吉林省通化縣禹甸子一帶地面高精度磁法應(yīng)用實(shí)例

徐成杰，楊 旭，王東光

（吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇二隊(duì)，吉林 通化 134000）

1 地質(zhì)背景

勘查區(qū)所處大地構(gòu)造位置屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ）、遼東臺(tái)隆（Ⅱ）、鐵嶺—靖宇臺(tái)拱（Ⅲ）、龍崗斷塊（Ⅳ）的南緣。

1.1 巖層

區(qū)域出露的地層為太古宙變質(zhì)表殼巖，主要由斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、二云片巖、角閃巖、變粒巖和磁鐵石英巖構(gòu)成，是鞍山式鐵礦的主要成礦母巖，呈捕虜體殘存于太古宙變質(zhì)深成侵入巖中，總體呈北東向-東西向的構(gòu)造格局，造成了北東向-東西向的鐵礦成礦的控制系統(tǒng)。巖漿巖以太古宙變質(zhì)深成侵入巖為主，巖石類(lèi)型主要為變二長(zhǎng)花崗巖、英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖，深成侵入體破壞了表殼巖組。

1.2 構(gòu)造

勘查區(qū)構(gòu)造形態(tài)極其復(fù)雜，尤其大面積太古代深成侵入體的侵入，使表殼巖遭受?chē)?yán)重的破壞，呈零星殘?bào)w產(chǎn)出，現(xiàn)只能見(jiàn)構(gòu)造殘跡，無(wú)法恢復(fù)原來(lái)的構(gòu)造面貌。僅對(duì)殘留體觀查，太古宙表殼巖組地層總體呈近東西向及北東30°~60°走向，傾向多為南東，傾角40°~70°與鐵礦層產(chǎn)狀基本一致。斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，礦區(qū)北部有朝陽(yáng)—南岔近東西斷層，長(zhǎng)約10Km，，切割了回頭溝英云閃長(zhǎng)巖及跳石趟花崗巖體。

1.3 巖漿巖

巖漿巖活動(dòng)極頻繁，以太古代為主，在局部有巖脈的充填。

1.3.1 TTG組合

工作區(qū)太古宙地質(zhì)體中巖(石)層，絕大部分是由各類(lèi)不同的變質(zhì)深成侵入體組成，早期具地層意義的變質(zhì)火山—沉積巖(表殼巖)僅少量分布，并與其呈被侵入關(guān)系。

1.3.2 變二長(zhǎng)花崗巖

巖石中的礦物成分主要由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和石英組成，見(jiàn)大

量重結(jié)晶形成的長(zhǎng)石細(xì)粒狀集合體和少量黑云母及不透明礦物。

2 地球物理特征

2.1 航磁特征

本次工作區(qū)位于吉林-鴨綠江沿岸地區(qū)航磁ΔT平面等值線圖（大荒溝幅）西部，主要目的針對(duì)吉C-87-1號(hào)航磁異常進(jìn)行對(duì)應(yīng)工作，查明區(qū)內(nèi)磁性體富集區(qū)域，尋求有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的鐵礦體。

該圖幅內(nèi)以大面積出現(xiàn)的正磁異常為主，磁場(chǎng)總強(qiáng)度異常一般在-100nT～700nT之間變化，根據(jù)磁場(chǎng)分布特征，磁場(chǎng)可分為以下幾個(gè)部分：吉C-87-1號(hào)航磁異常、吉C-87-2號(hào)航磁異常。

吉C-87-2號(hào)航磁異常以正負(fù)異常為主，負(fù)異常出露在正異常北側(cè)，負(fù)異常走向約為80°左右，正異常近北東走向。該異常位于朝陽(yáng)林場(chǎng)北側(cè)，大荒溝村西南，孟家溝南側(cè)。已知在該航磁異常處發(fā)現(xiàn)朝陽(yáng)鐵礦，提交儲(chǔ)量170余萬(wàn)噸，目前仍在開(kāi)采。

吉C-87-1號(hào)航磁異常分布在本次工區(qū)中心偏北，以北負(fù)南正分布，走向近東西展布。正異常最大值中心約為600nT左右，負(fù)異常約為-100nT左右，正異常中心位于禹甸子村附近。該異常位于大荒溝村西側(cè)，興華村北側(cè)，曲柳川村東北方向，八里哨村南側(cè)。該異常整體分布于本次工區(qū)內(nèi)，正負(fù)異常形態(tài)較完整，出露巖石為花崗巖、花崗片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖等，是本次1/萬(wàn)高精度磁測(cè)工作的重點(diǎn)，希望在此異常內(nèi)圈定表殼巖大致范圍，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值的磁鐵石英巖鐵礦床。

