| 标题 | 隆化县大乌苏南沟铁矿地球物理特征及外围找矿前景分析 |
| 范文 | 白雪山++张立剑 摘 要：河北省隆化县大乌苏南沟铁矿是最近国内发现的大型钒钛磁铁矿床。该矿主矿体埋深较大，前期通过对矿区航磁、地磁异常特征的分析研究，确定了主矿体赋存位置，为地质普查、详查工作提供了地球物理依据。并且根据磁异常特征推断该矿区外围具有扩大资源储量的找矿潜力。 关键词：大乌苏南沟铁矿；地球物理；矿区外围；扩大资源 中图分类号：P618 文献标识码：B 1 概述 大乌苏南沟铁矿位于大庙斜长岩杂岩体西部，以往开展过的区域地质工作有1：10万、1：2.5万航空磁法测量、1：5万区域地质调查。1980—1982年河北省地质局物探大队开展大庙—黑山一带1：1万磁法普查工作时将该区地磁异常编号为M24。2006年河北省地矿局第四地质队在开展“河北省承德市大庙—黑山一带低缓地磁异常验证”项目时，对M24地磁异常进行验证之后新发现了钒钛磁铁矿床（命名为大乌苏南沟铁矿），经过2006年地磁异常验证、2007—2010年普查及2011年详查，通过磁法、钻探、槽探等工作，对该区地质特征、构造情况以及矿体形态规模等均已做到了基本查明。该矿床已成为大型钒钛磁铁矿床。 该矿床地表仅出露铁磷矿体，主矿体埋深较大。在各阶段勘查过程中，对航磁、地磁异常特征的分析研究至关重要。通过磁测数据的延拓、反演等处理，大致推断出主矿体的产状、规模以及形态。并且结合地质成矿条件对矿区外围进行了成矿远景预测。 2 矿区地质特征简述 2.1 地质特征 矿区地处燕山台褶带与内蒙地轴的交接地带，属于台褶带边缘的大庙穹断束（Ⅳ级）大地构造单元中。大庙—头沟—娘娘庙深断裂横贯本区。与本矿有关的岩浆活动是在中、晚元古时期，沿大庙—黑山—头沟深断裂北侧产有的大庙基性杂岩体。杂岩体由斜长岩和苏长岩两类岩石组成，其中斜长岩为钒钛磁铁矿体的围岩。苏长岩侵入于斜长岩中，呈岩体或岩床产出，与成矿关系密切。 大乌苏南沟铁矿位于杂岩体西侧，矿区内出露的地层主要为侏罗系下花园组砂砾岩及第四系全新统。受丰宁—隆化和红石砬—大庙两条深断裂的控制和影响，区内格状构造较发育，控制了苏长岩及钒钛磁铁矿的生成。矿区位于斜长岩杂岩体内大庙-乌龙素沟压扭性构造带的中间部位。按成矿时间分为成矿前、成矿期、成矿后构造，成矿前构造主要为大庙—乌龙素沟压扭性构造带，已被苏长岩和含 钒钛磁铁矿矿体侵位所占据；成矿期构造继承了成矿前构造，由苏长 岩和铁矿体扩容、冲击、同化，改造了成矿前构造；成矿后构造发生于海西期和燕山期，区内共发现大小断层20余条，较大者10条，对①号铁矿体起破坏作用的为F1逆断层。矿区岩浆岩主要为中晚元古代的斜长岩类、苏长岩类、纹长二长岩类（仅在钻孔见到），除此之外还有海西期辉石角闪石岩类、燕山期二长岩侵入体，另外还有不同种类的脉岩侵入，其中苏长岩为成矿母岩。 2.2 矿床特征 通过勘查共发现3个矿体（群），①号矿体控制长度1000m，矿体沿倾向向下仍敞口下延，矿体产出标高284m～-1064m。总体形态似层状，具分枝、复合、膨胀、狭缩现象，该矿体的矿头被F1逆断层错断。总体产状：走向北东18°，倾向南东，倾角一般30°左右。②号矿体群由11个子矿体组成，其中②-1、②-2、②-3为相对较大子矿体，均以铁磷矿为主，矿体厚度由300m至百余米至几米，矿体埋深自地表0m～1254m，矿体沿走向控制长度1000m，沿倾斜方向最大控制延深1360m。倾向108°，倾角30°左右。③号矿体群产于辉石角闪石岩体中，矿体埋深760m～2006 m，产出标高111～1076m（0线最底部）。矿体形态为似层状，局部具有分枝、复合现象。矿体产状：走向北东25°，倾向南东，倾角35～45°。 3 地球物理特征 3.1 航磁异常特征 根据2013年发布的河北省冀东地区1：2.5万高精度航磁测量成果可知，冀C-2010-103航磁异常类别为甲1类，为正背景中的尖峰状正异常，曲线形态规则、尖锐，两翼对称，北翼叠加有次级小异常，异常强度最高为2670nT，在平剖图上有多条测线有反应，在等值线图上，表现为近圆状异常，等值线较密集，异常规模约2.0×2.3km2（摘自《河北省山区1：25000高精度航空磁测勘查冀东测区成果报告》），属规模大、强度高的致矿异常。 