磁法勘探在克尔塔乌铁矿勘探中的应用

安然+张峰玮+梁洁+马普军+李金波

摘要：磁法勘探是探测由于不同岩石不同矿石磁性差异造成的磁异常，来综合分析研究构造与矿产分布情况的一种地球物理勘探方法。磁法勘探的设备相对轻便、勘探速度比较快，且勘探的效率比较高。作为最古典的地球物理勘探方法之一，它的解释理论也比较成熟，非常适合应用在铁矿床的勘探工作中。磁法勘探在在吐鲁番克尔塔乌矿区的实际应用中起到了非常重要的作用。

关键词：磁法勘探；地球物理；克尔塔乌；铁矿床；磁异常

Abstract：Magnetic exploration is a geophysical exploration method to study the structure and mineral distribution in the case of the magnetic anomalies caused by different magnetic properties of different rocks. Magnetic prospecting equipment is portable， fast and high efficiency exploration， exploration. As one of the most classical geophysical exploration methods， it explains the theory of mature， suitable for application of iron deposit exploration. Magnetic prospecting plays a very important role in the practical application of Kertawu mining area in Turpan.

key words：magneticprospecting；Geophysics；Kertawu；irondeposit；magnetic anomalies

克尔塔乌铁矿磁法勘探的目的是通过磁测扫面工作，查明该区的磁异常分布，了解磁异常的强度，规模，磁异常分布范围及磁异常体的深部变化情况，扩大找矿范围，圈定新的矿化异常带，扩展已有的地质成果经过地质测量新发现的矿体[1]，进行追索、圈定，查明其规模、品位、产状变化特征、分布范围，寻找深部矿体，为进一步工程布设及矿业开发提供物探依据。

一、区域地质背景

克尔塔乌铁矿矿区位于新疆维吾尔自治区吐鲁番市大河沿镇东北约45KM处。从地质构造上看，属于博格达山晚古生代的一个岛弧边缘盆地内，准噶尔中间地块的南面，那拉提早古生代岛弧链的东侧，整个矿区附近的区域地质构造比较复杂。区域构造线以北东走向的博格达复背斜为骨架，北东相接于准噶尔坳陷，西南相邻依连哈比尔尕复背斜。区域内露头地层包括泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系等。在下、中石炭统，中、上石炭统之间与石炭系与二叠系之间，侏罗系与白垩系之间均见地层不整合[2-4]。区域内火山活动非常强烈，岩性主要为石炭纪和早二叠世的酸性、基性火山岩。火山侵入活动比较微弱，没有见到大型的花岗岩基，见到的多是以辉绿岩为主的浅成或超浅成层状侵人岩体，另外在背斜轴部也见有少量花岗斑岩体的出露，呈岩株状产出。

二、矿区地质特征

1、地层。克尔塔乌铁矿矿区地层属于石炭统博格多群下亚群第二组，岩性为弱蚀变安山岩和破碎化岩屑角砾凝灰岩。弱蚀变安山岩呈暗灰绿色，斑状一玻晶交织结构，块状构造，主要分布于勘探矿区南部，面积占近40%[2-4]。破碎化岩屑角砾凝灰岩呈灰绿色，角砾凝灰结构，块状构造，主要分布于矿区中部，沟谷以西向东延伸。

2、构造。克尔塔乌铁矿矿区内断裂构造并不发育，只发现了一条断层，位于矿区的南部，断层走向接近东西向，高角度南倾，分布于浅灰色细粒二长岩中，为一条层间断裂。地表形成了一条方向近东西向的断裂破碎带，方向88度。断层中见到断层角砾，角砾平均为5mm大小，分选性比较差。角砾主要是由浅灰色细粒二长岩组成，断层中还能见到断层泥。断层呈压扭性，断层壁光滑，热液作用中的矿体沿断裂带产出。

3、岩浆岩。克尔塔乌铁矿矿区内侵人岩的种类很多，主要以弱蚀变细粒石英二长岩、细粒二长岩、石英闪长岩与花岗岩为主；分布范围也很广，侵入岩岩体在矿区内广泛分布，呈岩基、岩株状形态产出[5]。

细粒二长岩是本矿区规模最大，最为发育的侵入岩。细粒二长岩的颜色呈浅灰绿色，细粒结构，块状构造，矿区东北部靠近南部都能见到，产出呈岩基与岩株状。

弱蚀变细粒石英二长岩、细粒花岗岩与石英闪长岩的规模都比较小，弱蚀变细粒石英二长岩与石英闪长岩都出露于矿区的北部，弱蚀变细粒石英二长岩的颜色为浅肉红色，粒状结构、块状构造。石英闪长岩的颜色为灰色，似斑状结构，块状构造，主要呈岩株状产出。

