中國(guó)航磁異常特征與鐵礦床空間分布關(guān)系*

楊 海，熊盛青，楊 雪，范正國(guó)，李 芳，賈志業(yè)，劉前坤

（1 中國(guó)自然資源航空物探遙感中心，北京 100083；2 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；3 自然資源部航空地球物理與遙感地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

鐵礦是中國(guó)重要的大宗戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到重要的支撐作用（肖克炎等，2011；李厚民等，2012a）。磁測(cè)資料是鐵礦勘查中最有效和應(yīng)用最廣泛的地球物理資料。截至2021 年，全國(guó)航磁測(cè)量覆蓋面積約1095.2 萬(wàn)km2，高精度航磁測(cè)區(qū)覆蓋面積約777.5 萬(wàn)km2，中低精度航磁測(cè)區(qū)覆蓋面積約317.7 萬(wàn)km2。其中，大比例尺（≥1∶5 萬(wàn)）航磁測(cè)區(qū)覆蓋面積約468.3 萬(wàn)km2，在鐵礦勘查中發(fā)揮了重要作用。受限于地質(zhì)認(rèn)識(shí)和異常查證手段，有相當(dāng)一部分異常經(jīng)過(guò)若干年后才證實(shí)為礦引起，如安徽省廬樅火山巖盆地中的羅昌河航磁異常，1956 年就已發(fā)現(xiàn)，直到1966 年，在江蘇梅山鐵礦啟示下，驗(yàn)證為一大型礦床（姚培慧等，1993）。2006～2013 年，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)中磁測(cè)資料應(yīng)用研究，系統(tǒng)開(kāi)展了全國(guó)、大區(qū)、省級(jí)、成礦帶和預(yù)測(cè)工作區(qū)5 個(gè)尺度的磁性礦產(chǎn)預(yù)測(cè)工作，預(yù)測(cè)鐵礦資源量約1934.9 億t（范正國(guó)等，2010；熊盛青等，2015；2021）。21 世紀(jì)初，在西天山、西昆侖、阿爾金地區(qū)開(kāi)展了1∶5 萬(wàn)高精度航磁調(diào)查，發(fā)現(xiàn)航磁異常1165 處，隨后經(jīng)過(guò)地面地球物理勘探和鉆探工作，發(fā)現(xiàn)了一系列鐵礦，如松湖南鐵礦、尼新塔格鐵礦、備戰(zhàn)鐵礦等(董連慧等，2008；蘭險(xiǎn)等，2010)。

中國(guó)主要有6 種鐵礦床類型，包含沉積變質(zhì)型、巖漿型、接觸交代-熱液型（矽卡巖型）、火山巖型、沉積型和風(fēng)化淋濾型（陳毓川等，2015）。沉積型和風(fēng)化淋濾型主要礦石礦物以褐鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦等無(wú)磁性礦物為主，在磁場(chǎng)上顯示較弱，但如果伴生有磁鐵礦，也會(huì)產(chǎn)生明顯的航磁異常，如陜西大西溝鐵礦。其余類型的鐵礦礦石礦物以磁鐵礦為主，或伴生有一定含量的磁鐵礦，一般在磁場(chǎng)上有較好的顯示。本文主要從區(qū)域、礦集區(qū)、礦床3 個(gè)尺度，探討不同尺度航磁異常與沉積變質(zhì)型、巖漿型、接觸交代-熱液型和火山巖型鐵礦空間分布的關(guān)系，總結(jié)磁場(chǎng)反映的成礦地質(zhì)背景。

1 區(qū)域構(gòu)造與鐵礦分布的關(guān)系

航磁異常通常由巖漿巖及其變質(zhì)產(chǎn)物引起，記錄了多期次的構(gòu)造-巖漿事件，控制了鐵礦床的源、運(yùn)、儲(chǔ)和破壞過(guò)程。新編制的1∶100 萬(wàn)全國(guó)航磁異常圖（圖1），清晰地顯示了中國(guó)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征（熊盛青等，2016a），對(duì)于規(guī)模較大的鐵礦床或礦集區(qū)也有明顯的異常顯示，如遼寧鞍山-本溪、山東濟(jì)寧地區(qū)等。根據(jù)航磁異常特征，學(xué)者們完成了全國(guó)、大區(qū)等尺度地質(zhì)要素的推斷解釋，形成了推斷斷裂分布圖、巖漿巖分布圖、磁性基巖最小深度圖、居里面深度圖等專題解釋圖件（熊盛青等，2014；2016a；2016b;Xiong et al.,2016c）。這些圖件很好地顯示了中國(guó)的區(qū)域構(gòu)造格架與成礦地質(zhì)背景（熊盛青等，2018），并且具有透視淺部蓋層的特點(diǎn)。

