高精度磁测在内蒙古达茂旗某矿区勘查中的应用

　　摘要：通过1︰10000比例尺地面高精度磁测在内蒙古达茂旗某矿区快速有效的划分出异常区域，对异常区进行1︰2000比例尺加密工作准确地圈定出异常地表形态，并进行了剖面测量。通过观测和分析矿区岩（矿）石的磁性差异和磁场特征,结合地质构造情况，能有效的推断出隐伏铁矿体的分布及空间展布，取得很好的找矿效果。
　　关键词：高精度磁法测量；隐伏矿体；岩（矿）石磁性特征。
　　
　　前言
　　磁法作为一种经典勘探，是通过观测和分析岩矿石的磁性差异和磁场特征，来研究地质构造及其分布形态和寻找矿产的[1]。从我国半个世纪来用磁法勘探的情况来看，在矿产资源的普查和勘探，以及解决与寻找矿产有关的一些地质问题方面，磁法勘探都有良好的效果。特别是在各种类型磁铁矿的普查和勘探中，磁法勘探起着显著的作用[2]。我们所工作的矿区为典型覆盖区，岩石露头较少，而高精度磁测能够有效的推断出隐伏矿体的分布及空间展布，在各种条件选择合理情况下，磁性推测也能获得较好的效果[3]。结合该区的磁性特征，开展不同比例尺的高精度磁测工作，结果证明该方法能够快速准确的对隐伏铁矿区进行异常圈定，提供找矿靶区、矿床赋存远景区。
　　1 区域及矿区地质特征
　　1.1区域地质概况
　　矿区处于华北地台北缘阴山断隆一侧，临河—集宁深断裂北侧，乌拉山复背斜北翼。区域地层主要为上太古界变质岩、中上侏罗统火山岩组及第三系、第四系地层。区域构造形迹比较复杂，经历了长期的演化历程，形成了复杂的构造形态，地层褶皱剧烈，断裂发育，岩浆活动频繁而广泛[4]。区域变质成矿作用普遍，铁及稀有、稀土金属矿产丰富。
　　1.2矿区地质特征
　　矿区主要出露上太古界乌拉山群和第四系全新统地层。上太古界乌拉山群分布于矿区北部和东部，其分布面积约占矿区面积的三分之二。地层基本呈单斜产出，走向20°～40°倾向南东，倾角60°～75°，主要岩性为角闪斜长片麻岩、绿色阳起石片岩、绿泥石片岩。地层中条带状、条痕状花岗伟晶质混合岩化作用强烈。
　　矿区地处合教—石崩断裂北侧，合教背斜北东翼，地层中同斜倒转、不协调和不规则的小褶曲发育。矿区褶皱构造对矿体的破坏作用甚微。
　　1.3矿床（体）地质特征
　　勘探结果表明，该矿区为一中小型磁铁矿矿床。矿体围岩为太古界乌拉山群变质岩，矿体产状与地层产状基本一致，矿体形态多呈似层状、透镜状、扁豆状。矿体沿走向尖灭再现、分枝复合现象不明显。矿石矿物组合简单，铁矿物成分类型以氧化物为主，金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿和黄铜矿，偶见赤铁矿、钛铁矿、假象赤铁矿和褐铁矿等。脉石矿物主要有石英、长石、绿泥石、阳起石、绿帘石、铁镁闪石、黑云母、磷灰石等。
　　2矿区高精度磁测
　　矿区地表大部被第四系地层覆盖，给隐伏矿体的勘测带来许多问题。而用高精度磁测能够有效的反映控矿地质体的磁性变化，从而有效的确定隐伏的控矿岩体和构造[5]。本次工作采用了目前行业内广为使用的G856-F型质子磁力仪，磁测精度0.1nT，完全满足测量需要。
　　矿区为矩形，总面积10.95Km2，南北跨度约1.8公里，东西约6公里。勘探工作分三个阶段进行：第一阶段1︰10000比例尺高精度磁测扫面，网度100×40m，异常区内点位加密到20m；第二阶段为了更加准确地圈定异常真实形态与空间分布，根据扫面异常确定1︰2000比例尺详查区域，网度20×10m，异常区点位加密到5m；第三阶段根据详查结果，设计剖面测量三条，编号Ⅰ-Ⅰ′、Ⅲ-Ⅲ′、Ⅴ-Ⅴ′，点距5m，以便对异常准确定位。
　　3 岩（矿）石物性参数
　　岩（矿）石磁性特征及差异是磁法勘探的基本前提，也是磁法测量资料成果解释的主要依据[6]。工作中采集了不同岩性的167件样品进行了磁参数统计。详见表1是矿区岩（矿）石的磁参数统计表。
　　表1岩（矿）石磁参数统计表

　　通过表1可以看出铁矿石具有较强的磁性，磁化率K平均为13132×10-5SI，剩余磁化强度Jγ为8956×10-3A/m。太古界绿泥石化片麻岩、角闪斜长片麻岩，该类岩石具微弱磁性。花岗岩、角闪岩类岩浆岩，磁性较低，一般无磁性或含微弱磁性。表明该区不同岩石之间磁化率和剩余磁化强度存在很大差别具备磁测的地球物理前提，并为后期磁异常的解释和推断提供了可靠的依据。
