淺談利用低緩磁異常尋找隱伏礦體

聶晨光　畢寶華　李朋濤　王愛臣

[摘要]幾十年來，利用異常找礦已成為各地勘單位普遍運(yùn)用的技術(shù)手段，"高、大、全"的異常在以往找礦工作中得到了廣泛的重視，并取得了一系列的找礦突破。而今在以攻深找盲為重點(diǎn)的新一輪找礦熱潮中，低緩磁異常在地質(zhì)找礦過程中的指示作用，應(yīng)當(dāng)引起我們高度的重視。

[關(guān)鍵詞]低緩磁異常 驗(yàn)證 找礦

[中圖分類號(hào)] P62 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-302-2

低緩磁異常是指異常強(qiáng)度和異常梯度都比較小，異常比較寬闊，分布面積較大的磁異常。一般情況下，低緩異常都是由埋藏深、規(guī)模大的磁性體（巖體或礦體）所引起的。

篩選物探異常時(shí)，人們往往首先關(guān)注“高大全”的異常，依據(jù)強(qiáng)異常找到了許多礦床。但是也經(jīng)常發(fā)生在強(qiáng)異常、高大全異常區(qū)找不到礦，在弱異常和小異常區(qū)卻找到了礦，有時(shí)還找到了大礦。

自1964年在邯邢地區(qū)驗(yàn)證低緩磁異常找到大型鐵礦床以后，開始重視低緩磁異常找礦，并取得了一系列突破。如：司家營(yíng)鐵礦區(qū)據(jù)低緩異常發(fā)現(xiàn)的大賈莊大型鐵礦、邢臺(tái)沙河市的白澗鐵礦、承德四隊(duì)于大廟--黑山一帶低緩磁異常驗(yàn)證（M24）中發(fā)現(xiàn)的大型釩鈦磁鐵礦床等。

而我隊(duì)在青龍滿族自治縣鐵礦預(yù)普查項(xiàng)目中驗(yàn)證航磁異常（M29-391）發(fā)現(xiàn)的當(dāng)杖子大型鐵礦以及我隊(duì)在盧龍縣鐵礦預(yù)查項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)石門中型鐵礦也是利用低緩磁異常找礦的典型例子。

當(dāng)杖子異常區(qū)（M29-391）位于青龍河斷陷西側(cè)、肖營(yíng)子巖體東南接觸帶附近。區(qū)內(nèi)出露地層、巖石主要為長(zhǎng)城系高于莊組三段白云巖和順層侵入的肖營(yíng)子巖體晚期的二長(zhǎng)花崗斑巖脈體?？傮w呈單斜產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以青龍河斷陷的派生次級(jí)斷裂為主；區(qū)域上位于華北地臺(tái)，燕山臺(tái)褶帶，馬蘭峪復(fù)背斜南側(cè)與青龍河斷陷帶的交接部位，屬燕山期肖營(yíng)子花崗巖體東南接觸帶外圍。

根據(jù)1976年冶金物探航測(cè)隊(duì)提交的冀東地區(qū)1：5萬航磁測(cè)量成果，當(dāng)杖子航磁異常編號(hào)為M29-391，總體為一個(gè)梯度寬緩的低異常區(qū)。1：1萬地磁測(cè)量成果顯示：地磁異常平面形態(tài)為橢圓形，長(zhǎng)軸方向約120°，異常極大值為750nT。

通過鉆孔驗(yàn)證，當(dāng)杖子航磁異常區(qū)（M29-391）是由鞍山式厚大鐵礦引起，礦體伏于高于莊組沉積蓋層之下，新太古代晚期朱杖子巖群之中，與高于莊組一段底部砂礫巖呈角度不整合接觸，蓋層厚度896.49m-1006.22m。已施工的6個(gè)鉆孔有4個(gè)見礦，最大穿礦厚度為163.46m。依據(jù)鉆孔控制情況，結(jié)合地磁異常分布特征及磁測(cè)井資料，綜合分析推斷，礦體總體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，東西長(zhǎng)約2500m，南北長(zhǎng)約2800m?？傮w產(chǎn)狀：走向110°左右，傾向20°左右，傾角在20°-40°之間，礦體厚度一般在66.26-163.46m。初步預(yù)測(cè)鐵礦石儲(chǔ)量遠(yuǎn)景資源量過億噸，為一大型礦床。

司家營(yíng)-石門一帶航磁異常分布圖顯示：盧龍縣石門一帶航磁異常（M15-33），呈橢圓狀，長(zhǎng)軸方向北東45°，面積約0.6km2，異常中心位于石門礦區(qū)東南部，最高值為200nT。河北省物探第二分隊(duì)完成地磁掃面成果顯示，石門一帶異常長(zhǎng)約3km，寬約700m，異常呈紡錘狀，分南北兩段，異常中心分別位于石門鎮(zhèn)北東和南東，異常極大值達(dá)400-500nT。

2008年我單位開展盧龍鐵礦預(yù)查項(xiàng)目時(shí)，按200m間距在已有地磁成果基礎(chǔ)上進(jìn)行了1：1000磁法精測(cè)剖面工作。物探結(jié)果顯示本區(qū)為低緩磁異常，最大值僅為420nT，但異常較寬，與原磁法掃面成果一致。通過采集附近礦石標(biāo)本測(cè)定磁性系數(shù)，采用二度半人機(jī)反演擬合方法，對(duì)磁測(cè)剖面進(jìn)行了反演解釋。結(jié)果顯示：異常主要為距地表350m以下產(chǎn)狀較陡的形態(tài)不規(guī)則似板狀磁性體引起。

