金山店礦田張福山礦區(qū)井中磁測(cè)異常解釋及成礦模式探討

高寶龍，易長(zhǎng)恩

(中國(guó)冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)勘查院，湖北武漢 430081)

金山店鐵礦是武鋼主要鐵礦石原料基地之一，位于湖北省大冶市，2008—2011年第二批危機(jī)礦山接替資源接替找礦新增333+334類別鐵礦資源儲(chǔ)量5 246萬(wàn) t［1］。2011年7月湖北省大冶市金山店地區(qū)鐵礦整裝勘查啟動(dòng)。整個(gè)勘查過(guò)程中開(kāi)展的地面高精度磁測(cè)、井中三分量磁測(cè)和可控源音頻大地電磁測(cè)深等綜合物探方法取得了較好的成果，有效地指導(dǎo)了深部找礦工作的開(kāi)展［2］。通過(guò)分析總結(jié)井中三分量磁異常特征，在早期建立的成礦模式基礎(chǔ)上，對(duì)張福山礦田深部的成礦模式有了新的認(rèn)識(shí)。

圖1 張福山礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖1．大理巖;2．閃長(zhǎng)巖;3．勘探線;4．?dāng)嗔?5．礦體。

1 地質(zhì)背景

區(qū)域上地層較為簡(jiǎn)單，主要由中、上三疊統(tǒng)和部分侏羅系地層組成，第四系甚發(fā)育。構(gòu)造與成礦的關(guān)系非常密切，新華夏系是本礦床的重要成礦構(gòu)造體系。

張福山礦床屬于接觸交代矽卡巖型鐵礦床，礦體多呈似層狀、似脈狀或透鏡狀分布于二長(zhǎng)花崗巖與三疊系中上統(tǒng)砂頁(yè)巖夾碳酸鹽巖內(nèi)外接觸帶中，共發(fā)現(xiàn)大小礦體55個(gè)，基本為隱伏礦床，其中規(guī)模較大有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號(hào)等6個(gè)礦體，均分布于1～50線之間，礦石平均品位:TFe 44．50%，S 3．66%。礦體傾向均為SSW、傾角48°～89°，呈 NWW 向狹長(zhǎng)帶狀展布，長(zhǎng)達(dá)3 km以上，由西往東礦體有向東南傾伏趨向(圖1)。

表1 金山店礦區(qū)巖礦石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2 地球物理特征

2．1 磁性特征

從表1可見(jiàn)，區(qū)內(nèi)磁鐵礦磁性最強(qiáng)，其次為含礦矽卡巖，閃長(zhǎng)巖、蝕變閃長(zhǎng)巖、矽卡巖也有一定磁性，砂巖磁性較弱，灰?guī)r、大理巖基本無(wú)磁性;可見(jiàn)本區(qū)的巖、礦石之間存在明顯的磁性差異，具備開(kāi)展磁法勘探的物性前提。

2．2 平面磁異常特征

張福山礦床平面磁異常(ΔT)以500～1 500 nT圈定，走向 NWW，長(zhǎng)3．8 km，寬1．3 km，異常往 SE 方向凸出;通過(guò)分析研究認(rèn)為，這兩個(gè)異常1 000 nT強(qiáng)度以上平面異常范圍與-700 m標(biāo)高以上已勘探的鐵礦體相對(duì)應(yīng)，500～1 000 nT強(qiáng)度平面異常范圍及其凸出部位，可能是深部鐵礦體和巖體共同所引起的磁異常，這一認(rèn)識(shí)為深部找礦提供了依據(jù)。在張福山地段通過(guò)鉆探驗(yàn)證，磁異常范圍內(nèi)均見(jiàn)到深部的鐵礦體，ZK2518孔在1 000 nT強(qiáng)度以上平面異常范圍內(nèi)見(jiàn)礦，ZK4416孔在700 nT強(qiáng)度以上平面異常范圍見(jiàn)礦，兩鉆孔之間的范圍(25～44線)正好是張福山低緩磁異常向SE凸出部位(據(jù)王永基等)。

圖2 張福山—柯家山礦床地質(zhì)物探綜合平面圖

3 井中三分量磁異常特征及解釋

在井中進(jìn)行高精度磁測(cè)數(shù)據(jù)采集和深部信息提取，是發(fā)現(xiàn)深部井旁礦體異常，較準(zhǔn)確地對(duì)礦體(磁源體)進(jìn)行空間定位預(yù)測(cè)，為探礦工程布置提供依據(jù)的有效手段。該方法在大冶鐵礦、金山店鐵礦等深部找礦工作中發(fā)揮了重要的作用［2-3］。

儀器設(shè)備 井中三分量磁測(cè)采用JCC3-1型磁三分量測(cè)井儀，磁分量靈敏度4 nT，磁分量精度優(yōu)于100 nT。

數(shù)據(jù)處理 首先對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及計(jì)算，將垂直磁異常ΔZ和水平磁異常模差ΔH'繪制沿井深的分布曲線，并將ΔZ與ΔH'合成ΔT矢量向線簇;再將測(cè)斜所反應(yīng)的鉆孔彎曲狀況曲線投影到鉆孔所處剖面線的斷面中;然后將ΔZ和水平分量在橫(縱)剖面中的投影ΔH⊥(ΔH∥)合成的矢量向線簇繪制于該鉆孔彎曲線上，構(gòu)成磁異常在剖面中沿鉆孔軸分布圖;最后將鉆孔的磁異常在剖面中投影繪制到地質(zhì)剖面中，構(gòu)成地質(zhì)磁測(cè)井綜合解釋圖。本文僅提取三分量磁異常中平行于剖面的磁異常進(jìn)行對(duì)比分析。