圖1 航磁ΔT化極等值線圖與鐵礦的分布特征（航磁異常圖引自熊盛青等，2016a）Fig.1 Aeromagnetic ΔT reduction to the pole contour map and distribution of iron ore deposits(aeromagnetic anomaly map from Xiong et al.,2016a)

沉積變質(zhì)型、巖漿型、火山巖型和接觸交代-熱液型鐵礦均分布在磁異常正負(fù)劇烈變化的地區(qū)，沿線性磁異常帶密集分布，較少位于寬緩的正異?；蜇?fù)異常區(qū)。李厚民等（2012a）圈定的鐵礦成礦區(qū)帶與航磁異常帶的走向基本一致。這一特征具有兩層含義，一是鐵礦本身能夠產(chǎn)生較強(qiáng)磁異常；二是控礦的巖漿巖、矽卡巖或條帶狀鐵建造（BIF）等具有磁性，能夠形成區(qū)域性的條帶狀磁異常。從已知鐵礦的空間分布來(lái)看，鐵礦主要分布在中國(guó)東部，西部成礦強(qiáng)度較弱，如沉積變質(zhì)型鐵礦主要發(fā)育在華北陸塊和揚(yáng)子陸塊及其周緣，塔里木陸塊周緣有少量產(chǎn)出（沈保豐，2012）。這種“東多西少”的分布特征可能與西部鐵礦勘查工作程度較低有關(guān)。塔里木陸塊的磁場(chǎng)特征與華北陸塊和揚(yáng)子陸塊一致，經(jīng)歷了相似的演化過(guò)程，其周緣應(yīng)該有極大的找礦空間，尤其是盆地邊緣淺覆蓋區(qū)。從航磁ΔT化極等值線圖可以看出（圖1），4 種類型鐵礦分布的磁場(chǎng)面貌是有差異的：沉積變質(zhì)型鐵礦通常分布在條帶狀磁異常邊部的負(fù)異常區(qū)中的局部高磁異常；巖漿型鐵礦都沿線性磁異常帶分布，顯示了深大斷裂切割地殼，引起了幔源巖漿活動(dòng)的特點(diǎn)；接觸交代-熱液型和火山巖型鐵礦通常沿小規(guī)模的磁異常帶或雜亂磁異常區(qū)分布，與斷裂構(gòu)造引起中酸巖漿侵位有關(guān)。

磁異常的宏觀變化特征可以用于識(shí)別斷裂帶的分布，主要包括以下幾種現(xiàn)象：①不同磁場(chǎng)區(qū)分界線；②線性和串珠狀異常帶；③磁異常帶的錯(cuò)動(dòng)線、等值線扭曲帶、異常突變帶等；④線性梯度帶。根據(jù)航磁異常推斷的一級(jí)和二級(jí)斷裂（圖2）可以看出，沉積變質(zhì)型鐵礦受斷裂構(gòu)造的控制不明顯，巖漿型鐵礦都沿切割地殼的深大斷裂分布，接觸交代-熱液型和火山巖型鐵礦主要受次級(jí)斷裂控制。

圖2 航磁推斷斷裂與鐵礦的分布特征（推斷斷裂引自熊盛青等，2016a）Fig.2 Inferred faults from aeromagnetic anomaly feature and distribution of iron ore deposits(inferred faults modified after Xiong et al.,2016a)

