辽宁贾家堡子铁矿床磁力剖面2.5D反演模型计算应用

徐 涛，李 洋，袁 昆

(辽宁省地质矿产研究院，辽宁 沈阳 110010)

辽宁本溪贾家堡子铁矿床地处我国著名鞍—本铁矿成矿带东部[1]，周边鞍山式铁矿床星罗棋布[2-3]且区内茨沟组地层广布[4-5]，找矿前景良好。在区内开展地面高精度磁法探矿工作并圈定多处异常的基础上[6]，于矿致异常内开展精细测量并进行磁力剖面2.5D反演模型的验证与校正工作[7]，以期为矿区钻孔设计以及矿体推断提供精确指导。

1 矿区地质特征

贾家堡子铁矿区位于本溪市平山区二道河村，东侧约10 km为北台铁矿，南侧(偏东)约10 km为大台沟铁矿，西侧约10 km为弓长岭铁矿。矿区地层出露由下而上有太古代鞍山群茨沟组斜长角闪岩、角闪片岩，大峪沟组黑云变粒岩、二云变粒岩；上元古代青白口系钓鱼台组石英岩、石英砂岩；古生代寒武系下统碱厂组页岩、灰岩；第四系砂、砂砾石。主要构造为一条与寒岭—偏岭大断裂带相平行、长约800 m，走向25(°)～30(°)、倾向南东，倾角20(°)～50(°)的北东走滑逆冲断裂。岩浆岩以太古代晚期或元古代早期的微斜混合岩为主，其次为吕梁期变辉绿岩脉。

2 物性参数

从矿周边的铁矿分布情况来看，东部有北台铁矿，西部有弓长岭铁矿，南东部有大台沟铁矿，贾家堡子铁矿与已知北台铁矿航磁异常相似，都具有异常规模大、强度高、梯度较陡的特征，推断矿区覆盖层下部一定存在有隐伏的太古宙沉积变质铁矿，选择具有代表性的岩(矿)石标本进行物性参数测定(表1)。由物性参数测定结果可知该矿(化)体与围岩磁性差异明显，可根据磁化率大小划分矿体与围岩，具备磁法勘探的地球物理基础。

表1 岩(矿)石磁化率测量统计表

3 模型建立流程

1)通过前期对辽宁贾家堡子铁矿床地质特征、岩矿石的物性参数进行分析，明确磁法勘探的地球物理基础进而开展地面高精度磁法扫面工作，并圈定异常3处；

2)在异常分析的基础上，对矿致异常开展精细测量，并进行相应的化极、延拓数据处理，进而对矿体的规模、产状和埋深进行初步解译；

3)在矿致异常范围内选取典型剖面进行剖面2.5D反演，并通过钻孔等探矿工程对矿体特征进行测量，然后将反演模型计算结果与矿体的规模、产状和埋深进行比对和校正；

4)选取不同标段的矿体以及围岩岩芯进行磁化率的数据采集，根据实际测量岩石的磁化率大小，以及实际剖面矿体特征，进一步完善磁剖面反演模型的参数。在以上基础上，进一步进行剖面反演与拟合。

4 磁力剖面2.5D反演

4.1 精测剖面

在尊重原始资料的基础上，在1∶10 000平面等值线图圈定3处异常的基础上，在矿致异常内开展1∶5 000精测，沿北东45(°)方向垂直异常形态布置15条网度为50 m×20 m的剖面线进行精细测量，每条剖面线长度800 m，测线编号为c-1、c-2……c-15，获得平面等值线图(图1a)，并分别进行化极(图1b)、延拓数据处理(图1c)。化极等值线图显示磁异常体倾角较陡，异常走向北西，长度约为250 m左右，宽度140 m左右，倾向南西；上延500 m后，异常等值线变得平缓，磁异常最大值760 nT左右，小于圈定磁性异常的边界范围，异常中心消失，说明该磁性体的埋深的最大延伸为500 m左右。

(a) 平面等值线图 (b)化极等值线图 (c) 上延500 m等值线图

图1贾家堡子铁矿床矿致异常区地面高精度磁法△T等值线图

4.2 剖面2.5D反演模型建立

根据磁法数据处理、地质踏勘、标本采样测试，可以推测出该地区磁异常值大于800 nT可初步圈定为矿体，在异常区选取c-11剖面线(图1a)进行2.5D人机交互式反演剖面(图2)，反演图显示：沿c-11测线方向推断矿体埋深15 m左右，测线方向上矿带长度60 m左右，倾向南西，倾角约70(°)左右。

根据c-11线剖面反演的结果布置钻孔ZK1101钻孔，理论见矿深度与实际见矿深度相差大约10 m左右，为了确定矿体的延伸，在该地区实际地质情况的基础上布置了ZK1102(图2a)，结果该钻孔在150 m左右见矿，而此时磁法反演模拟矿体没有向下延伸，说明此次磁法2.5D反演所选用的参数组合与实际情况有点拟合不完善的情况。根据钻孔结果表明11线1钻孔控制矿体真厚度43.35 m，矿体产状247(°)∠68(°)，深部有变缓趋势。

选取不同标段的矿体以及围岩岩芯进行磁化率的数据采集，根据实际测量岩石的磁化率大小，以及实际剖面矿体特征，进一步完善磁剖面反演模型的参数。在以上基础上，对c-11线剖面进一步进行剖面反演与拟合(见图2b)。从剖面拟合的结果来看，此次采用参数以及矿体的板状体模型与实际矿体形态相一致，初步判断可用磁参数模型一步完善其他剖面模型的反演，使其反演结果更加准确的反映矿体的实际形态。

4.3 剖面2.5D反演模型验证

根据c-11线反演模型修改的结果，对c-15线剖面进行重新拟合(见图3)，图中红色板状体为参数修正前的模拟的矿体，黄色板状体为参数修正后模拟的矿体形态，由图可以看出，修正后的矿体模型与之前的模型的大小以及埋深存在着一定的差异，矿体埋深较浅、矿体厚度也变大，底部延伸至300 m左右。根据修正后的结果，进行布置两个钻孔ZK1501、ZK1502，设计的理论见矿深度分别为50，150 m左右。

(a) 参数改正前；(b) 参数改正后

图3 c-15测线剖面参数改正前与改正后磁剖面反演图

根据钻孔设计进行实际钻探验证工作，结果显示钻孔实际见矿孔的深度与设计理论见矿深度相差2 m左右(图4)，且通过实际钻孔控制的矿体与模拟矿体拟，二者几乎重合一致，表明此次剖面2.5D反演采用的参数较为合理，对矿区的矿体推断以及钻孔设计具有精确的指导意义。

图4 c-15测线地质剖面图

5 结 论

1)贾家堡子铁矿床铁矿石与赋矿围岩磁化率差异明显，根据磁化率大小划分矿体与围岩切实可行，具备磁法勘探的地球物理基础。

2)磁力剖面2.5D反演计算模型建立流程：异常圈定，矿致异常精细测量，剖面2.5D反演结果钻孔验证及模型参数校正，剖面2.5D反演模型验证。

3)本次建立的模型参数，与实际见矿孔深度相差2 m左右，且模拟矿体与实际几乎重合一致，表明本反演模型参数较为合理，对矿区钻孔设计以及矿体推断具有精确的指导意义。