井中三分量磁異常特征及解釋 筆者對(duì)張福山礦床 8、12、16、18、25 線 的 ZK0816、ZK127、ZK164、ZK1816、ZK1817、ZK2517、ZK2518 鉆孔井中磁異常進(jìn)行綜合分析對(duì)比，剖面及鉆孔位置見(jiàn)圖2。

8線 從剖面圖(圖3)可見(jiàn)，I號(hào)礦體大致沿F1斷裂分布，8線ZK0816鉆孔在-360 m中段施工，鉆孔在-420～-700 m標(biāo)高井中磁異常反映了鉆孔控制I號(hào)礦體，F(xiàn)1斷裂在-700 m標(biāo)高，斷裂帶位置未見(jiàn)礦，在-750～-845 m左右出現(xiàn)三分量磁異常顯示在鉆孔北存在盲礦體。

圖3 8、12、16線地質(zhì)—井中磁測(cè)剖面簡(jiǎn)圖

12線 12線與8線距離200 m，最新施工的ZK127孔在-700 m標(biāo)高揭露到鐵礦體，三分量磁異常有內(nèi)磁場(chǎng)異常顯示，但在-530～-650 m標(biāo)高有旁側(cè)異常，其矢量線交點(diǎn)位于鉆孔北側(cè)。

16線 16線與12線距離 200 m，ZK164孔在-800 m標(biāo)高揭露到薄層礦體，井中磁測(cè)為內(nèi)磁場(chǎng)特征，與12線類似，在見(jiàn)礦位置上部，-720～-785 m標(biāo)高也存在矢量線交點(diǎn)異常，反映盲礦(磁荷源)位于剖面北側(cè)。

將8、12、16線對(duì)比來(lái)看，12線ZK127孔見(jiàn)薄層礦體與8線F1斷裂帶所處標(biāo)高基本一致，均在-700 m標(biāo)高附近，類比分析，Ⅰ號(hào)礦體可能在8線F1斷裂處尖滅，而深部的盲礦異?？赡転樾碌牡V體。如果這種情況存在，那么ZK127孔-530～-650 m標(biāo)高、ZK164孔-720～-785 m標(biāo)高的旁側(cè)磁異常就可能為I號(hào)礦體的尖滅點(diǎn)，ZK127、ZK164鉆孔揭露的薄層礦體則是與ZK0816孔旁側(cè)異常對(duì)應(yīng)的新的礦體。

同樣的情況在18、25線均有顯示(圖4)。

ZK1816鉆孔見(jiàn)到的薄層礦體上部存在矢量線交點(diǎn)異常，反映磁鐵礦Ⅰ號(hào)礦體在該處有尖滅現(xiàn)象;ZK1817鉆孔見(jiàn)到的薄層礦體上部均存在矢量線交點(diǎn)異常(圖4左側(cè)剖面)，所見(jiàn)到的薄層礦體有明顯內(nèi)磁場(chǎng)特征，反映了所見(jiàn)礦體可能為與8、12、16線類似的新礦體，交點(diǎn)異常反映了新礦體的頭部位置。

ZK2517鉆孔所見(jiàn)礦體下部巖體內(nèi)出現(xiàn)矢量線收斂交點(diǎn)異常指示Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體可能在交點(diǎn)處存在磁荷源，即礦體可能在此處尖滅，而ZK2518鉆孔見(jiàn)到的兩層礦體可能為不同于上部Ⅰ、Ⅱ礦體的新礦體。

4 成礦模式分析

對(duì)于金山店礦田的成礦模式，中國(guó)冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)勘查院有關(guān)地質(zhì)專家早期曾提出如圖5-a所示的成礦模型，認(rèn)為在現(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體的深部沿接觸帶可能存在Ⅲ號(hào)礦體。筆者根據(jù)井中磁異常特征對(duì)模型進(jìn)行了修改，見(jiàn)圖5-a，總體上礦體由西向東逐漸延深，Ⅰ號(hào)礦體向深部迅速變薄，直至尖滅。目前鉆孔控制的Ⅲ號(hào)礦體總體較薄、產(chǎn)狀變緩。

5 結(jié)語(yǔ)

金山店礦田張福山礦區(qū)的地質(zhì)成果及井中磁異常顯示，Ⅰ號(hào)礦體迅速變薄，直至尖滅，ZK127、ZK164、ZK2518、ZK1817等鉆孔深部見(jiàn)到的礦體可能與ZK0816深部的盲礦異常同為新的礦體，即Ⅲ號(hào)礦體，鉆孔揭露的礦體總體比Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體薄，但產(chǎn)狀要緩。在對(duì)井中磁異常解釋推斷的基礎(chǔ)上結(jié)合相鄰地質(zhì)剖面對(duì)成礦模型提出了新的看法，以供地質(zhì)同行參考。

圖4 18、25線地質(zhì)—井中磁測(cè)剖面簡(jiǎn)圖

圖5 金山店礦田礦床地球化學(xué)—地球物理模型

［1］ 陳臘春，余萬(wàn)明，高寶龍，等．湖北省大冶市金山店鐵礦接替資源勘查(深部普查)報(bào)告［R］．武漢:中國(guó)冶金地質(zhì)總局中南地質(zhì)勘查院，2010．

［2］ 高寶龍，龔強(qiáng)，舒秀峰，等．綜合物探方法在金山店鐵礦接替資源勘查中的應(yīng)用［J］．礦床地質(zhì)，2010，29(增刊):653-654．

［3］ 陶德益，楊海燕，高寶龍，等．井中磁測(cè)在大冶鐵礦深部勘查中的應(yīng)用效果［J］．資源環(huán)境與工程，2011，25(4):358-363．