綜合物探方法在航磁查證中的應(yīng)用
——以濟(jì)寧梁山東丁莊鐵礦勘查為例

趙蕻，謝興友，王士黨，紀(jì)曉陽

(1.山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)，山東 滕州　277500；2.山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，山東 泰安　271000；3.山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東 泰安　271000)

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綜合物探方法在航磁查證中的應(yīng)用
——以濟(jì)寧梁山東丁莊鐵礦勘查為例

趙蕻1,3，謝興友1,3，王士黨2,3，紀(jì)曉陽3

(1.山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊(duì)，山東 滕州277500；2.山東省煤田地質(zhì)局第三勘探隊(duì)，山東 泰安271000；3.山東泰山地質(zhì)勘查公司，山東 泰安271000)

摘要：梁山東丁莊鐵礦礦床賦存于新太古代泰山巖群山草峪組中，區(qū)內(nèi)礦體總體呈層狀，產(chǎn)狀與圍巖一致，走向?yàn)镹W—SW，總體傾向SW，傾角為50°，礦體埋深為230～320m。鐵礦中全鐵平均品位約30.35%，磁性鐵平均品位約25.44%。運(yùn)用磁法、可控源、地震勘探等方法對(duì)該區(qū)航磁異常進(jìn)行了查證，并總結(jié)了航磁異常查證的工作流程。

關(guān)鍵詞：鐵礦床；勘查；磁法；CSAMT；地震

引文格式：趙蕻，謝興友，王士黨，等.綜合物探方法在航磁查證中的應(yīng)用——以濟(jì)寧梁山東丁莊鐵礦勘查為例[J].山東國(guó)土資源，2016,32(6)：71-74.ZHAO Hong, XIE Xingyou，WANG Shidang, etc. Application of Comprehensive Geophysical Exploration in Aeromagenetic Anomaly Area——Setting Dongdingzhuang Iron Deposit in Liangshan Couty in Jining City as an Example[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(6)：71-74.

我國(guó)的鐵礦床大多數(shù)為貧鐵礦床，能直接煉鐵、煉鋼礦石較少，資源配置較差。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)未來鐵礦石的需求量及鐵精礦價(jià)格將會(huì)出現(xiàn)較大上漲[1]。

該次勘查工作使用了多種勘查手段，磁法勘探是航磁查證的主要手段[2-4]；可控源勘探通過對(duì)電阻率進(jìn)行篩選，區(qū)分是否為礦致異常，為深部鐵礦勘探的重要手段[5-7]；斷裂多數(shù)既控制著山草峪組含礦地層的分布，也對(duì)鐵礦體的連續(xù)性產(chǎn)生一定的破壞作用，利用地震勘探對(duì)區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造進(jìn)行解譯顯得極為重要。

1區(qū)域地質(zhì)概述

2007—2011年，全國(guó)開展了礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)工作，山東省國(guó)土資源廳在省內(nèi)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)中，對(duì)該區(qū)域評(píng)價(jià)結(jié)果為：東平-梁山預(yù)測(cè)工作區(qū)為省內(nèi)沉積變質(zhì)鐵礦的重要區(qū)帶。

汶上-東平航磁異常帶南起汶上縣城北，沿NW向經(jīng)彭集、水河后轉(zhuǎn)向北延伸至東阿鎮(zhèn)以北，長(zhǎng)達(dá)五十余千米，為一強(qiáng)磁異常帶，同時(shí)也是鐵礦成礦帶。在異常帶范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)多處磁鐵礦床，如彭集鐵礦、梁林鐵礦、水河鐵礦等，資源豐富。

2巖礦石物性參數(shù)及勘探方法的選擇

2.1巖礦石物性參數(shù)

該次所要勘探的地層為泰山巖群山草峪組，其巖性主要為黑云變粒巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、夾條紋—條帶狀磁鐵石英巖。該次巖礦石參數(shù)測(cè)定選擇的為該礦區(qū)露頭標(biāo)本和鄰近礦區(qū)內(nèi)鐵礦鉆孔巖心標(biāo)本。

(1)磁性參數(shù)。該區(qū)地表全部為第四系所覆蓋，磁性極弱。泰山巖群變質(zhì)巖黑云變粒巖磁化率2200×10-6·4π·SI，剩磁達(dá)1300×10-3A/m；斜長(zhǎng)角閃巖磁化率331×10-6·4π·SI、剩磁達(dá)56×10-3A/m，表現(xiàn)為中等磁性。由表1可知，泰山巖群中的變質(zhì)巖磁性相對(duì)較高，因此采用磁法測(cè)量可有效圈定泰山巖群的分布范圍。此外，沉積變質(zhì)型鐵礦具有比泰山巖群更高的磁性，可以與泰山巖群明顯的區(qū)分開來。

