地面高精度磁法在遼寧板城鐵礦勘查中的應用

袁 昆，李 洋，徐 濤，呂 行

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧 沈陽 110000)

0 前 言

遼寧板城鐵礦大地構(gòu)造位于中朝準地臺、燕山臺褶帶、山海關臺拱、綏中凸起西北部，地處我國鞍山—本溪成礦帶西北部，周邊毛公、上馬和傲牛等鞍山式鐵礦床(點)星羅棋布[1-3]，太古界鞍山群石棚子組通什村組含鐵變質(zhì)巖系發(fā)育，找礦前景優(yōu)越[4-5]；地面高精度磁法作為磁法勘探的一種，在鐵礦床勘探中以經(jīng)濟性和有效性而應用廣泛[6-8]；于板城地區(qū)開展地面高精度磁測工作，共圈定3處斷裂構(gòu)造和6處高磁異常，找礦前景良好。礦區(qū)地質(zhì)見圖1。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)范圍內(nèi)大面積出露鞍山群通什村組紅透山段混合質(zhì)含石榴黑云變粒巖，局部出露中生界侏羅系的火山—沉積相凝灰質(zhì)粉砂頁巖、砂巖、礫巖、安山巖、玄武巖及第四系砂土；斷裂構(gòu)造不發(fā)育，以單斜構(gòu)造為主，傾向南西，傾角40(°)～50(°)；局部出露少量基性—酸性巖脈。

2 高精度磁法測量

2.1 巖礦石磁性參數(shù)

對區(qū)內(nèi)出露的巖礦石標本進行磁性參數(shù)測定(見表1)，黑云變粒巖的磁化率約為45×10-6～58.9×10-6CGSM，角閃變粒巖的磁化率約為40.1×10-6～58×10-6CGSM，砂巖的磁化率約為21.4×10-6～39.4×10-6CGSM。圍巖的磁化率與磁鐵礦磁化率有較大差異，在該區(qū)進行高精度地面磁法測量工作切實可行。

1 第四系；2 侏羅系小東溝組粉砂頁巖；3 鞍山群通什村組紅透山段混合質(zhì)含石榴黑云變粒巖；4 鞍山群通什村組毛燕段黑云變粒巖；5 鞍山群石棚子組二段混合質(zhì)黑云角閃斜長片麻巖；6 高精度磁法勘探范圍

圖1板城鐵礦區(qū)地質(zhì)

表1 巖(礦)石磁性參數(shù)測定

2.2 磁法測量工作

采用RTK測量系統(tǒng)及手持GPS衛(wèi)星定位儀進行基線測線布設并進行閉合差校訂保證坐標精度；采用PMG-2質(zhì)子旋進磁力儀，測量前按照要求進行儀器一致性和噪聲水平測定，滿足要求后進行測量；測量網(wǎng)度100 m×20 m，磁測面積13.06 km2，設立日變站對原始數(shù)據(jù)進行日變矯正等獲得磁異常值。

3 異常處理及解譯

磁測成果的綜合推斷解釋是依據(jù)高精度磁測ΔT的分布特征及經(jīng)數(shù)據(jù)處理后的異常特征，結(jié)合巖(礦)石磁參數(shù)測定結(jié)果以及已知的地質(zhì)資料，運用地磁場理論和地質(zhì)理論，分析本區(qū)不同地質(zhì)體引起的高磁ΔT異常特征及分布規(guī)律，解釋推斷引起磁異常的地質(zhì)原因及相應地質(zhì)體的空間賦存特征，圈定磁性體分布范圍，大致查明磁性體的規(guī)模、產(chǎn)狀情況以及隱伏斷裂構(gòu)造的分布情況。

3.1 磁異常特征

根據(jù)磁場資料，由高精度磁測ΔT等值線平面圖(見圖2)可以看出，該區(qū)屬于強磁場區(qū)，整個磁場值分布不均勻，全區(qū)ΔT最大為5 000 nT左右，最小為-2 000 nT左右；測區(qū)的中間磁場為正值場，磁異常峰值跳動較大，且以區(qū)域性塊狀正異常為主，以等值線800 nT為邊界圈定磁性異常體，作為主要的工作靶區(qū)；同時，該區(qū)存在3條帶狀低負異常，該異?？赡苡蓸?gòu)造退磁作用導致，即該區(qū)隱伏構(gòu)造發(fā)育。

3.2 構(gòu)造異常及解譯

在原始等值線圖基礎上對該區(qū)磁異常進行進一步處理，通過平面數(shù)據(jù)化極處理使磁異常位置更為準確，向上延拓處理來分析磁性體的延伸，對異常進行水平方向求一階導數(shù)來劃分構(gòu)造帶，垂向二階導數(shù)確定異常體的邊界范圍等。通過以上處理對該區(qū)進行了基于磁法數(shù)據(jù)層面的構(gòu)造、巖性界限、異常區(qū)域的劃分，并結(jié)合實際地質(zhì)情況推斷可能存在的構(gòu)造3處，分別為F1、F2和F3(見圖2)。由于該區(qū)整體磁異常跳動較大，低負磁異常帶主要反映全區(qū)內(nèi)的構(gòu)造斷裂帶，從全區(qū)構(gòu)造分布及其形態(tài)來看，構(gòu)造主要呈北西向斷裂，這些構(gòu)造活動對該區(qū)礦體的形成與賦存有一定的影響。

