高精度磁法在热水东铁矿预查中的应用

赵雪锋，马小东，薛旭东

(青海省有色第二地质勘查院，青海 西宁 810007)

本文在分析当前的磁法进展的基础上，从高精度磁测勘探方法原理的特点出发，结合在热水东铁矿矿区采用高精度磁测进行勘探所取得的成果，探讨该方法在圈定矿体分布范围工作中的效果及注意问题。

1 矿区地质概况

该区地处秦祁昆地层区、祁连—北秦岭地层分区、中祁连山及北祁连山小区。区内地层发育，从元古代到第四纪均有不同程度的分布，尤以早、中元古代及古生代地层为主，次为中生代地层，由于该区地质构造复杂，致使中祁连山小区地层多分布于北祁连山小区之中，各地层受构造控制明显，连续性较差，总体呈北西—南东向展布。

1.1 地层、火成岩、构造

预查区出露地层主要为古元古代托勒岩群片麻岩组(P1t1)、早奥陶世阴沟群(O1y)、石炭世羊虎沟组(C3y)、二叠纪(P2z)及第四纪堆积(Q)。

早奥陶世阴沟群地层是预查区主要地层，大面积分布预查区中北部，整体上呈北西向展布，预查区出露阴沟群碎屑岩组(O1y1)和火山岩组(O1y2)。碎屑岩组(O1y1)是预查区主要含矿层，地层走向北西西，倾向南西，倾角40(°)～81(°)，该组地层进一步划分为3个岩性段：第1岩性段石英岩段(O1y1a-1)、第2岩性段灰岩段(O1y1a-2)、第3岩性段含铁矿层的碎屑岩段(O1y1a-3)，主要岩性为灰岩、含炭泥钙质板岩、蚀变安山岩；火山岩组(O1y2)地层主要分布于预查区南中部，出露岩性主要为基性凝灰岩及结晶灰岩。P1t1地层主要部分于预查区南侧，出露面积相对较小，出露岩性主要为二云斜长片麻岩、大理岩等。

区内奥陶系火山岩较发育，具有裂谷型火山岩特征。以基性火山岩为主，岩性为蚀变玄武岩和蚀变安山岩等火山熔岩。主要分布于早奥陶系阴沟群碎屑岩段。

区内主要的构造线呈北西—南东走向，为压扭性逆断层，如托勒岩群的片麻岩具较强的压扭性变形构造特征，且次级的北西向、北东向次级小断裂较为发育；羊虎沟组砂岩节理较发育，岩石较为破碎。沿断裂带多处形成了破碎蚀变带，且有超级性岩脉分布。

1.2 矿床地质

预查区北部含矿带位于预查区中部—北部，出露早奥陶世阴沟群碎屑岩组第3岩性段，主要岩性为泥钙质板岩、含碳泥钙质板岩、蚀变安山岩、灰岩及薄层硅质岩，该带长约14.5 km，宽约1～2.6 km，整体呈北西向展布，倾向190(°)～240(°)之间，倾向南西，倾角40(°)～80(°)之间，该含矿带内依据磁异常的分布规律及出露矿体的空间分布划分出4条矿化带，累计圈出铁矿体40条。

矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，次为褐铁矿、黄铁矿，局部块段铁矿石含微量黄铜矿、方铅矿；脉石矿物主要为方解石、石英、绢云母、绿泥石及石墨等。

磁铁矿的矿物特征：灰黑色，多呈半自形—自形粒状，多以细粒状集合体产出，灰色略带淡棕色，均质性，粒度非常细小，一般在0.01～0.32 mm之间，有些<0.01 mm呈针点状产出，主要以细粒状集合体的形式呈浸染状、脉状分布于脉石中。

铁矿矿石化学成分TFe含量各矿体分别在21.98%～38.53%之间，矿区平均TFe含量为29.88%，SiO2含量各矿体分别在31.57%～45.20%之间，平均为35.29%，S含量各矿体分别在0.10%～0.22%之间，平均0.13%。P含量各矿体分别在0.25%～1.21%之间，平均为0.70%。矿石以其化学分析结果看，SiO2含量高，磷含量偏高，硫低含量，矿石品位较贫，需经选矿方能为工业利用。

1.3 地球物理特征

预查区通过前人工作，有7处较有意义的1/5万地磁异常，针对这些磁异常，我队在该区又进一步投入1/1万地面高精度磁法面积测量和1/2千地磁剖面，以及配套的槽探、钻探工程验证。通过工作进一步圈出1/1万地磁异常15处，其中7处查明为矿致异常；通过系列工作将确定该区早奥陶纪阴沟群含铁矿层碎屑岩段为本区含矿段，泥钙质板岩夹含炭质泥钙质板岩为赋矿岩性；通过槽、钻探工程揭露出十余条铁矿体，矿体控制长一般为100～200 m，厚2.47～26.97 m，倾向延深50～100 m，矿体品位21.98%～35.47%，矿石类型为赤褐铁矿磁铁矿矿石，初步认为矿区矿床类型为沉积变质型。