细粒花岗岩主要分布于矿区东部，靠近矿区北部，其颜色主要为浅肉红色，花岗结构，块状构造，局部呈岩株产于细粒二长岩中。

三、技术方法及工作成果

1、技术方法。本区磁法勘探测网的坐标采用北京54坐标系。在实地布设测网时采用GPS卫星定位仪，根据本地区区域地质及目标地质体的分布特征，测区内测线南北向布置，采用手持GPS进行定点，工作比例尺1：2000。点、线号的编排方法如下：布设了101条测线，测线方位0°，线距20米，点距10米。测线线号由西向东为0-200线；测线点号由南向北为10-210，一个号代表5米。同时为保证点位相对误差小于3米，工作中卫星数量不少于5颗。测量网度为20×10米，对于每条测线端点和每个测点进行插标标记。磁测工作采用WGL-2磁力仪进行野外观测，观测人员严格“去磁”，未携带任何铁磁性物品，每次观测时探头高度保持一致[6]。每天野外工作都以校正点为基准，结合结合1：5万地形和图在实地定点，在仪器读书稳定后才进行读书。对于磁场突变的值进行往返读数；遇到场值突变时，采取加密测点的方法来保证异常形态的完整。

2、矿区岩石矿石的磁性特征。从本区采集的物性标本的测定结果看，本地区主要的岩性为安山岩、花岗岩、辉绿玢岩等，辉绿玢岩磁性较强（如表1），主要是因为其中富含磁铁矿，显示为强磁，磁铁矿为本区主要异常源，磁性较高，可引起较高的磁异常。其它岩性如安山岩、花岗岩等磁性为中磁。区内目标地质体与围岩有较为明显的物性差异，磁测工作的开展有较好的物性前提[7]。

3、磁性异常带解释及推断。通过本次物探工作，对矿区的地球物理参数有了一个初步的认识，通过工作发现了多处磁异常和单点异常（如图1），对幅值较大的磁异常（1500nT）进行了编号，共三处有意义的磁异常（带），分别编号为1-3号异常（带）。1号异常：从工作区西北部24线的160-180号点附近向南东方向一直延伸至114线的70-90号点附近，异常形态为带状，呈北西-南东向，长大约900米、宽大约100米，异常幅值4467nT，从剖面平面图上看，异常宽大，连续性好，说明异常体有一定的规模，向深部有一定的延伸。异常带中分布有7个异常中心，幅值从1519-4467nT不等，反映出异常带中局部异常的不均匀性。

对1号异常带的50线部署了精测剖面测量，对剖面Ⅰ进行了向上延拓，上延50米后，异常还有一定的幅值，说明异常向深部有一定延伸（如图2）。

2号异常带：位于工作区东部128线的80-100号点附近向东方向一直延伸至188线的120-140号点附近，异常形态为面状，呈东西向，长大约600米、宽大约400米，异常幅值2635nT，从剖面平面图上看，异常宽大，连续性好，说明异常体有一定的规模，向深部有一定的延伸。异常带中分布有3个异常中心，幅值从1554-2635nT不等，反映出异常带中局部异常的不均匀性。该异常带主要异常位于工区东部的172-188线的120-140号点附近，该地段异常宽大，北部为明显的负磁异常带，值得关注。

3号异常带：位于工作区北部100线的176-180号点附近，异常形态为圆状，长大约60米、宽大约60米，异常幅值5163nT。从剖面平面图上看，异常尖锐，说明异常体埋藏较浅，向深部延伸有限。其他区域没有发现有较大规模的磁异常，说明本区除上述异常带以外，其他区磁性体规模有限。

从磁法等值线平面图看，工作区整体磁性变化强烈，磁场值大都在-800-2000nT左右；工作区发现的多处较为明显的异常（带），负磁异常一般沿沟系分布，而强磁异常分布山脊部位（如图3）。一条由工区南西向东北转成东西向的负磁异常带将工区分为南北两部分，总的来说，南侧磁性较强，客观上反映出工作区磁性物质的分布情况。

四、工作结论

通过分析判断，初步认为克尔塔乌矿区内的1、2号磁异常带有可能为矿致异常，可进行下一阶段的找矿工作。同时必须重点关注已知矿体附近的弱异常点或者单点异常区域，可以利用钻探等手段进行工程揭露，进一步判断这些区域的含矿性。由于除上述异常带以外的其他区磁场变化都非常平稳，克尔塔乌矿区的其他区可以排除寻找铁矿的可能性。克尔塔乌铁矿的磁法勘探工作证明磁法勘探仍然是兼具经济性与科学性的重要勘探手段，对于铁矿的勘探具有重要意义。

参考文献

[1] 张卫东. 磁法勘探在铁矿勘查中的应用[J]. 长春工程学院学报：自然科学版， 2012，（03）：64-66.

[2] 任灏. 新疆吐鲁番市伊热达坂南铁矿点地质特征、找矿标志及下一步找矿方向[J]. 新疆有色金属， 2014，（3）：17-19.

[3] 郭金城. 中国吐鲁番盆地的演化[J]. 国外油气勘探， 1995，（2）：155-163.

[4] 郑勇， 孙文， 郭新成，等. 新疆博格达构造带的构造属性及造山机制[J]. 东华理工大学学报（自然科学版）， 2014， （02）：199-206.

[5] 周斌. 新疆吐鲁番克尔塔乌铁矿床成因及找矿标志初探[J]. 新疆有色金属， 2014， （05）：68-69.

[6] 胡昌安. 磁法勘探大别山区探矿中的应用[J]. 科技广场， 2012，（02）：73-76.

[7] 艾斯卡尔， 李华. 关于磁法勘探测点坐标的生成与工作部署图绘制[J]. 物探与化探， 2010，（02）：250-252.