利用航磁資料圈定巖漿巖，尤其對(duì)隱伏巖漿巖的發(fā)現(xiàn)和圈定是一種重要方法（熊盛青等，2016a）。磁性資料表明，發(fā)育在不同地區(qū)的巖漿巖一般都具有磁性，但它們之間又存在著差別，通常表現(xiàn)在隨著巖石基性程度的增高而磁性增強(qiáng)，這與巖石中含有磁性礦物的含量有直接關(guān)系?；?超基性巖類一般磁性較強(qiáng)，?？梢鹕锨Ъ{特的磁異常，由于其通常沿?cái)嗔研》秶a(chǎn)出，多形成線性串珠狀磁異常帶。中酸性巖類磁性變化較大，弱至中等磁性，但其出露范圍很大，能引起寬緩升高的面狀磁異常?；鹕綆r類磁性變化劇烈且極不均勻，通常對(duì)應(yīng)劇烈變化的磁異常區(qū)。根據(jù)航磁推斷的巖漿巖與鐵礦的分布特征（圖3），沉積變質(zhì)型鐵礦與巖漿巖分布沒(méi)有明顯關(guān)系，巖漿型鐵礦與基性-超基性巖空間位置吻合，接觸交代-熱液型鐵礦主要集中于中酸性巖體分布區(qū)，火山巖型鐵礦分布于火山巖區(qū)。航磁推斷巖體大都為隱伏巖體，對(duì)尋找隱伏礦床有指導(dǎo)意義，但有兩點(diǎn)值得注意：一是隱伏巖漿巖的圈定，是本著由已知到未知開(kāi)展，通常需要周邊已出露巖體的物性數(shù)據(jù)作為支撐，巖性需結(jié)合野外調(diào)查情況具體分析；二是推斷結(jié)果受數(shù)據(jù)精度和比例尺的影響，較為準(zhǔn)確的推斷結(jié)果則需大比例尺高精度數(shù)據(jù)。

圖3 航磁推斷巖漿巖與鐵礦的分布特征（推斷巖漿巖引自熊盛青等，2016a）Fig.3 Inferred magmatic rocks from aeromagnetic anomaly feature and distribution of iron ore deposits(inferred magmatic rocks modified after Xiong et al.,2016a)

磁性基巖最小深度圖是一張定量解釋圖（圖4），是利用切線法、外奎爾法、歐拉法等深度計(jì)算方法對(duì)反映磁性體頂面埋藏深度的航磁異常進(jìn)行計(jì)算后編制而成的，反映了不同時(shí)代、不同巖性各類磁性體的頂面埋藏深度及起伏變化特征（熊盛青等，2014）。磁性基巖是具有磁性巖石的統(tǒng)稱，可以是具有磁性的變質(zhì)巖、侵入巖、火山巖、蝕變帶等。因此，在中小比例尺磁異常圖上計(jì)算的磁性基巖深度通常是多種巖性的綜合反映，反映了多個(gè)地質(zhì)單元的埋深；在大比例尺磁異常圖上可以反映目標(biāo)地質(zhì)體更精確的深度，對(duì)找礦也最為有用，如可以直接反演鐵礦的埋深和形態(tài)。磁性基巖通常在造山帶埋藏較淺，在盆地埋藏較深。研究發(fā)現(xiàn)，已發(fā)現(xiàn)的4 種類型的鐵礦都位于磁性基巖埋藏較淺的地區(qū)，這些地區(qū)受后期構(gòu)造活動(dòng)改造強(qiáng)烈，基底隆起或巖漿侵入，即使發(fā)育鐵礦，也埋深較淺，開(kāi)采具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是未來(lái)鐵礦找礦的重點(diǎn)地區(qū)。

圖4 航磁計(jì)算磁性基巖最小深度與鐵礦的分布特征（磁性基巖最小深度引自熊盛青等，2016a）Fig.4 Minimum depth of magnetic bedrocks calculated from aeromagnetic data and distribution of iron ore deposits(minimum depth of magnetic bedrocks from Xiong et al.,2016a)

全國(guó)的航磁異常及其推斷解釋要素，顯示了區(qū)域構(gòu)造格架的控礦特征。但是，編圖范圍的大小和網(wǎng)格密度的不同，通常都顯示了不同層次的地質(zhì)構(gòu)造信息。為了闡述不同類型鐵礦在磁場(chǎng)上的特征，針對(duì)4 個(gè)主要鐵礦類型，在全國(guó)選取了4 個(gè)典型區(qū)域，按照區(qū)域—礦集區(qū)—典型礦床的思路，解剖不同類型鐵礦在不同尺度數(shù)據(jù)上的響應(yīng)。