3.2 岩（矿）石磁参数特征 矿区内采集地面物性标本168块，孔内岩芯物性标本183块，统计结果可以看出：浸染状钒钛磁铁矿石、铁磷矿、磁铁矿化苏长岩等三种岩（矿）石具较强磁性。磁化率常见值κ>5000×10-64лSI、剩余磁化强度常见值Jr>500×10-3A/m，感应磁化强度明显大于剩余磁化强度。该类岩（矿）石在测区中有少量出露。依据测定结果按ΔZmax=2πJ估算，在浅地表或出露地表可观测到大于nT以上的地磁异常。石英二长岩具中等磁性。感应磁化强度与剩余磁化强度接近，二者矢量方向一致时在浅地表也可产生8000nT的磁异常。该岩石分布于矿区北西边部，是与成矿无关的磁性岩石。斜长岩、绿泥石化斜长岩可产生2000—4000nT的地磁异常，本区矿体均赋存其中。 3.3 地磁异常特征 通过2007年、2011年两个年度开展的1：5000比例尺面积性磁法及剖面磁法工作，对原M24地磁异常进行了更进一步的剖析。通过正则化滤波及解析延拓等数据处理方法与施工钻孔对比，得出该异常是由埋深较浅（小于700米）矿（化）体引的两个异常与深部（大于700米）的矿（化）体引起的叠加异常。本次圈定的异常范围较原物探大队所圈定的M24的异常范围向南、向东异常面积增加0.9Km2。所圈定的异常由两个高值异常组成，分别是大乌苏南沟子异常和罗锅子沟子异常（见图4、图5）。两个子异常特征分述如下： 大乌苏南沟子异常： 大乌苏南沟子异常位于磁法测区的中北部，异常呈北东向近正楔形展布，长轴方向约1000m，最宽处有800米，面积约0.55Km2。△T幅值为3000—6000nT，极值大于20000nT。剖面曲线特征：异常中心部位出现锯齿状跳跃异常，由异常中心向南东方向曲线逐渐减弱，直至距异常中心1000m位置△T值仍然在2000nT左右。由此可以看出在异常中心部位的正值锯齿状跳跃异常是由浅部矿（化）体引起，而叠加在之上的低缓异常则是由深部矿体引起。矿体的产状均倾向南东。经过钻孔验证，在埋深700m以内有多个薄层铁磷矿和磁铁矿组成。在埋深700m—1600m为①号主矿体，1600 m以下为③号矿体和①号主矿体的延深。 罗锅子沟子异常： 罗锅子沟子异常在磁法测区的南部，异常呈椭圆状。沿长轴长约1200m，宽200—600m不等。△T幅值为3000—10000nT，极值大于15000nT。该异常幅值高于大乌苏南沟异常，异常曲线大多呈锯齿状跳跃异常，反映为近地表强磁性体的磁场特征，为已知的罗锅子沟铁磷矿体引起的异常。其剖面磁法曲线特征与大乌苏南沟相似，均为北西陡、南东缓，而且向南东方向延长较远。说明与大乌苏南沟异常一样，该异常是由铁磷矿体与深部预测的铁矿体叠加引起。 3.4 地磁异常反演及验证结果 3.4.1 地磁异常反演 为消除地表矿体引起的干扰异常，首先在化极上延1000m等值线平面图上过异常极值点中心垂直异常走向截取剖面上的磁场值，该剖面磁异常可近似为主矿体异常。利用RGIS重磁数据处理系统“剖面磁源深度”计算出①号铁矿体Fe1矿头埋藏深度为655.274m。 然后结合地质剖面、磁参数成果，利用“RGIS2.5D重磁反演，做出“大乌苏南沟铁矿磁测ΔZ剖面反演成果图” 3.4.2 异常验证结果 根据磁法精测剖面反演结果在各剖面布设钻孔验证，并开展普查、详查工作，共求得（332+333）资源量23170.5万吨，平均品位TFe31.94%，mFe19.94%，V2O50.268%，TiO27.89%。 4 矿区外围找矿前景分析 通过图9可以看出，大乌苏南沟铁矿位于M24异常的北部，南部罗锅子沟子异常与大乌苏南沟子异常特征相似，两个子异常之间有一条近东西向的逆断层，编号F14，长约1200m，为成矿后断层。从异常形态结合地质条件分析，该断层将原为同一矿体的大乌苏南沟铁矿错断，并将南区（罗锅子沟异常地段）向南东平移了近400m。