组泥页岩夹粉砂岩、泥灰岩；牛滚函组泥页岩、泥质粉砂岩。

1.3 岩浆岩

区内侵入岩时代主要为华力西期，酸性、中性、基性、超基性岩皆有分布，基性岩体主要为二叠纪攀枝花岩体(图1a)，岩性以辉长岩、角闪辉长岩、角闪辉绿玢岩、闪长玢岩为主，辉长岩含矿段与航磁异常高值对应，呈岩株状，北东展布，侵入于震旦系大理岩、白云质灰岩中，零星还出露中-细粒辉石岩。酸性岩体主要为三叠纪钾长花岗岩、黑云母二长花岗岩、二长花岗斑岩，在异常东南有一定分布。航磁异常区还大面积分布有太古宙和古元古代康定杂岩，太古宙主要为花滩单元片麻状更长花岗岩和布德单元片麻状黑云母石英闪长岩。古元古代岩性主要为骗匠田单元粗粒黑云母石英闪长岩①。

区内火山岩主要为区北出露的二叠纪粗面岩、响岩和峨眉山玄武岩。

2 区域地球物理特征

2.1 航磁异常特征

从航磁ΔT等值线图上看(图1b)，异常位于低缓负磁场中，航磁上共表现出成带分布3处异常群，5处编号异常及未编号小异常，其中川C-1966-105、106为北东向不规则异常，规模较小，两异常间断连续。攀枝花铁矿矿区一带表现为两条近平行的北北东向高值条带状异常群，其中南条带异常群规模较大，包括川C-2014-443、川C-1966-116等多处异常，川C-1966-116最大值达1123.3nT，两异常群鞍部部分降低至负值，最低可达-45.4nT②。

(J1=428.899/m;J2=128.67A/m;J3=85.779A/m;J4=21.4449A/m;J5=4289 A/m;J6=3002.2 A/m;J7= 2350.36A/m;J8= 1286.7A/m;J9= 42.8899A/m;J10=0.20A/m)图2 剖面1-1’反演结果图(图例同图4)Fig.2 Inversion result of profile 1-1’(figure legend same as figure 4)

2.2 岩、矿石物性特征

根据实测结果，攀枝花航磁异常区磁铁矿石的磁化率一般在20063×10-5SI～129000×10-5SI之间,矿区附近辉长岩磁化率一般在6428×10-5SI～15905×10-5SI之间，震旦系灰质白云岩、大理岩和三叠系砂岩磁性非常弱(磁化率一般为n×10-5SI左右)。从区域岩矿石磁性资料来看，攀枝花岩浆岩型铁矿石磁性很强，全铁含量40%左右的块状矿石的磁化率变化范围为52000×10-5SI～130000×10-5SI、平均值79500×10-5SI。

3 反演方法

文中反演技术是基于航磁剖面的交互式2.5D反演。文中应用的反演软件为GMVPS。该软件利用一个或多个模型来模拟地下地质情况，模型可以是截面为任意多边形的有限水平柱体。磁化强度、磁倾角、磁偏角、剩余磁化强度、余磁倾角、模型的水平延伸、多边形截面的类型以及其他相关参数，包括地磁场强度、地磁倾角、地磁偏角、剖面方向都要输入软件对话框中作为校正条件(范正国等，2010)。通过调整模型的形状直到其引起异常与实测异常差异最小得到最终的反演模型。攀枝花地区反演所用的正长地磁场参数为：地磁场强度=48202nT，地磁倾角=40.9°，地磁偏角=-1.4°，剖面方向=125°。

文中1-1’～4-4’拟合剖面线的位置、方向与兰家火山、朱家包包矿区由钻孔控制的实测地质剖面一致，采用实测地质剖面控制了部分反演结果(图3)。以剖面4-4’为例，实际控制的矿体引起的磁异常与主异常位置相近，实测异常峰值达700nT,而已控制矿体引起异常的峰值仅有100nT左右，异常值相差较大,可见异常的主要成因除了已控制部分矿段外，还有深部未勘探部分矿体和基性岩体。

为了减少反演的多解性，使反演剖面最大可能接近实际剖面，1-1’～4-4’四条拟合剖面地下隐伏部分在钻孔控制深度以上严格按照实际钻孔控制的地质剖面进行了1∶1绘制，并根据实测物性资料调整各类岩、矿石的物性参数，在钻孔控制的深度以下位置则参考已控制部分的岩体、矿体的产状，保持岩体、矿体产状的连续性。根据矿区内的地质剖面资料，攀枝花钒钛磁铁矿的矿体产状具有韵律层状的特征，且韵律层的长轴方向与辉长岩体的流面方向一致，因此在反演1-10剖面的隐伏铁矿体时也参考了矿体的这个形态特征。

图3 剖面4-4’实测地质剖面对磁场的影响(图例同图4)Fig.3 Effect of measured geological profileon the magnetic field of 4-4’profile (figure legend same as figure 4)

4 反演结果

根据野外测量和统计，反演过程中使用的物性资料见表1。各条测线上反演的剖面情况见图5。为便于直观显示反演地质模型,对复杂的岩性进行合并和简化，根据物性将岩、矿石分为三类，再参考剖面的空间位置信息形成剖面的空间模型(图5)。

1～5线反演剖面范围内，朱家包包矿区编号为P72-P90的20条实测地质剖面统计结果显示，其钻孔控制矿体深度最小0.207 km,最大0.602km,平均0.412km，兰家火山、尖包包矿区钻孔控制矿体的深度与朱矿相近；6～10线剖面矿体基本没有出露。据反演剖面，1～5线矿体垂向延伸约0.98～1.11km,大于钻孔控制深度；6～10线矿体垂向延伸约1.096～2.12km，平均1.66km。所以反演结果显示，出露于各剖面上的矿体向深部延伸深度都大于已知钻孔控制矿体的深度，已知矿区西侧的6～10线隐伏矿体存在可能性较大。

