高精磁測在河北省隆化縣龍王廟鐵礦找礦及靶區(qū)圈定中的應(yīng)用

孫宏巖，馬驍，牛英杰，高亞龍，劉威

（1.天津華勘礦業(yè)投資有限公司，天津 300170；2.天津物華礦業(yè)有限公司，天津 300000）

高精磁測在河北省隆化縣龍王廟鐵礦找礦及靶區(qū)圈定中的應(yīng)用

孫宏巖1，馬驍2，牛英杰1，高亞龍1，劉威1

（1.天津華勘礦業(yè)投資有限公司，天津 300170；2.天津物華礦業(yè)有限公司，天津 300000）

為驗(yàn)證龍王廟礦區(qū)深部鐵礦含礦性，圈定龍出找礦靶區(qū)，筆者在開展了1/5 000高精度磁測及鉆探驗(yàn)證工作后，推斷測區(qū)存在近東西向1條、北北西向2條較大的斷裂構(gòu)造；圈定處5個(gè)異常區(qū)（帶），M1、M2、M3、M4、M5。通過對M2-1、M3-2異常剖面半定量解釋，推測M2-1高磁異常為隱伏的磁性巖體引起，具有較好的尋找磁鐵礦前景。在兩個(gè)異常區(qū)位置進(jìn)行了鉆探施工及樣品采集分析工作，鐵品位已接近工業(yè)品位。高精磁測在龍王廟礦區(qū)應(yīng)用效果明顯，圈定的異常區(qū)結(jié)合鉆探驗(yàn)證結(jié)果，可以為下步該礦區(qū)找礦工作起到一定指示作用。

高精磁測；磁異常；成礦遠(yuǎn)景區(qū)；龍王廟鐵礦床

河北省隆化縣龍王廟礦區(qū)處于燕山山脈中部北緣，地表覆蓋較為嚴(yán)重。2007—2010年，筆者所在單位以銀鉛鋅多金屬為勘查目標(biāo)礦種，在該區(qū)開展了普查工作，通過鉆探工程在深部發(fā)現(xiàn)了含磁鐵礦輝長巖，結(jié)合樣品測試分析結(jié)果，認(rèn)為龍王廟礦區(qū)具備尋找鐵礦的潛力[1]。2013年，筆者所在單位在龍王廟礦區(qū)開展進(jìn)一步地質(zhì)勘查工作，主要針對深部含磁鐵礦輝長巖開展了高精度磁測以及鉆探工作，在該區(qū)鐵礦深部找礦及成礦規(guī)律研究方面取得較大突破，在龍王廟工作區(qū)內(nèi)圈定出5處高磁異常區(qū)[2]。本文主要通過對高磁異常區(qū)的分析，確定高磁異常的分布與構(gòu)造的關(guān)系、并圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

1 區(qū)域及礦床地質(zhì)特征

龍王廟鐵礦工作區(qū)位于燕遼成礦帶，屬華北地臺北緣中段的煙筒山東西向銀鉛鋅多金屬成礦帶，礦區(qū)以南為大廟-頭溝釩鈦磁鐵礦成礦帶（圖1）。

區(qū)域上主要為中生代侏羅紀(jì)陸相火山巖以及新太古代變質(zhì)巖系。中生代火山巖主要是上侏羅統(tǒng)張家口組一套酸性-亞堿性大陸火山熔巖及火山碎屑巖組合。新太古代變質(zhì)巖系，主要是黑云母斜長片麻巖、石榴石片麻巖、斜長角閃巖混合巖化片麻巖、石英片巖、變粒巖以及大理巖等。

區(qū)域上東西向的大斷裂發(fā)育，北部為豐寧-隆化-煙筒山東西向深大斷裂帶，南部為紅石砬-大廟-頭溝-娘娘廟東西向深大斷裂帶，與釩鈦磁鐵礦有關(guān)的基性-超基性巖體受以上兩條斷裂控制，同時(shí)這兩條斷裂也控制著區(qū)域內(nèi)釩鈦磁鐵礦的產(chǎn)出空間。東西向斷裂之間次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，展布方向主要為NE、NNE、NW向。東西向構(gòu)造控制了區(qū)內(nèi)多金屬礦產(chǎn)的分布，NNE向和NW向構(gòu)造對多金屬成礦有利。