2.2 巖石參數(shù)特征

本定工作共測(cè)定磁標(biāo)本244塊，其中地表標(biāo)本146塊，鉆孔標(biāo)本98塊，檢查25塊，質(zhì)檢率10.24%，磁化率平均相對(duì)誤差15.64%，剩磁平均相對(duì)誤差16.24%。均滿(mǎn)足規(guī)范要求。具體各巖性參數(shù)見(jiàn)下表。

表1 巖石特性參數(shù)表

從表中可以看出，磁鐵石英巖呈強(qiáng)磁性，風(fēng)化的磁鐵石英巖呈弱磁性，地表花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖幾乎沒(méi)有磁性，片面巖個(gè)別呈軟磁，斜長(zhǎng)角閃巖普遍呈弱磁性，這為地表圈定表殼巖及尋找磁鐵石英巖提供了地球物理依據(jù)。鉆孔內(nèi)斜長(zhǎng)角閃巖普遍呈弱磁性，個(gè)別暗色顆粒富集部位呈強(qiáng)磁性，對(duì)尋找磁鐵石英巖造成干擾。

3 工作方法技術(shù)

3.1 野外工作方法

高精度磁法測(cè)量工作采用12臺(tái)儀器施工，其中2臺(tái)作日變站，另9臺(tái)用于數(shù)據(jù)觀測(cè)。野外測(cè)量出磁測(cè)總場(chǎng)T，經(jīng)基點(diǎn)改正、日變改正、緯度改正、高度改正、基本場(chǎng)改正后得出ΔT后成圖。磁測(cè)日變站位于大荒溝村后山山坡穩(wěn)定無(wú)干擾地段，探頭高度1.5m，30秒循環(huán)時(shí)間觀測(cè)?；c(diǎn)位于日變站附近，工期內(nèi)基點(diǎn)磁場(chǎng)均值53632nT。觀測(cè)儀器探頭高度選為1.5m，點(diǎn)距20m，線距100m，測(cè)線方位135°。

開(kāi)工前對(duì)所有儀器進(jìn)行了噪聲水平測(cè)定、儀器一致性測(cè)定。

噪聲測(cè)定：進(jìn)行了磁力儀噪聲水平的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，各儀器的噪聲均方根值S（見(jiàn)表2）噪聲水平符合規(guī)范要求。

表2 儀器噪聲水平測(cè)定

儀器一致性測(cè)定：對(duì)12臺(tái)儀器進(jìn)行了一致性（主機(jī)及探頭）測(cè)定實(shí)驗(yàn)。對(duì)一致性不好的儀器及探頭剔除，早校正、晚校正：每天出工前和收工后分別對(duì)儀器進(jìn)行3次以上校正。

3.2 數(shù)據(jù)整理

基本場(chǎng)選定：基本場(chǎng)選定方法為在航磁圖上選取工區(qū)附近比較穩(wěn)定地段，做24小時(shí)日變觀測(cè)，選取磁場(chǎng)變化較為穩(wěn)定的時(shí)間段觀測(cè)值求取平均值，其平均值為53632nT。

日變改正：采用金緯軟件對(duì)日變數(shù)據(jù)做跳點(diǎn)剔除，整線五點(diǎn)圓滑，采用線性插值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行日變改正，精度較高。

正常梯度改正與高度改正：采用新疆金維軟件小面積工區(qū)磁法改正進(jìn)行。

4 異常的解釋推斷

4.1 異常成果

通過(guò)地面1/萬(wàn)磁法測(cè)量工作，證實(shí)吉C-87-1號(hào)航磁異常存在，在測(cè)區(qū)內(nèi)共圈定5處磁異常帶,編號(hào)為C1、C2、C3、C4、C5。共推測(cè)斷裂帶3條F1、F2、F3。

C1號(hào)磁異常(以600nT圈連)分布在輝長(zhǎng)巖之上，近北東南西向展布。異常長(zhǎng)軸方向30°、呈狹長(zhǎng)帶狀分布，異常帶規(guī)模：長(zhǎng)約2600m寬在60m~130m之間，呈串珠狀扁透鏡體，在C1號(hào)磁異常帶中分布9處正異常，編號(hào)為C1-1、C1-2、C1-3、C1-4、C1-5、C1-6、C1-7、C1-8、C1-9,異常值在600nT～2536nT之間。

C2號(hào)磁異常(以600nT圈連)，分布在表殼巖上、近北東南西向展布，異常長(zhǎng)軸方向25°，異常帶規(guī)模：長(zhǎng)約1870m、寬約50m～220m之間，呈不規(guī)則狹長(zhǎng)串珠狀,C1號(hào)磁異常帶中分布5處正異常，編號(hào)為C2-1、C2-2、C2-3、C2-4、C2-5,異常值在600nT～4689nT之間。