圖2 磁異常綜合解譯成果

3.3 礦致異常及解譯

在尊重原始資料的基礎上，為了把礦體異常從區(qū)域背景磁場中分離出來，針對本區(qū)的磁場特點，對原始數(shù)據(jù)進行上延50，100，150，200 m延拓處理(見圖3)，從圖2可以看出：測區(qū)內(nèi)部異常分布具有明顯的高阻異常，根據(jù)巖性及磁異常的分布情況圈定6個異常(見圖2)，具體描述如下。

3.3.1 異常I-1

該異常在測區(qū)北側(cè)，長度約700 m，寬度約400 m，異常值變化劇烈，△T值大多在500～1 200 nT之間變化，走向北西。根據(jù)異常特征推斷該處磁異常是由構(gòu)造裂隙中填充了部分磁鐵石英巖引起的，異常范圍較大，個別測點場值跳動較大。上延100 m時，磁異常最大值700 nT左右，常等值線變得更為平緩；上延150 m時，磁異常最大值600 nT左右，異常等值線變得更為平緩。因此可以推斷該處異常為淺部異常，埋深約100 m，向下延伸一定深度時，消除了淺部干擾，磁異常整體表現(xiàn)為巖性的差異。

圖3 遼寧板城鐵礦高精度磁測△T等值線延拓

3.3.2 異常I-2

該異常在測區(qū)西側(cè)，長度約300 m，寬度約150 m，異常值變化劇烈，△T值大多在500～3 000 nT之間變化，走向北西，根據(jù)異常特征推斷該處磁異常是由于磁鐵石英巖引起的，異常范圍不大。上延100 m時，磁異常最大值600 nT左右，異常等值線變得平緩(見圖3b)； 因此可以推斷該處異常為淺部異常約100 m，向下延伸一定深度時，消除了淺部干擾，推斷該處磁異常是由磁鐵礦引起的。

3.3.3 異常I-3

該異常在測區(qū)西側(cè)，長度約1 600 m，寬度約600 m，異常值變化較大，△T值大多在500～1 000 nT之間變化，根據(jù)異常特征推斷該處磁異常是由于構(gòu)造引起，單個異常范圍不大，個別測點場值跳動較大。上延100 m時，磁異常最大值200 nT左右，異常等值線變得極為平緩并呈現(xiàn)整體塊狀(見圖3b)。 因此可以推斷該處異常為磁性巖體引起的。

3.3.4 異常I-4

該異常在測區(qū)中部，長度約800 m，寬度約300 m，異常值變化劇烈，△T值大多在500～1 400 nT之間變化，走向北西。根據(jù)異常特征推斷該處磁異常是由于構(gòu)造作用使整塊磁性石英巖巖體破裂引起的，異常范圍不大，上延50 m時，異常等值線變得平緩，磁異常最大值700 nT左右，異常規(guī)模及形態(tài)收縮變小(見圖3a)；上延100 m時，磁異常最大值400 nT左右，異常等值線變得更為平緩，異常消失(見圖3b)； 因此可以推斷該處異常為淺部異常約50 m，因此可以推斷該處異常為埋深較淺的磁性巖體引起的。

3.3.5 異常I-5

該異常在測區(qū)南東側(cè)，長度約700 m，寬度約300 m，異常值變化劇烈，△T值大多在500～1 600 nT之間變化，走向北西。根據(jù)異常特征推斷該處磁異常是由于磁鐵石英巖引起，異常范圍較大，個別測點場值跳動較大，上延100 m時，磁異常最大值900 nT左右，異常等值線變得較為平緩(見圖3b)；上延150 m時，磁異常最大值850 nT左右，異常等值線變得更為平緩(見圖3c)；上延200 m時，磁異常最大值750 nT左右，異常等值線變得很平緩(見圖3d)； 因此可以推斷該處異常是由于磁性體引起的，最大埋深約200 m左右。

3.3.6 異常I-6

該異常在測區(qū)南東側(cè)，長度約1 000 m，寬度約700 m，異常值變化較強，△T值大多在500～1 400 nT之間變化，據(jù)異常特征推斷該處磁異常是由于構(gòu)造引起，單個異常范圍不大，個別測點場值跳動較大。上延100 m時，磁異常最大值350 nT左右，異常等值線變得極為平緩；異常等值線變得極為平緩并呈現(xiàn)整體塊狀(見圖3b)； 因此可以推斷該處異常是由巖體引起的，地表磁異常跳動及負異常是由淺部構(gòu)造作用形成的。

4 結(jié) 論

1)板城鐵礦區(qū)內(nèi)黑云變粒巖等賦礦圍巖與磁鐵礦的磁化率差異較大，在該區(qū)進行高精度地面磁法測量工作切實可行；

2)礦區(qū)范圍內(nèi)磁場值劇烈跳動，根據(jù)區(qū)內(nèi)磁異常低值帶、梯度帶和高磁異常區(qū)，共圈定3條斷裂構(gòu)造帶和6個異常區(qū)，根據(jù)磁場形態(tài)規(guī)模以及磁性體的延伸推斷該區(qū)存在一定規(guī)模的磁鐵礦。

3)由于物探方法存在多解性，建議進一步投入大比例尺其他物探方法及地質(zhì)工作，對本次工作圈定的相關異常進行驗證，以查明磁異常形成的原因，獲取更準的地質(zhì)信息。