區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈而頻繁，巖石類型比較復(fù)雜。太古-元古代巖漿巖以基性-超基性巖為主，尤其是區(qū)域內(nèi)存在上百個(gè)大大小小的基性、超基性巖體，歸屬中元古代，受豐寧-隆化深斷裂帶控制，呈近東西向分布，區(qū)域內(nèi)出露較大巖體有大廟巖體、頭溝巖體；燕山期巖漿巖以中-酸性巖漿巖為主[3]。

龍王廟鐵礦床含礦鎂鐵質(zhì)巖體沿南北向斷裂帶呈帶狀分布，巖體主要由斜長巖和輝長巖組成，屬于非層狀的復(fù)式巖體（圖2）。

礦體主要分布在斜長巖與輝長巖的接觸帶內(nèi)或斜長巖裂隙中，呈雁行狀排列，多呈扁豆?fàn)罨蛎}狀。礦體受到裂隙構(gòu)造控制，與圍巖的界線清楚，一般長幾百米，厚數(shù)米、更厚者數(shù)十米，延伸數(shù)百米，主要由致密塊狀礦石組成，含少量浸染狀礦石。

礦體有部分產(chǎn)于輝長巖內(nèi)，形態(tài)大多為透鏡狀，與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。這類礦體的主要礦石組成為浸染狀礦石，有時(shí)一個(gè)礦體往深部分叉而逐漸尖滅，有時(shí)幾個(gè)礦體往深部連成一體。

圍巖常見不同程度的蝕變，主要為綠簾石化、綠泥石化和鈉黝簾石化。礦石礦物主要由鈦鐵礦、釩鈦磁鐵礦、赤鐵礦等組成，并含少量黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、白鈦礦、金紅石等。脈石礦物有綠泥石、磷灰石、斜長石、輝石和綠簾石等。礦石多數(shù)為浸染狀和塊狀構(gòu)造，偶爾見斑雜狀構(gòu)造，具有典型的固溶體分解結(jié)構(gòu)和海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。

2 區(qū)域地球物理特征

對礦區(qū)進(jìn)行了1/5 000高精度磁測（線距50 m，點(diǎn)距20 m）。在磁測△T等值線平面圖中，磁場值在-1 365～4 672 nT之間變化。磁異常宏觀特征表現(xiàn)為測區(qū)東南部為正異常，西北部為負(fù)異常。磁力場最高值位于工作區(qū)中部偏南。

從磁異常細(xì)節(jié)上看，測區(qū)東北部負(fù)異常梯度的變化比較大，中部有較小面積的高磁異常，植入負(fù)異常之上，顯現(xiàn)形態(tài)為“孤島”狀。西北部磁異常的變化則相對較小，磁場值基本上在-200 nT左右。測區(qū)正異?？杉?xì)分為3條NNW向展布的帶狀異常及兩處規(guī)模較小但梯度變化較大的異常，其中3條帶狀異常近乎平行，被2條帶狀負(fù)異常分隔，較長的異常帶約2 km，較短的約1.3 km。

通過平面化極手段對磁測△T網(wǎng)格文件進(jìn)行處理，目的是為了避免因地磁場斜磁化而引起的磁源體位置的偏移與異常峰值，使地質(zhì)（體）構(gòu)造的實(shí)際位置能夠與磁測△T異常相吻合。本文中做的化極處理，磁傾角為59°59′，磁偏角-7°34′。

由磁測△T化極等值線平面圖（圖3）可以看出，宏觀特征上，磁異常化極前后是基本相似的，化極后異常主體位置略向東南偏移，幅值強(qiáng)度稍有所增大，范圍在-1 630～4 888 nT之間變化。東北部負(fù)磁異?；瘶O后形態(tài)更清晰、完整，異常極值約-1 600 nT，東南部高磁異常帶狀特征也相對明顯[9]。

磁測△T等值線平面圖與磁測化極△T等值線平面圖疊合對比可知，磁測△T異常與化極后的磁測△T異常形態(tài)變化不大，化極磁異常中心位置變化也不大，但異常幅值稍有增大。根據(jù)異常形態(tài)的變化情況可大致推知異常體埋藏深度較小[4]。

