新疆富蕴县蒙库铁矿地质地球物理及岩矿石电磁性特征

谭延斌

（中国冶金地质总局山东局 济南 250101）

0 引言

蒙库铁矿带位于新疆富蕴县城北西方向直线距离约70km处，中心地理坐标：东经88°59′28″，北纬47°31′46″。本文研究的蒙库铁矿属于蒙库铁矿带的北西段，主要包括1～9号矿体，该段向南东方向延伸尚有10～22号矿体和乌图布拉格矿段，各矿段矿床规模达到或接近大型。以往勘查过程中，地球物理勘查手段在探矿工程部署中发挥了重要的指导作用，本文依据矿区历年勘查成果报告，对蒙库铁矿地球物理特征进行了总结，以资为区域范围内类似铁矿床的勘查部署提供借鉴。

1 地质特征

1.1 地层特征

蒙库铁矿赋矿岩性为下泥盆统康布铁堡组（D1k）下亚组一套中、深变质的绿片岩相-绿帘角闪岩相岩石组合。康布铁堡组为一套火山岩夹陆源碎屑岩及碳酸盐岩建造，分上、下两个亚组。其中：下亚组（D1K1）为酸性火山岩、火山碎屑岩夹正常碎屑岩、角闪变粒岩、角闪斜长片麻岩（原岩可能为偏基性火山岩）；上亚组（D1K2）为石英钠长斑岩、石英斑岩和变质霏细岩夹火山凝灰岩、火山角砾岩及大理岩。该组地层为阿尔泰山南缘层状铁矿床和多金属矿床的主要含矿层位，如阿巴宫铁矿、铁米尔特铅锌多金属矿、可可塔勒铅锌矿、萨吾斯铅锌矿等均赋存于该组地层内。

1.2 矿体特征

蒙库铁矿西段矿带长3.4km（102～165线），宽650m，赋矿岩层为一套中-深变质的角闪变粒岩、条带状角闪变粒岩、黑云角闪斜长片麻岩及部分大理岩、磁铁石榴石岩、磁铁变粒岩等。由33个大小不一的磁铁矿矿体组成，除个别单个样品圈定的矿体外，其余各矿体均出露地表，矿区地势东高西低，相对高差170m。

在平面上矿体呈条带状、分支状、扁豆状以及不规则状，具平行、分叉、交互斜列、收缩膨大、尖灭再现等特征。各矿体大多平行紧密排列，间距从1.4～60m不等，一般1.4～2.3m，平均12m。

矿体沿走向一般呈舒缓波状延伸，矿体产状与围岩产状大体一致，走向290°～300°，局部有所变化，变化范围275°～310°，矿体向北东陡倾(153线以东矿体则向南西陡倾)。

矿体围岩主要是角闪变粒岩、条带状角闪变粒岩，少量大理岩、黑云角闪斜长片麻岩，矿体与围岩界线明显，矿体中常见围岩夹层。

各矿体规模大小不一，相差悬殊，其中1号矿体规模最大，6-1、6-3号矿体次之，其它矿体规模均较小。矿体长55～2322m，其中主矿体长200～2322 m，平均1100m。小矿体长50～352m，平均126m。矿体厚1.0～103.18m，其中主矿体厚1.50～103.18 m，平均厚12.99～44.26m。小矿体厚1.0～28.00m，平均厚1.8～16.35m。矿体倾向延深50～508m，其中1号矿体大于500m，在127线距地表垂深达580 m，其它矿体平均大于50m。

2 地球物理特征

2.1 矿区正常地磁场

据中国地磁图资料，蒙库铁矿区的正常地磁要素如下：

总场强度To=56660nT；垂直分量Z0=53500nT；水平分量H0=22400nT；地磁倾角Io=67°0′；地磁偏角Do=3°14′E。

2.2 岩(矿)石物理特征

2.2.1 岩(矿)石磁性特征

蒙库矿区以往物探工作成果显示，矿区磁铁矿与围岩间存在显著的磁性差异，具备开展井中磁测的有利物性前提。

在蒙库铁矿1号矿体详查-勘探工作中，针对部分钻孔中的岩（矿）芯进行了系统采集及测定，1号矿体岩（矿）石磁参数测定统计结果见表1。

表1 蒙库铁矿1矿体钻孔岩石磁参数统计表

由蒙库铁矿区岩(矿)石磁参数测定统计结果显示：

（1）富磁铁矿体磁性最强，其磁性变化范围相对较稳定，磁性较集中，磁化率最大值可达0.315(4πSI)。磁化率(κ)常见值为0.144(4πSI)，剩余磁化强度(Jr)常见值为 0.0371(103A/m)。

（2）贫磁铁矿体一般具有中高强度磁性，相对富磁铁矿体其磁性变化范围大，较为离散。磁化率(κ)常见值为0.0628(4πSI)，剩余磁化强度(Jr)常见值为0.0151(103A/m)。