该区磁参数的测定统计结果见表1，由表可知：该区磁铁矿与围岩、矿化体与围岩存在较明显的磁性差异，为划分磁铁矿(化)体与围岩的接触接线，确定隐伏侵入体的范围和形态，寻找铁矿(化)体提供了有利条件，该区具备良好的地球物理前提条件。

表1 热水东地区岩(矿)石磁参数统计

2 磁异常的特征与解释

2.1 铁矿体的磁场特征

C30-1磁异常位于预查区中北部，异常呈椭球状—串珠状，异常总体呈北西南东向展布，长约1 410 m，宽约420～1 100 m，面积约1.07 km2，异常正负伴生，正异常最高值2 900 nT，一般为541～2 200 nT之间，负异常最小值为-3 670 nT，一般为-496～-1750 nT之间，异常南缓北陡，推断磁性体产状南西向倾。异常区出露地层主要为早奥陶世阴沟群地层第3岩性段含铁矿层的碎屑岩段(O1y1a-3)，主要岩性为泥钙质(炭质)板岩、蚀变安山岩、灰岩，板岩等。在工作区已发现矿体的产状与推断磁异常体的产状一致，然矿体规模相对较小，故推断引起该处高磁异常的地质体为上述出露铁矿向地下的延伸。针对该异常布设了44、48、52线等3条1/2千地磁剖面，以查证异常的具体形态(见图1)。

图1 预查区地磁综合异常

2.2 剖面反演

地磁剖面44线布置在C30-1磁异常中心区，长0.88 km，测线方位为36(°)50(′)，剖面上磁异常曲线南缓北陡，出现两处明显磁异常，异常段宽500 m，磁异常值在200～800 nT之间。正负异常值跳动较大，说明磁性体倾角较陡，异常走向北西，倾向南西[1]。

通过平面等值线延拓处理可大致确定该磁异常底部埋深约为400 m，该地磁铁矿石平均磁化强度选取30 000×10-3A/m，围岩磁性相对磁铁矿可以忽略，浅部埋深约90 m，根据这些已知限制条件，选用GeoIPAS软件的剖面反演模块对该线进行了反演处理，以水平有限延伸板状体为反演模型[2]，通过调试相关参数进行拟合反演，直到理论曲线与实测曲线趋于一致时，此时的二维板状模型为矿体演剖面方向的理论投影。

由图2可以看出：沿剖面方向推断出了3条磁铁矿体，1号磁铁矿体对应南侧磁异常，异常宽约100 m，异常值在-560～570 nT之间，磁异常曲线陡直且相对较窄，推断磁性体倾向南倾，顶板埋深为5 m左右，推断铁矿体宽约为7 m，磁异常段出露岩性为泥钙质板岩，并发现有磁铁矿转石，槽探工程未揭露铁矿(化)线索，异常性质未查明，推断异常为矿致异常；反演推断出的2、3号铁矿体与剖面北侧磁异常对应，异常宽约437 m，南正北负，正异常值在50～326.79 nT之间，宽约271 m，负异常值在-50～326.79nT之间，宽约150 m左右，属宽缓低值磁异常。异常段出露岩性主要为泥钙质板岩，其次为硅质岩，依据磁异常形态反演推断出的2号铁矿体倾向南倾，矿体顶板埋深为90 m左右，厚度较大，且有一定的延深。地表槽探工程揭露未见矿，经深部钻探工程查证，在深部圈出铁矿体2条，与反演结果吻合，铁矿体累计厚度达到44.57 m，其中主矿体Ⅳ-2Fe厚39.47 m，Ⅳ-4Fe矿体厚5.1 m，异常为矿致异常。经钻探工程验证，反演推断的矿化体形态规模与查证矿体基本一致，只是位置稍往西南方向偏出(见图2、3)[3]。

图2 44线2.5维反演解译

图3 44勘探线工程验证情况

3 结 论

1)区域内磁铁矿矿体与围岩磁性差异明显，运用地面高精度磁测工作进行找矿指导，效果理想。

2)剖面平面图上可以看出磁性体的大致形态、产状及空间分布。

3)对磁异常区选取典型剖面进行反演，可以更加直观的分析矿体在剖面方向上的具体分布形态。