對化極后的磁測△T分別作高度為20 m、50 m、100 m、300 m的向上延拓處理，在上延后的磁測△T化極等值線平面圖上，高磁異常帶的形態(tài)特征變化較大，局部高磁異常隨上延高度的增大逐漸減弱直至消失，區(qū)域磁異常逐步呈現(xiàn)與航磁異常相同的南正北負(fù)的特征，主異常中心位于工作區(qū)外圍的東南角。這種變化特點(diǎn)說明，區(qū)域主體異常由深部磁性體引起的，而且局部磁源體埋藏較淺。通過局部異常處于邊緣部位或者疊加在區(qū)域異常之上這一特征可以看出，淺部磁性異常體是深源物質(zhì)沿構(gòu)造、裂隙向上運(yùn)移引起的蝕變所致[5]。

由此可以推斷，一個(gè)沿隱伏深大斷裂侵入的呈南北向排列的磁性體，可能是工作區(qū)深源磁異常的起因所在。局部剩余磁異常是古老地質(zhì)體褶皺、或差異風(fēng)化形成帶狀產(chǎn)出，或者是后期構(gòu)造引發(fā)的標(biāo)高差異引起[5，6]。

為了解磁異常體的分布與構(gòu)造之間的關(guān)系，對化極△T異常進(jìn)行水平方向45°、135°方向求導(dǎo)計(jì)算，如圖4。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合磁異常分布情況及地質(zhì)資料分析，測區(qū)可能存在3條較大的斷裂構(gòu)造：F1′、F2′、F3′，其中F1′為近東西向展布，F(xiàn)2′、F3′為北北西向展布；且北北西向斷裂構(gòu)造形成時(shí)期早于東西向斷裂，或者三條斷裂構(gòu)造同期形成，北北西向的同時(shí)受到東西向的構(gòu)造活動(dòng)影響[7]。

3 成礦遠(yuǎn)景預(yù)測

通過采用滑動(dòng)平均法對磁測化極△T異常進(jìn)行場源分離計(jì)算，窗口大小為12個(gè)點(diǎn)線距，得到區(qū)域異常和剩余異常。區(qū)域磁異常反映了區(qū)域巖性變化以及深部磁性體的分布，剩余磁異常則反映了淺層磁性地質(zhì)體的分布情況。根據(jù)△T化極剩余異常等值線平面圖（圖5），在工作區(qū)內(nèi)共圈定五個(gè)異常帶區(qū)，其中帶狀異常三個(gè)、局部異常兩個(gè)，M1和M2位于龍王廟礦區(qū)內(nèi)[8]。通過在磁異常范圍內(nèi)實(shí)施鉆探驗(yàn)證，2個(gè)鉆孔均在離地表100 m左右進(jìn)入含磁鐵礦輝長巖，其中磁鐵礦多以稀疏浸染狀分布于暗色礦物中，分析結(jié)果顯示全鐵品位已經(jīng)接近工業(yè)品位，深部可能存在更大的找礦空間。

（1）M1高磁異常帶

位于工作區(qū)西南部，異常形態(tài)為近東西向條帶狀，長約350 m，平均寬約100 m。M1兩側(cè)梯度變化較大，等值線密集，異常值最大約1 400 nT。異常南、北兩側(cè)各有一負(fù)磁異常帶。根據(jù)地表的巖性顯示，該地段的巖性為弱磁性的凝灰角礫巖，推斷該高磁異常是由埋深較淺的隱伏的磁性體引起[1]。

針對M1高磁異常提取了磁測剖面P1，并采用經(jīng)驗(yàn)切線法對異常體埋深進(jìn)行了估算。異常體模型為順層磁化無限走向延伸薄板狀體，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，估算異常頂面埋深較不大，約82.5 m。

（2）M2高磁異常帶

M2高磁異常帶延展方向?yàn)楸北蔽飨?，長約2 km，寬150～350 m，帶上有兩處局部高磁異常M2-1、M2-2。其中M2-1異常位于異常帶北端，幅值變化較大，M2-2異常位于異常帶中部，幅值變化相對較小。兩局部異常特征分述如下：

M2-1高磁異常形態(tài)近似橢圓，長軸長約400 m，為北北西向，短軸長約200 m，異常最大值約3 360 nT，異常圈閉面積約0.1 km2。該高磁異常北側(cè)有一負(fù)磁異常伴生，形態(tài)大小與M1異常相近，異常梯度變化也較大，極值約-1 100 nT[9]。

已知的2號礦化蝕變帶北端與異常中心相鄰，可以推測M2-1具備相對較好的成礦條件，該異常很可能由磁性較強(qiáng)的輝長巖引起。針對M2-1局部高磁異常提取了磁測剖面P2，采用經(jīng)驗(yàn)切線法對異常體埋深進(jìn)行了估算。異常體模型表現(xiàn)為順層磁化無限走向延伸薄板狀體，計(jì)算結(jié)果表明，異常體埋深約75.8m，寬約50 m。M2-1異常為礦權(quán)區(qū)內(nèi)最優(yōu)磁異常。