(2)電性特征。磁鐵礦的電阻率低于圍巖黑云變粒巖的電阻率。由于磁鐵礦層中所屬巖石類型(磁鐵石英巖)石英質(zhì)成分增多，雖然鐵礦是低阻礦物，石英巖為高阻，總體表現(xiàn)為高視電阻率區(qū)段。因此，磁鐵礦產(chǎn)出區(qū)段與黑云變粒巖類巖性段相比，明顯地呈現(xiàn)出高阻區(qū)段，這些電性特征為可控源音頻大地電磁(CSAMT)測(cè)量獲取電阻率相對(duì)較高的沉積變質(zhì)型鐵礦體提供了地球物理依據(jù)。

表1　礦區(qū)磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2勘探方法的選擇

鑒于以上巖石物性特征分析，首先選擇區(qū)內(nèi)航磁異常顯著位置開展1∶1萬面積性高精度磁法測(cè)量，綜合分析區(qū)內(nèi)的磁異常特征，在異常明顯地段開展高精度磁法與可控源音頻大地電磁聯(lián)合剖面測(cè)量，同時(shí)輔助以地震勘探對(duì)區(qū)域斷裂構(gòu)造進(jìn)行解譯，對(duì)成礦有利部位進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，并對(duì)鉆孔進(jìn)行磁參數(shù)測(cè)定[8-11]。

3綜合找礦方法的應(yīng)用

3.1高精度磁法勘探

汶上-東平磁異常帶為一強(qiáng)磁異常帶(圖1)。磁場(chǎng)一般為400～600nT平穩(wěn)磁場(chǎng)，在此背景上，呈現(xiàn)出以NW向?yàn)橹鞯膹?qiáng)度大、梯度陡的狹長(zhǎng)異常帶，其走向與區(qū)域地層走向基本一致。該區(qū)位于該磁異常帶的西南側(cè)，受泰山巖群山草峪組含磁鐵角閃石英巖層及蓋層厚度影響，磁場(chǎng)值相對(duì)較低，一般為200～300nT，在此背景上，存在多處航磁異常區(qū)。其中航磁編號(hào)：67-27，67-28，76-05位置處航磁異常較大，異常值400nT以上，在該區(qū)域開展高精磁測(cè)剖面測(cè)量。

圖1　區(qū)域航磁平面圖

3.2CSAMT剖面測(cè)量

由圖2可以看出，CSAMT視電阻率斷面由淺到深視電阻率值逐漸增高，剖面深部主要反映泰山巖群淺變質(zhì)巖系的電性特征。在值線由深部向上部呈現(xiàn)明顯突出抬升的蘑菇狀，此高阻地質(zhì)體與高磁精測(cè)剖面ΔT曲105點(diǎn)～135點(diǎn)間有高阻地質(zhì)體顯示，在斷面圖上極大值達(dá)6000ΩM以上，視電阻率等線高值范圍大致吻合。由于磁鐵石英巖較其他變質(zhì)巖的視電阻率相對(duì)較高，推測(cè)該高阻地質(zhì)體為磁鐵石英巖。

依據(jù)ΔT實(shí)測(cè)剖面反演及CSMAT剖面推斷成果，推斷該強(qiáng)磁性體淺部埋藏位置對(duì)應(yīng)剖面125點(diǎn)附近，地表投影寬度在350m左右，磁性體呈似層狀或厚板狀產(chǎn)出，傾向SW，傾角50°左右，埋深在150～690m。

3.3地震勘探

受汶泗斷裂、鄆城斷裂、梁山斷裂、戴廟斷裂、嘉祥斷裂等斷裂控制，形成多處地壘、地塹構(gòu)造。該次工作區(qū)域位于汶泗凹陷與東平凸起接壤部位，屬于隱伏地層泰山巖群山草峪組地層控礦，鐵礦層分布于泰山巖群內(nèi)部，北起汶泗斷裂，南到鄆城斷裂，西起拳鋪斷裂東到嘉祥斷裂。