C3號(hào)磁異常(以1000nT圈連)，分布在表殼巖上、近北東南西向展布，異常長(zhǎng)軸方向37°，異常帶規(guī)模：長(zhǎng)約940m、寬約168m~525m之間。呈不規(guī)則橢圓狀,C3號(hào)磁異常帶中分布3處正異常，編號(hào)為C3-1、C3-2、C3-3,異常值在1000nT～2398nT之間。

C4號(hào)磁異常(以1000nT圈連)，分布在第四系松散堆積物上、近東西向展布，異常長(zhǎng)軸方向80°，異常帶規(guī)模：長(zhǎng)約770m、寬約130m~290m之間,呈不規(guī)則橢圓狀。測(cè)區(qū)內(nèi)花崗巖覆蓋厚度在140m左右(ZK2鉆孔驗(yàn)證)。,C4號(hào)磁異常帶中分布4處正異常，編號(hào)為C4-1、C4-2、C4-3、C4-4,異常值在1000nT～3070nT之間。

C5號(hào)磁異常(以1000nT圈連)，分布在第四系松散堆積物上、近東西向展布，異常長(zhǎng)軸方向80°，異常帶規(guī)模：長(zhǎng)約1200m、寬約200m~380m之間。呈不規(guī)則橢圓狀。異常帶覆蓋較厚多為農(nóng)田地、異常調(diào)查難度較大,C5號(hào)磁異常帶中分布5處正異常，編號(hào)為C5-1、C5-2、C5-3、C5-4、C5-5、C5-6，異常值在1000nT～3130nT之間。

4.2 成果解析

區(qū)內(nèi)地層出露較為單一，為中晚太古宙表殼巖，主要巖性為斜長(zhǎng)角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、變粒巖、角閃石巖等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較弱，地表僅見(jiàn)早白堊世花崗斑巖。物性測(cè)定成果磁鐵石英巖具有強(qiáng)磁性，其磁化率均值>100000×10-6SI,侵入巖則為無(wú)磁性或弱磁性。

從磁異常等值線平面圖看，區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)總體表現(xiàn)平穩(wěn)低緩場(chǎng)態(tài)特征，磁異常位于測(cè)區(qū)北側(cè)下大甸子，總體呈近東西走向，局部折成“之”字形，由多個(gè)橢圓形、等軸狀圈閉磁異常組成，異常強(qiáng)度高規(guī)模大，異常峰值大于2600nT。等值線密集梯度陡，受斜磁化影響北側(cè)伴有弱負(fù)磁異常，等值線北陡南緩向南呈緩波狀展出，表明磁性地質(zhì)體可能向南傾斜，切下延深度較大。ZK2號(hào)鉆孔中0m～140.65m為變鉀長(zhǎng)花崗巖，140.65m～404.35m為中細(xì)粒含磁鐵礦斜長(zhǎng)角閃巖(264.35m厚)，中細(xì)粒磁鐵礦比較發(fā)育，沒(méi)有見(jiàn)到鐵礦體，推測(cè)該異常是由厚大的中細(xì)粒含磁鐵礦斜長(zhǎng)角閃巖所引起。

同時(shí)測(cè)區(qū)分布兩組北東走向的條帶狀高磁異常，異常規(guī)模小由多個(gè)小規(guī)模等軸狀高磁呈串珠狀排列，西北側(cè)伴有明顯的負(fù)磁異常帶。在局部等軸狀高磁異常處分布多個(gè)鐵礦點(diǎn)或舊采坑，剖平圖中礦點(diǎn)處異常表現(xiàn)為尖峰狀磁異常。推測(cè)該類(lèi)尖峰狀異常為此類(lèi)鐵礦點(diǎn)或舊采坑所引起。

綜上：

（1）區(qū)內(nèi)大面積分布為中晚太古宙表殼巖，據(jù)之前區(qū)域或鄰區(qū)的資料看，其物性特征多為弱磁性為主，磁場(chǎng)往往表現(xiàn)為相對(duì)平緩的弱正磁異常，即與本區(qū)大甸子以南大面積平緩磁場(chǎng)相吻合。測(cè)區(qū)近東西向高磁異常及北東向串珠狀高磁異常與地層中普遍含磁鐵礦物所引起。特別是深部斜長(zhǎng)角閃巖、角閃巖，角閃石含量較高，黃鐵礦化、磁黃鐵礦較多見(jiàn)，其中角閃巖體為磁黃鐵礦富集的有利部位。

（2）磁異常受斷裂構(gòu)造控制明顯，據(jù)磁異常圖中，東西高磁異常帶受后期北東向斷裂影響明顯向，異常等值線呈同向扭曲、錯(cuò)動(dòng)。近東西向斷裂切割深度較大，控制了巖體分布。北東向斷裂切割東西向斷裂，使巖體或磁性地層發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。