（3）含铁磁性矿物的角闪片麻岩及角闪变粒岩类具有中弱强度磁性，磁性变化大，不具规律性，磁化率常见值在0.0045～0.0076(4πSI)。

（4）变粒岩与浅粒岩一般都不具磁性。但在少部分岩石中穿插有暗色矿物后，可呈现出弱磁性。

上述岩(矿)石磁性统计显示，1号矿体的磁铁矿具有较强的磁性，磁铁矿与围岩有着显著的物性差异，与部分含铁磁性矿物的围岩也存在着数十倍以上的磁性差异。区内围岩与矿石之间存在很好的物性差异，为开展地面磁测及井中磁测提供了良好的工作前提。

2.2.2 岩(矿)石电性特征

蒙库铁矿1-9号矿体岩（矿）石电性参数统计结果见表2。

表2 蒙库铁矿岩（矿）石电性参数统计表

岩(矿)石电性参数统计结果显示：

磁铁矿体与围岩存在明显的电性差异。致密块状磁铁矿具有明显高极化低电阻特征，电阻率平均值在100Ω·m以下，极化率平均值达34.7%；围岩电阻率平均值多在1000Ω·m以上，岩石呈低极化特征，电性差异明显。

在已知磁铁矿体上进行TEM测深试验,其视电导率拟断面图上低阻异常与已知铁矿体位置相对应，异常反映明显，表明明显的低阻异常是由磁铁富矿体所引起，说明矿区具备开展TEM方法测量的前提。

2.3 矿区异常场特征

2.3.1 地面磁异常特征

由矿区1∶5000ΔZ等值线平面图(图1)可见：磁异常分布与地表出露矿体相对应，呈北西-南东展布，异常长4km、宽500m，向南东未封闭。异常中间多为正异常，两侧多为负异常。ΔZmax=12000nT、ΔZ min=-4000nT。

图1 蒙库铁矿1∶5000ΔZ等值线平面示意图

2007～2008年在矿区131～165勘探线区间，按100m线间距，进行了1∶1000高精度磁法剖面测量。磁测剖面针对131～165线间的地表矿与隐伏铁矿体,以及131～149线的北侧隐伏矿体倾伏端部位布设。磁测结果见图2。

图2 蒙库铁矿ΔZ等值线平面示意图

由图2可见，磁异常总体分布特征与1∶5000ΔZ异常一致，磁异常主要位于矿区中部的矿体走向分布带上，磁异常多为锯齿状跳跃的正磁异常和较强的负磁异常，矿体两侧为负磁背景场，异常向东、西两侧均未封闭。ΔZmax=18300nT、ΔZmin=-5350nT。

在131～165线之间分布有4个矿致异常，分别为C-1、C-2、C-3、C-4异常。推断C-1异常对应矿体向下埋深大，矿体具有一定厚度及赋存规模；C-3、C-4异常对应矿体埋深浅，且多具脉状矿体特征，矿体向南倾伏。总体上131～165线间由西向东矿体埋深呈逐渐减小趋势。

131～149线北东侧未见明显磁异常，推断该区域无具规模的隐伏磁铁矿体存在。

2.3.2 井中磁测异常特征

井中磁测在磁铁矿体内部与外部区段均有明显的异常显示。

（1）矿体内部磁异常特点：ΔZ一般表现为负值异常，异常幅值强度高，曲线多呈锯齿状，异常变化多具跳跃性，不具规律性。ΔH′正、负值异常兼有，异常幅值变化大，曲线多呈锯齿状，异常变化具跳跃性，规律性差，在矿层分界面处，异常具明显的界面跳跃特征。

（2）矿体外部磁异常特点：ΔZ、ΔH′曲线异常一般反映较规则，变化呈规律性，曲线圆滑度好，具有一定的异常幅度及较明显的异常反映，能够明了地反映矿体的外部场特征。

（3）富铁矿体具有很强的磁性，矿体内ΔZ异常幅值一般可达-30000～-50000nT；贫矿体ΔZ异常幅值在-10000～-30000nT之间。

（4）根据钻孔标本测定及以往物性成果，矿区岩(矿)石的磁性主要以感应磁化强度为主。感磁大于剩磁，剩磁(Jr)方向与感磁基本同向,交角不大，剩磁对感磁方向影响不大。

（5）1号矿体总体产状是向北陡倾，与区内磁化方向大致相同，矿体磁化近似于顺层状。井中磁测矢量的收敛点和发散点基本与矿头、矿尾位置相对应，其位置偏移量不大，能够较为明确地反映出矿体分布特征、矿体端部位置及延伸特点。