根據(jù)性質(zhì)、落差及空間展布規(guī)律，解釋了一條斷層即汶泗斷層，位于該區(qū)中南部，走向NW，傾向SW，傾角70°，落差>1700m，區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度10km以上，該斷層有多條地震測(cè)線控制。斷裂以北屬泰山-蒙山斷隆，分布于前寒武紀(jì)基底巖系；斷裂以南屬菏澤-兗州斷坳，隱伏分布古近系、新近系及白堊系，如圖3所示。

圖3　單斜在地震時(shí)間剖面上的反映

在地塹構(gòu)造中山草峪組埋深較深，磁異常不明顯；在地壘構(gòu)造中山草峪組埋深較淺，磁異常中相對(duì)較明顯。

3.4三分量井中磁測(cè)

鉆孔在終孔后進(jìn)行了三分量測(cè)井工作。觀測(cè)點(diǎn)距0.5m，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)2300個(gè)，檢查觀測(cè)點(diǎn)243個(gè)。采集數(shù)據(jù)為水平分量X，Y及垂直分量Z，資料符合質(zhì)量要求，所獲原始數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，展繪成井中磁測(cè)曲線圖(圖4)。

圖4三分量磁測(cè)井曲線

4鉆孔驗(yàn)證

在高精度磁測(cè)與CSAMT聯(lián)合剖面測(cè)量線上，選擇點(diǎn)號(hào)132號(hào)物探點(diǎn)鉆探驗(yàn)，孔號(hào)為ZK100，鉆孔開孔傾角74.3°，方位角28.1°，終孔傾角67.7°，方位角40.0°，終孔深度560.55m。驗(yàn)證工程鉆遇3層角閃磁鐵石英巖，厚度為1.5～2.0m，品位為TFe25%～35%，mFe19%～31%。通過鉆探驗(yàn)證工程證實(shí)磁異常是由隱伏在山草峪組變質(zhì)巖系中的磁鐵礦體所引起，傾向SW。

5結(jié)論

(1)梁山東丁莊鐵礦礦床主要賦礦層位是新太古代泰山巖群山草峪組，礦石自然類型為條紋-條帶狀角閃石英型磁鐵礦石，區(qū)內(nèi)鐵礦體總體呈層狀，產(chǎn)狀與圍巖一致，走向?yàn)镹W—SW，總體傾向SW，傾角為50°，礦體埋深在230～320m之間。鐵礦中全鐵平均品位約30.35%，磁性鐵平均品位約25.44%，求得資源量(334)？1350萬t。

(2)總結(jié)航磁異常查證的工作流程：首先優(yōu)先航磁異常區(qū)塊，其次開展磁法測(cè)量和可控源測(cè)量，利用地震手段對(duì)區(qū)域構(gòu)造進(jìn)行查證，最后通過鉆探施工對(duì)物探資料進(jìn)行驗(yàn)證。為今后在相類似鐵礦勘查工作提供了借鑒作用。

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Application of Comprehensive Geophysical Exploration in Aeromagenetic Anomaly Area——Setting Dongdingzhuang Iron Deposit in Liangshan Couty in Jining City as an Example

ZHAO Hong1,3, XIE Xingyou1,3，WANG Shidang2,3, JI Xiaoyang3

(1.No.1 Exploration Brigade of Shandong Coal Geology Bureau, Shandong Tengzhou 277500, China；2.No.3 Exploration Brigade of Shandong Coal Geology Bureau, Shandong Tai'an 271000, China；3.Shandong Taishan Geological Surveying Company, Shandong Tai'an 271000, China)

Abstract:Dongdingshan iron deposit in Liangshan county locates in Shancaoyu formation of Neoarchean Taishan group. Ore bodies in this region are overall layered type. Ore occurrence are consist with the rocks. The strike is NW—SW, the overall tendency is SW, inclination is 50°, and the depth of ore bodies are 230～320m. Average grade of total iron is about 30.35%, and average grade of magnetic iron is about 25.44%. By using magnetic, controlled source and seismic exploration surveying methods, aeromagnetic anomalies has been verified, and aeromagnetic anomaly inspection workflow has been summarized as well.

Key word:Iron deposits; exploration; magnetic method; CSAMT;seismic exploration

收稿日期：2015-04-15；

修訂日期：2015-08-12；編輯：曹麗麗

作者簡(jiǎn)介：趙蕻(1982—),女,湖南邵陽人,工程師,主要從事地質(zhì)勘查工作；E-mail：150484087@qq.com

中圖分類號(hào)：P631

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B