　　4 异常解释推断
　　在地质-地磁综合平面图中（图1）最大异常值约△Tmax=4000nT，最小异常值△Tmin=-400nT，相差约4400nT，异常特征反映明显，主要表现为北北东走向的两条主异常。
　　西侧主异常长轴方向北东25º，长达300m,左右两翼对称，地表揭露亦表明异常为产状近于直立的磁铁石英岩引起。异常北端与北西走向异常扭曲错动，表明交会处有一条北西向断裂的存在，北侧异常未封闭。
　　东侧主异常带呈北北东走向，异常长轴约450m，峰值4000nT以上，北端紧密伴生负异常，北西侧异常梯度较陡，南东侧变化较缓，表明矿带向南东倾斜且向下有一定延伸。
　　以上两条异常幅值均具有北高南低，北窄南宽的特点，在南端有合垄趋势。
　　
　　图1详查区地质-地磁综合平面图
　　由于隐伏磁铁矿体形态和厚度变化的不确定性，对磁异常的形态和分布范围的刻画更为重要，对地面磁测数据的合理处理和解释是反映磁性体空间分布规律和深部变化趋势的有效途径[7]。为了给钻探工程验证磁异常提供有效依据，根据1︰2000地磁（△T）测量结果，通过磁异常中心部位沿Ⅰ、Ⅲ号勘探线做了高密度（5米点距）磁精测剖面，并做了二维反演计算（图2、3）。
　　磁性体（含矿层）岩（矿）石磁性参数选用矿层及含矿夹层的厚度加权平均数，在剖面内（有效磁倾角）以积分块逐步接近模拟计算含矿层的厚度和延深。为消除地表岩石磁性不均匀的影响，对实测曲线作了15米上延处理（图4）。计算结果如下：
　　东矿带（Fe-02、Fe-03号矿体）
　　Ⅰ号勘探线内主要矿体（层）顶端埋深10～30米，向下延深100米，含矿层厚约10米左右，矿层倾向东，剖面内有效倾角68°；Ⅲ号勘探线内主要矿体顶端埋深10～20米，向下延深达150米以上，厚10米左右，倾向东，剖面内有效倾角72°。
　　西矿带（Fe-01、Fe-04号矿体）
　　Ⅰ号勘探线内主要矿体（层）顶端埋深10～40米，向下延深不小于100米，含矿层厚度小于10米，倾向东，剖面内有效倾角70°左右；Ⅲ号勘探线内主要矿层顶端埋深小于10米，向下延深100米左右，矿层分为上、下两段（延深方向的深度分别为10～40米和80～110米），中间有断开趋势。
　　钻探工程验证结果，与反演计算结果基本吻合。
　　
　　图2Ⅰ-Ⅰ′勘探线反演模拟图示
　　
　　图3Ⅲ-Ⅲ′勘探线反演模拟图示
　　
　　图4Ⅰ、Ⅲ勘探线磁测成果上延15米图
　　5结语
　　在内蒙古达茂旗某矿区，采用1︰10000比例尺高精度磁测划分出异常区域，再通过大比例尺1︰2000加密工作及对剖面的正反演计算圈定出地表覆盖下隐伏矿体的位置。后经钻探工程验证，结果与磁测推断结果基本吻合，实际工作证明方法快速有效。
　　根据矿区岩（矿）石参数统计结果，分析出矿区不同岩石之间磁化率和剩余磁化强度的差异，为后期磁异常的解释和推断提供了可靠的依据。故在野外实际生产中应对岩（矿）石标本的测定工作提高重视。
　　地面高精度磁测作为一种经典的勘探方法，能通过观测和分析岩矿石的磁性差异和磁场特征来研究地质构造及其分布形态和寻找矿产，特别是在覆盖区，能有效的推断出隐伏岩（矿）体的分布及空间展布，取得很好的找矿效果。
　　
　　参考文献：
　　[1]符超，粱光河，蔡新平.高精度快速磁、电测量在新疆库兰金矿区追踪控矿岩体的应用[J].地质与勘探，2009,45（6）
　　[2]成都地质学院物探系.金属矿地球物理勘探[M].北京：地质出版社，1975
　　[3]金鑫，贾立国，孙中任.1︰5万矿产调查磁测资料对隐伏岩体的推断及意义[J].地质与资源，2008,17（1）
　　[4]裴荣富，吕凤祥，范继璋，方如恒，齐朝顺等.《华北地块北缘及其北侧金属矿床成矿系列与勘查》.[M].北京：地质出版社，1998
　　[5]眭素文，于长春，熊盛青.中高山区高精度航磁视磁化强度填图方法[J].地球物理学进展，2004,19（2）
　　[6]《地面磁测资料解释推断手册》编写组.地面磁测资料解释推断手册[M].北京：地质出版社，1979
　　[7]卢焱，李健，白雪山，李永占.地面磁法在隐伏铁矿勘查中的应用——以河北滦平Ⅱ号铁矿为例[J].吉林大学学报,2008,38（4）