航磁反映的辉长岩体除了已知出露部分外，隐伏部分仍有较大的体量，隐伏的辉长岩体是引起异常的主要原因。辉长岩主要隐伏在攀枝花市北部大黑山-民政乡一带，侵入于震旦系大理岩、二叠纪正长岩、响岩之中。研究区钒钛磁铁矿中，矿化较好的基性岩体均侵位于白云质大理岩中，这可能是由于围岩中钙质的加入，促使岩浆中铁质分异较为彻底(郭道军等，2013)。

从异常角度看，川C-2014-442异常位置的辉长岩体与尖山北务本铁矿辉长岩体被断层错断间断相连，反演结果看岩体规模很大，由于务本地区已发现铁矿，成矿较有利；川C-1966-105、106两航磁异常位置的地下隐伏辉长岩体，地表分布震旦系大理岩、灰质白云岩，具有有利的成矿围岩条件。

图4 1-10剖面反演结果图Fig.4 Inversion results of profiles 1-101-第四系；2-二叠系响岩； 3-二叠系玄武岩；4-三叠系砂岩； 5-震旦系灰岩；6-太古界、元古界变质岩； 7-辉长岩；8-正长岩； 9-辉石岩； 10-花岗岩；11-I级品位矿石(TFe≥45%)；12-Ⅱ级品位矿石(TFe30-44.9%)； 13-Ⅲ级品位矿石(TFe20-29.9%)； 14- 表外矿石(TFe15-19.9%)； 15-断层； 16-飞行轨迹；17-钻孔控制部分矿体1-Quaternary;2-Permian phonolite;3-Permian basalt;4-Triassic sandstone;5-Sinian limestone;6-Archean,Proterozoic metamorphic rocks;7-gabbro;8-syenite;9-pyroxenite;10-granite;11-grade I ore (TFE is more than or equal to 45%);12-grade II ore (TFe 30-44.9%);13-grade III ore (TFe20-29.9%);14-Surface ore (TFe15-19.9%);15-faults;16-flight trajectory;17-ore body of drilling controlled part

表1 推断模型物性一览表Table 1 Physical properties of inferred models

图5 反演立体结果图Fig.5 Three-dimensional inversion results1-磁铁矿体；2-辉长岩体；3-弱磁性、无磁性围岩；4-断层；1-magnetite orebody;2-gabbro;3-surrounding rock with weak or non magnetic;4-fault

5 结论

通过对攀枝花地区异常进行反演，认为异常不仅仅为已控制铁矿和出露部分辉长岩引起。根据磁化率及反演模型排除了其它地质体引起异常的解释，引起高值异常的主要原因为隐伏的辉长岩体和矿体，估算矿体厚度约0.98～2.12km，以分段体积法估算仅1-4剖面地区矿体资源量达到224.31亿吨。

通过反演认为6-10线的中段大黑山-民政乡一带具有较高的勘探价值，从航磁角度来分析，川C-2014-442、川C-1966-105、川C-1966-106三处异常是找矿的重点异常，震旦系观音崖组、灯影组灰质白云岩、大理岩等有利围岩的大面积分布区均与异常对应，可以结合本次反演结果在该地区开展钻探工作。

[注释]

① 中国国土资源航空物探遥感中心.2015.攀枝花-安益地区航空物探结果报告[R].

② 四川省地质调查院.2013.四川1：25万西昌市幅区调修测报告[R].

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Deep Metallogenic Potential and Prospecting Direction of the Panzhihua V-Ti-Magnetite Deposit Determined From Aeromagnetic Data Analysis

GE Teng-fei,FAN Zheng-guo,HUANG Xu-zhao,ZHANG Yong-jun,HE Jing-zi,LI Jiao-jiao,ZHOU Dao-Qing,LIU Qian-Kun

(ChinaAeroGeophysicalSurveyandRemoteSensingCenterforLandandResoures,Beijing100083)

The Panzhihua vanadium-titanium magnetite occurs in the Hercynian gabbro bodies which intruded into Sinian marble.Dissected by faults,this deposit comprises six sections including Zhujiabaobao,Lanjiahuoshan,Jianbaobao,and Daomacan and so forth.It has a total proven reserve of iron ore (A+B+C+D) is 67.29 million tons,so becoming an important ore concentrated area in China.Drilling work has been done in major ore sections of this deposit.While in analysis of magnetic anomalies,the reasons for anomalies in this area are not fully explained,implying a possible large exploration potential.This work is based on the interactive inversion of 1:50000 aeromagnetic data as well as measured geological cross sections controlled by boreholes partially.In combination with physical properties and other geological data,the spatial distribution of the ore bodies in this mine is delineated.Using 10 2.5-dimensional inversion profiles to simulate 3D models,the deep mineralization potential of this deposit is estimated to provide evidence for the future geological survey.

Aeromagnetic anomaly,Iron ore,Prospecting potential,Inversion

2015-9-21；

2015-11-30；[责任编辑]雷 华。

国家“973”计划课题(编号 2012CB416805)资助。

葛藤菲(1987年-)，男，2012年毕业于中国地质大学(北京)，获学士学位，助理工程师，从事地球物理勘探技术研究。E-mail:564465031@qq.com。

P318

A

0495-5331(2015)06-1041-8