由此可以推断在大乌苏南沟铁矿南部同样具有形成中大型钒钛磁铁矿床的地质、地球物理条件。 5 结论 通过分析大乌南沟铁矿航磁、地磁异常特征，可得出如下结论及建议： 5.1 C-2010-103航磁异常主要为近地表的②号铁磷矿体和深部①号钒钛磁铁矿体、③号钒钛磁铁矿体叠加引起。M24低缓异常产生的原因是700m以下的①号矿体和③号矿体引起，主要为①号铁矿体南东部延长部分。 5.2 M24地磁异常原为一个整体异常，因F14断层错断为两个子异常。此两个子异常均叠加在低缓磁异常之上。 5.3 M24地磁异常罗锅子沟子异常是扩大铁矿资源的重点地段，建议应进一步开展异常验证工作，预计可增加铁矿资源量5000万至1亿吨。 参考文献 [1]管志宁.地磁场与磁力勘探[M].北京：地质出版社，2005. [2]张胜业，潘玉玲.应用地球物理学原理[M].北京：中国地质大学出版社，2004. [3]刘天佑.应用地球物理数据采集与处理[M].北京：中国地质大学出版社，2004. 大乌苏南沟子异常： 大乌苏南沟子异常位于磁法测区的中北部，异常呈北东向近正楔形展布，长轴方向约1000m，最宽处有800米，面积约0.55Km2。△T幅值为3000—6000nT，极值大于20000nT。剖面曲线特征：异常中心部位出现锯齿状跳跃异常，由异常中心向南东方向曲线逐渐减弱，直至距异常中心1000m位置△T值仍然在2000nT左右。由此可以看出在异常中心部位的正值锯齿状跳跃异常是由浅部矿（化）体引起，而叠加在之上的低缓异常则是由深部矿体引起。矿体的产状均倾向南东。经过钻孔验证，在埋深700m以内有多个薄层铁磷矿和磁铁矿组成。在埋深700m—1600m为①号主矿体，1600 m以下为③号矿体和①号主矿体的延深。 罗锅子沟子异常： 罗锅子沟子异常在磁法测区的南部，异常呈椭圆状。沿长轴长约1200m，宽200—600m不等。△T幅值为3000—10000nT，极值大于15000nT。该异常幅值高于大乌苏南沟异常，异常曲线大多呈锯齿状跳跃异常，反映为近地表强磁性体的磁场特征，为已知的罗锅子沟铁磷矿体引起的异常。其剖面磁法曲线特征与大乌苏南沟相似，均为北西陡、南东缓，而且向南东方向延长较远。说明与大乌苏南沟异常一样，该异常是由铁磷矿体与深部预测的铁矿体叠加引起。 3.4 地磁异常反演及验证结果 3.4.1 地磁异常反演 为消除地表矿体引起的干扰异常，首先在化极上延1000m等值线平面图上过异常极值点中心垂直异常走向截取剖面上的磁场值，该剖面磁异常可近似为主矿体异常。利用RGIS重磁数据处理系统“剖面磁源深度”计算出①号铁矿体Fe1矿头埋藏深度为655.274m。 然后结合地质剖面、磁参数成果，利用“RGIS2.5D重磁反演，做出“大乌苏南沟铁矿磁测ΔZ剖面反演成果图” 3.4.2 异常验证结果 根据磁法精测剖面反演结果在各剖面布设钻孔验证，并开展普查、详查工作，共求得（332+333）资源量23170.5万吨，平均品位TFe31.94%，mFe19.94%，V2O50.268%，TiO27.89%。 4 矿区外围找矿前景分析 通过图9可以看出，大乌苏南沟铁矿位于M24异常的北部，南部罗锅子沟子异常与大乌苏南沟子异常特征相似，两个子异常之间有一条近东西向的逆断层，编号F14，长约1200m，为成矿后断层。从异常形态结合地质条件分析，该断层将原为同一矿体的大乌苏南沟铁矿错断，并将南区（罗锅子沟异常地段）向南东平移了近400m。由此可以推断在大乌苏南沟铁矿南部同样具有形成中大型钒钛磁铁矿床的地质、地球物理条件。 5 结论 通过分析大乌南沟铁矿航磁、地磁异常特征，可得出如下结论及建议： 5.1 C-2010-103航磁异常主要为近地表的②号铁磷矿体和深部①号钒钛磁铁矿体、③号钒钛磁铁矿体叠加引起。M24低缓异常产生的原因是700m以下的①号矿体和③号矿体引起，主要为①号铁矿体南东部延长部分。 5.2 M24地磁异常原为一个整体异常，因F14断层错断为两个子异常。此两个子异常均叠加在低缓磁异常之上。 