經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證M15-33異常為礦致異常，是由賦存于青白口系下馬嶺組砂頁巖之下，灤縣巖群三門店組黑云斜長(zhǎng)變粒巖、角閃斜長(zhǎng)變粒巖之中的鐵礦體引起。施工的兩個(gè)鉆孔全部見礦，依據(jù)鉆孔控制情況，結(jié)合地磁異常分布特征，綜合分析推斷：礦體走向大致為北西330°，傾向南西，傾角40°左右，鉆孔穿礦厚度比較穩(wěn)定為27.95-30m，礦體加權(quán)平均品位TFe30.25%、mFe25.47%。初步預(yù)測(cè)鐵礦石儲(chǔ)量近2000萬噸，為一中型礦床。

多個(gè)實(shí)例證明在找礦過程中不可忽略低緩異常的價(jià)值，研究低緩異常對(duì)找礦具有重大意義，但相似或相近低緩異常引起原因比較多，諸如：礦體與磁性巖層疊加引起的異常，磁性巖體引起的異常、而礦體由于埋深較深、產(chǎn)狀變緩或者呈水平板狀同樣會(huì)導(dǎo)致異常變?nèi)酰瑥亩纬僧惓?qiáng)度低，分布范圍較大的低緩異常。

正是由于引起異常原因的多樣性從而造成了技術(shù)人員推斷異常的多解性，大致分為以下兩種情況：一是異常起因地質(zhì)定性解釋的多解性；二是定量反演異常源幾何參數(shù)的多解性。前一種情況常導(dǎo)致區(qū)分礦與非礦異常的失誤。后一種多解性可導(dǎo)致因產(chǎn)狀判斷錯(cuò)誤、推斷深度不準(zhǔn)等使第一、二個(gè)驗(yàn)證孔找不到礦體或找不到主礦體。正是由于客觀存在的這兩種多解性，造成了物探化探資料推斷解釋的復(fù)雜性。

減少多解性的辦法，從目前看主要有三條途徑：其一是通過觀測(cè)數(shù)據(jù)在數(shù)量上空間分布上的增多，減少定量解釋的多解性；其二是通過稀疏工程控制和增加性質(zhì)不同的觀測(cè)參數(shù)，即投入綜合方法減少定性與定量解釋的多解性；其三是深入研究異常和提高解釋者的水平。

目前找鐵礦的方法還是多以磁測(cè)為主，磁法測(cè)量是通過觀測(cè)和分析由巖石、礦石的磁性差異所引起的磁異常，進(jìn)而研究地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源分布規(guī)律的地球物理勘探方法。最常見的鐵磁性礦物有磁鐵礦、鈦磁鐵礦、磁黃鐵礦和磁赤鐵礦。磁測(cè)工作按照觀測(cè)磁異常的空間地域不同，分為地面磁測(cè)、航空磁測(cè)、海洋磁測(cè)和井中磁測(cè)。

磁法找鐵礦的效果雖然得到公認(rèn)，但當(dāng)磁性體沒有出露地表時(shí)，單憑磁測(cè)資料來判斷，風(fēng)險(xiǎn)很大。采用輔以重力法和電法綜合物探方法，可以提高推斷的可靠性。

熊光楚先生領(lǐng)導(dǎo)的磁法小組在研究低緩磁異常時(shí)，提出區(qū)分礦與非礦磁異常的方法。他們通過對(duì)邯邢地區(qū)三個(gè)已驗(yàn)證的低緩磁異常的深入研究，提出了兩個(gè)可用的方法：一個(gè)是在磁法精測(cè)剖面上做重力及電法，另一個(gè)是對(duì)磁異常做向上及向下延拓的方法。這些方法推廣后取得了極好的找礦效果，發(fā)現(xiàn)了許多單個(gè)礦床儲(chǔ)量在億噸以上的大型鐵礦。

從低緩磁異常驗(yàn)證的效果來看，高精度磁測(cè)剖面對(duì)隱伏磁鐵礦體反映較為直觀明顯，延拓后測(cè)試深度與實(shí)際深度基本一致，是一種比較理想的找礦手段；重力測(cè)量可以避免由于礦體形態(tài)不規(guī)則或其它因素造成的磁異常反應(yīng)不明顯的影響，通過對(duì)數(shù)據(jù)的定量計(jì)算，可反演出礦體的空間分布特征；EH-4電磁測(cè)深方法通過探測(cè)深部隱伏巖體的起伏變化，進(jìn)而預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)盲礦體，是一種間接預(yù)測(cè)隱伏礦分布的有效方法；瞬變電磁在直觀的反映出隱伏鐵礦的深度的同時(shí)還能反映出隱伏鐵礦的形態(tài)。綜合來看，野外勘查的最佳工作模式可確定為：以高精度磁測(cè)為主，以重力、電法為輔。

隨著國(guó)家對(duì)鐵礦資源需求量不斷加大，加強(qiáng)隱伏鐵礦資源的勘探已成為迫切需要解決的問題之一。華北地區(qū)存在著眾多的低緩航磁和地磁異常，在加強(qiáng)理論研究的基礎(chǔ)上，以已驗(yàn)證礦區(qū)成礦模式為指導(dǎo)，加強(qiáng)對(duì)賦礦地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變和重、磁、電綜合異常"五位一體"的深部綜合找礦模式的研究，在以攻深找盲為重點(diǎn)的新一輪找礦熱潮中，實(shí)現(xiàn)對(duì)隱伏鐵礦的找礦突破是完全可行的。

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