（6）1号矿体呈近于东西向的北西-南东走向，主矿体沿走向向东南倾伏。从110～131线矿体主体埋深逐渐加深，矿体上部多呈分枝状的多层叠加形态赋存，矿体分布较分散。因矿体层间磁场的相互作用，过矿磁异常较为复杂，多为局部异常特征，干扰了深部主矿体异常特征的反映。

旁侧异常反映相对直观，曲线变化规律，异常特征点明显，能够较明了地反映出矿体的空间分布特点。

（7）磁化率测井异常可直观地反映出钻孔内磁铁矿层与磁性岩层的分布。富铁矿体具强磁超过饱和异常特征；含磁性矿物岩石显示为明显的磁性变化异常特征。

由此可看出，矿区井中磁测能够获取到明显的旁侧矿体异常信息。通过对磁测异常的表现形态及异常特征分析，便能及时地了解钻孔周边矿体的空间分布情况，为下一步钻探工程布设及对矿体边界圈定提供依据。

2.3.3 TEM异常特征

2005年，在矿区104～150线间进行了50m×25 m网度、总长25km的TEM方法测量。从1测道视电阻率等值线平面图上可见：整个矿区划分出3个TEM异常，分别为T1、T2、T3（图3），TEM异常与铁矿带分布一致，走向呈北西向。

图3 蒙库铁矿第1测道视电阻率等值线平面示意图

T1异常分布于107～126线，异常在范围与强度上最大。自西向东异常宽度逐渐变窄。异常平均宽度75～100m，视电阻率异常值50Ω·m左右。122～126线异常强度减弱，视电阻率80Ω·m左右。矿体东西两端（107～122线和129～134线间）出露宽度最宽，矿体边界不规则，沿矿体走向膨大收缩、分枝复合，分枝尖灭现象常见。但在垂深50m以下矿体形态趋于稳定，呈厚层状产出。

T2异常分布于127～139线间。127～133线，异常宽约100m，视电阻率小于50Ω·m，134线至139线，异常宽度变窄，约60m，强度也变弱，视电阻率100Ω·m左右。129～134线，矿体厚度变化较大，在走向上，表现为自西向东矿体厚度逐渐变厚的规律性，矿体呈似层状、扁平透镜状产出

T3异常位于140～150线之间。北西走向，异常形态为中间宽，约140m，两头窄，约40m，异常强度与T1、T2相比也弱许多，仅在146～148线间较小范围内视电阻率小于50Ω·m，异常范围内其它区域视电阻率100～200Ω·m之间。

将T1、T2、T3异常与地表出露矿体进行对比，可以看出，T1、T2异常对应1号矿体和6-1号矿体，T3对应的是7号矿体。TEM异常与地表出露矿体有较好的对应关系，在矿体出露最宽部位（107～122和129～134线间），异常宽度最大，强度更强。

通过对不同深度的平面异常特征剖析，可以得出：异常与地表出露矿体及浅层矿体吻合良好，这种吻合表明TEM异常是由矿体引起的。在由浅至深的过程中，异常变化不大，反映了矿体从浅到深产出稳定、产状陡立的变化特征。

3 结论

蒙库铁矿产于下泥盆统康布铁堡组地层中，赋矿岩性为角闪变粒岩、条带状角闪变粒岩、黑云角闪斜长片麻岩及部分大理岩、磁铁石榴石岩、磁铁变粒岩等。

矿区矿石矿物主要为磁铁矿，矿体与围岩具有显著的磁性和电性差异：矿体磁化率可达围岩的数十倍，矿体具有高极化低阻特征，围岩具有高阻低极化特征。

矿区1∶5000ΔZ等值线磁异常分布特征与地表出露矿体相对应，异常中间多为正异常，两侧多为负异常。ΔZmax=12000nT、ΔZmin=-4000nT。

1∶1000高精度磁测异常多为锯齿状跳跃的正磁异常和较强的负磁异常，矿体两侧为负磁背景场，ΔZmax=18300nT、ΔZmin=-5350nT。

井中磁测能够获取到明显的旁侧矿体异常信息，其中富铁矿体具有很强的磁性，矿体内ΔZ异常幅值一般可达-30000～-50000nT；贫矿体ΔZ异常幅值在-10000～-30000nT之间。通过对磁测异常的表现形态及异常特征分析，便能及时地了解及掌握钻孔周边矿体的空间分布情况，为钻探工程布设及对矿体边界圈定提供了依据。

TEM异常与地表出露矿体位置对应较好，矿体出露最宽部位异常宽度最大，强度更强。

致谢：本文主要依据新疆地矿局第四地质大队2010年编写的《新疆富蕴县蒙库铁矿勘探报告》编写而成，在此谨向该报告编写人员李建国、查小玲、焦明富、刘永明、王保先、郭明欣、鲁佳、牛春蕊、祝雨雷等人表示感谢！