盡管異常最大值達(dá)1300 nT左右，但與M2-1高磁異常相比，M2-2異常幅值相對較弱，異常形態(tài)則顯得不很規(guī)則，由兩個(gè)較小的高磁異常組合而成，異常圈閉面積共約0.1 km2。

（3）M3高磁異常帶

M3高磁異常帶與M2異常帶相鄰，展布方向同為北北西向。此異常帶上有存在兩處局部高磁異常M3-1，M3-2。

M3-1高磁異常位于M3異常帶北段，呈條帶狀，長約600 m，平均寬約150 m，最大值約1 400 nT，該異常附近有幾處弱小磁異常相鄰，推測M3-1異常因受構(gòu)造活動(dòng)而從主異常帶上分離而出。

M3-2高磁異常，形態(tài)呈橢圓狀，長軸長約500 m，展布方向?yàn)楸北蔽飨?，短軸長約230 m，異常最大值約5 000 nT，M3-2為本次高精度磁法測量工作所發(fā)現(xiàn)的幅值最高、異常梯度變化很大的異常，該異常的兩側(cè)為兩條負(fù)異常帶。

在M3-2異常的外圍有鉀長花崗巖巖體出露，推測該異常是由于后期因巖漿沿?cái)嗔褬?gòu)造多期次活動(dòng)，致使深部的含磁鐵礦輝長巖體侵入引起。為詳細(xì)了解異常體的規(guī)模、產(chǎn)狀等信息，從M3-2局部高磁異常上提取了剖面P3，并采用經(jīng)驗(yàn)切線法進(jìn)行了估算，異常體模型為順層磁化無限走向延伸薄板狀體，計(jì)算結(jié)果表明，異常體埋深約89.7 m，寬約60 m。

（4）M4高磁異常帶

M4高磁異常帶大體走向同樣為北北西向，長約1.4 km，平均寬度約200 m。該異常帶南段磁場強(qiáng)度較大，北段異常強(qiáng)度相對較弱，最大磁場值約2 400 nT。根據(jù)野外實(shí)地觀察，異常帶南段磁場達(dá)峰值處出露的巖性為含磁鐵礦輝長巖；異常帶北段高磁特征雖然也比較明顯，但地表被第四系所覆蓋，推測異常是由隱伏的含磁鐵礦輝長巖體所引起，且隱伏巖體與南段出露的巖體連為一體，巖體頂面埋深從南向北逐漸變大。

（5）M5高磁異常

該異常形態(tài)不規(guī)整，由三個(gè)較小高磁異常組合而成，異常所圈閉面積共約0.15 km2。與M4異常相似，都為地表出露的含磁鐵礦品位較低的輝長巖引起的。推測此異常與M4異常帶曾為一體，因后期構(gòu)造活動(dòng)與主異常帶分離[13]。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)上延不同高度的化極磁力異常的結(jié)果，磁源體具有南淺北深的變化特征。隨著延拓高度的增加，局部異常與區(qū)域異常位置吻合，局部異常逐漸消失，具有限延伸；由磁測化極△T異常圖的可以看出，高磁異常帶兩側(cè)等值線密集、梯度變化較大，異常形態(tài)與構(gòu)造展布方向、構(gòu)造發(fā)育程度關(guān)系密切。

（2）在構(gòu)造交匯處分布有磁異常地段伴隨有多金屬礦化蝕變異常，局部已見脈狀礦體，說明該構(gòu)造區(qū)域熱液活動(dòng)較強(qiáng)，斷裂構(gòu)造是龍王廟礦區(qū)的主要控礦因素，同時(shí)也是成礦、容礦的場所。磁異常對尋找多金屬礦能起到指示作用。局部磁異常反映出磁性蝕變體、脈巖的分布，也反應(yīng)出構(gòu)造活動(dòng)的分布情況，為高溫?zé)嵋貉貥?gòu)造、裂隙侵入的結(jié)果。

（3）根據(jù)5個(gè)高磁異常區(qū)（帶）圈定了5個(gè)找礦靶區(qū)，經(jīng)過鉆孔驗(yàn)證其中兩個(gè)異常區(qū)后，效果不盡理想，建議下步找鐵礦的工作，應(yīng)該在透徹分析異常中心并確定異常是否有遷移的前提下再行開展。

[1]梁暉，李宏鵬.河北省隆化縣龍王廟銀多金屬礦普查地質(zhì)報(bào)告[R].天津華北地質(zhì)勘查總院，2010.