5.3 M24地磁异常罗锅子沟子异常是扩大铁矿资源的重点地段，建议应进一步开展异常验证工作，预计可增加铁矿资源量5000万至1亿吨。 参考文献 [1]管志宁.地磁场与磁力勘探[M].北京：地质出版社，2005. [2]张胜业，潘玉玲.应用地球物理学原理[M].北京：中国地质大学出版社，2004. [3]刘天佑.应用地球物理数据采集与处理[M].北京：中国地质大学出版社，2004. 大乌苏南沟子异常： 大乌苏南沟子异常位于磁法测区的中北部，异常呈北东向近正楔形展布，长轴方向约1000m，最宽处有800米，面积约0.55Km2。△T幅值为3000—6000nT，极值大于20000nT。剖面曲线特征：异常中心部位出现锯齿状跳跃异常，由异常中心向南东方向曲线逐渐减弱，直至距异常中心1000m位置△T值仍然在2000nT左右。由此可以看出在异常中心部位的正值锯齿状跳跃异常是由浅部矿（化）体引起，而叠加在之上的低缓异常则是由深部矿体引起。矿体的产状均倾向南东。经过钻孔验证，在埋深700m以内有多个薄层铁磷矿和磁铁矿组成。在埋深700m—1600m为①号主矿体，1600 m以下为③号矿体和①号主矿体的延深。 罗锅子沟子异常： 罗锅子沟子异常在磁法测区的南部，异常呈椭圆状。沿长轴长约1200m，宽200—600m不等。△T幅值为3000—10000nT，极值大于15000nT。该异常幅值高于大乌苏南沟异常，异常曲线大多呈锯齿状跳跃异常，反映为近地表强磁性体的磁场特征，为已知的罗锅子沟铁磷矿体引起的异常。其剖面磁法曲线特征与大乌苏南沟相似，均为北西陡、南东缓，而且向南东方向延长较远。说明与大乌苏南沟异常一样，该异常是由铁磷矿体与深部预测的铁矿体叠加引起。 3.4 地磁异常反演及验证结果 3.4.1 地磁异常反演 为消除地表矿体引起的干扰异常，首先在化极上延1000m等值线平面图上过异常极值点中心垂直异常走向截取剖面上的磁场值，该剖面磁异常可近似为主矿体异常。利用RGIS重磁数据处理系统“剖面磁源深度”计算出①号铁矿体Fe1矿头埋藏深度为655.274m。 然后结合地质剖面、磁参数成果，利用“RGIS2.5D重磁反演，做出“大乌苏南沟铁矿磁测ΔZ剖面反演成果图” 3.4.2 异常验证结果 根据磁法精测剖面反演结果在各剖面布设钻孔验证，并开展普查、详查工作，共求得（332+333）资源量23170.5万吨，平均品位TFe31.94%，mFe19.94%，V2O50.268%，TiO27.89%。 4 矿区外围找矿前景分析 通过图9可以看出，大乌苏南沟铁矿位于M24异常的北部，南部罗锅子沟子异常与大乌苏南沟子异常特征相似，两个子异常之间有一条近东西向的逆断层，编号F14，长约1200m，为成矿后断层。从异常形态结合地质条件分析，该断层将原为同一矿体的大乌苏南沟铁矿错断，并将南区（罗锅子沟异常地段）向南东平移了近400m。由此可以推断在大乌苏南沟铁矿南部同样具有形成中大型钒钛磁铁矿床的地质、地球物理条件。 5 结论 通过分析大乌南沟铁矿航磁、地磁异常特征，可得出如下结论及建议： 5.1 C-2010-103航磁异常主要为近地表的②号铁磷矿体和深部①号钒钛磁铁矿体、③号钒钛磁铁矿体叠加引起。M24低缓异常产生的原因是700m以下的①号矿体和③号矿体引起，主要为①号铁矿体南东部延长部分。 5.2 M24地磁异常原为一个整体异常，因F14断层错断为两个子异常。此两个子异常均叠加在低缓磁异常之上。 5.3 M24地磁异常罗锅子沟子异常是扩大铁矿资源的重点地段，建议应进一步开展异常验证工作，预计可增加铁矿资源量5000万至1亿吨。 参考文献 [1]管志宁.地磁场与磁力勘探[M].北京：地质出版社，2005. [2]张胜业，潘玉玲.应用地球物理学原理[M].北京：中国地质大学出版社，2004. [3]刘天佑.应用地球物理数据采集与处理[M].北京：中国地质大学出版社，2004. |
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