[2]胡建勇，等.河北省隆化縣龍王廟礦區(qū)鐵礦普查工作總結(jié)[R].天津華勘礦業(yè)投資有限公司，2013.

[3]劉銘濤，郭鵬志，劉學(xué)武，等.河北隆化縣龍王廟兩個(gè)成礦系統(tǒng)的成礦探討[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2015，15（18）:133-137.

[4]郝興中，楊毅恒，李英平，等.單縣龍王廟鐵礦地質(zhì)地球物理特征及找礦意義[J].地球物理學(xué)進(jìn)展.2014，29（2）：0725-0732.

[5]李才明，邵昌盛，唐小兵，等.云南相大銅鉛鋅多金屬礦區(qū)高精度磁測異常特征及解釋[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2009，36（2）:210-215.

[6]霍光輝.高精度磁測在山西省繁峙吐樓鐵礦區(qū)勘探中的應(yīng)用[J].山東國土資源.2010，26（9）:23-26.

[7]梁德超，鄧軍，楊立強(qiáng).地面高精度磁測在膠東某金礦普查區(qū)的應(yīng)用[J].地質(zhì)與勘探.2000，36（3）:67-70.

[8]趙法強(qiáng)，曹秀華，龐緒貴，等.高精度磁測在單縣龍王廟地區(qū)鐵礦調(diào)查中的應(yīng)用[J].山東國土資源.2011，27（8）:23-26，30.

[9]陳春陽，劉哲.基于高精度磁測和大功率激電的找礦方法[J].現(xiàn)代礦業(yè).2014，5:80-84.

[10]黃理善，敬榮中，曾暉，等.高精度磁測在某鎢錫礦區(qū)的應(yīng)用[J].礦產(chǎn)與地質(zhì).2009，23（3）:276-281.

[11]王文龍，張鳳林.內(nèi)蒙花敖包特銀鉛鋅礦床高精度磁測找礦模式[J].工程地球物理學(xué)報(bào).2010，7（2）:207-213.

[12]朱紅軍，唐仕華，黃經(jīng)明，等.高精度磁測（ΔT）計(jì)算公式的簡化及應(yīng)用[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn).2008，2:66-71.

[13]廖峰.高精度磁測在四川省某釩鈦磁鐵礦區(qū)的應(yīng)用研究[D].成都理工大學(xué)，2014，5.

Application of high precision magnetic survey for exploration of iron and delineation of target areas in Longwangmiao iron deposit in Longhua county,Hebei province

SUN Hong-yan1,MA Xiao2,NIU Ying-jie1,GAO Ya-long1,LIU Wei1

(1.Tianjin Huakan Minerals Inevestment Co.,Ltd，Tianjin 300170;2.Tianjin Wuhua Mining Industry Co.,Ltd,Tianjin 300000,China)

In order to verify deep iron ore mining area and delineate iron ore prospecting target area in Longwangmiao iron deposit,1/5000 high precision magnetic work and drilling verification work were carried out.1 nearly EW direction,2 NNW direction large faults were inferred;5 delineated abnormal areas(zones),M1, M2,M3,M4,M5 were delineated.Through the interpretation of the semi quantitative M2-1,M3-2 anomaly profile,speculated that high magnetic M2-1 magnetic anomaly caused by concealed rock mass,which are better position to find magnetite;abnormal areas were collected and sample analysis of drilling construction work,the iron grade is close to industrial grade.High precision magnetic survey in Longwangmiao deposit combining with the drilling results,the next step work for prospecting in the area can be developed easier.

high precision magnetic survey;magnetic anomalies;metallogenic prospective area;Longwangmiao iron deposit

P631.2;P618.31

A

1672－4135（2017）01－0071-05

2016-12-19

天津華勘集團(tuán)公司地礦事業(yè)部地質(zhì)找礦專項(xiàng)基金項(xiàng)目“河北省隆化縣龍王廟礦區(qū)鐵礦普查（地任字[2013]1號）”

孫宏巖（1992-），男，本科雙學(xué)位，2013年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)學(xué)專業(yè)及工商管理專業(yè)，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查及礦山開發(fā)工作，E-mail：446838087@qq.com。