2 沉積變質(zhì)型鐵礦的航磁特征

2.1 區(qū)域磁場(chǎng)特征

中國(guó)的沉積變質(zhì)型鐵礦按其沉積時(shí)間可以劃分為2 種類型：一類沉積于新太古代末—古元古代初，主要分布于中國(guó)華北陸塊區(qū)，是中國(guó)最大的沉積變質(zhì)型鐵礦分布區(qū)；另一類沉積于新元古代，在中國(guó)分布較少，主要位于華南地區(qū)，代表性礦床包括江西新余地區(qū)的楊家橋鐵礦床和海南石碌鐵礦床(許德如等，2009；李志紅等，2014；張招崇等，2021)。本文重點(diǎn)討論華北陸塊區(qū)的航磁特征與沉積變質(zhì)型鐵礦的關(guān)系。航磁ΔT化極異常分布圖（圖5）顯示，華北陸塊區(qū)的磁場(chǎng)特征基本上沿東西向可以分為阿拉善陸塊弧形磁異常區(qū)、鄂爾多斯陸塊條塊狀磁場(chǎng)區(qū)和華北陸塊區(qū)東部的雜亂磁場(chǎng)區(qū)3 塊。華北陸塊區(qū)東部的磁異常無(wú)明顯走向，規(guī)模大小不一，以團(tuán)塊狀分布為主，可能與后期的破壞改造有關(guān)，促使BIF 條帶鐵質(zhì)活化再富集，形成了大量沉積變質(zhì)型鐵礦。大量出露的前寒武紀(jì)基底并未對(duì)應(yīng)明顯的航磁正異常，如呂梁群、五臺(tái)群、阜平群、濟(jì)寧群等地層均顯示了弱磁異常的特征，僅局部地層中夾BIF 和火山巖能引起規(guī)模較小的局部異常。航磁ΔT化極上延20 km圖壓制了淺部磁異常的信息（圖6），突出了規(guī)模和埋深較大的深源地質(zhì)體的信息，晚太古代微陸塊的劃分與磁異常的形態(tài)也較為一致（翟明國(guó)等，2019），僅鄂爾多斯北部3 條弧形磁異常帶與劃分方案不吻合，與地表深覆蓋有關(guān)。沉積變質(zhì)型鐵礦大都位于陸塊邊緣基底隆起的地區(qū)。

圖5 華北克拉通航磁ΔT 化極異常與沉積變質(zhì)型鐵礦分布（前寒武紀(jì)基底引自Kusky et al.,2016）Fig.5 Aeromagnetic ΔT reduction to the pole image of North China Craton and distribution of sedimentary metamorphic iron ore deposits(Precambrian basement from Kusky et al.,2016)

華北陸塊區(qū)的BIF 絕大多數(shù)屬于阿爾戈馬型(Algoma-type)，沉積于新太古代晚期(2.55～2.50 Ga)，主要集中在華北陸塊區(qū)東部的遼寧鞍山-本溪、冀東和魯西等地區(qū)(Zhang et al., 2012；張連昌等，2012)。這些地區(qū)在航磁異常圖上主要顯示為負(fù)背景場(chǎng)上疊加的大量的局部異常，與西部鄂爾多斯盆地呈現(xiàn)的走向單一、規(guī)模較大的磁異常帶形成了巨大的反差。條塊狀正磁異常帶應(yīng)是前寒武紀(jì)微陸塊的反映，由前寒武紀(jì)陸殼經(jīng)歷角閃巖相和麻粒巖相變質(zhì)而形成，而其邊緣的負(fù)磁異常帶與綠巖帶范圍較一致（圖6）。綠巖帶是指由前寒武紀(jì)變質(zhì)火山-沉積巖系組成的表殼巖，通常由早期的火山巖和晚期的沉積巖或火山碎屑沉積巖組成，火山巖下部以超基性-基性巖為主（常含科馬提巖），上部為鈣堿性火山巖（張連昌等，2012）。綠巖帶主要產(chǎn)出在古陸核之間或其邊緣，少數(shù)為古陸核的組成部分。綠巖帶與普通花崗巖相比，整體貧磁鐵礦，即使在高度變質(zhì)的情況下，在大范圍航磁調(diào)查中能被識(shí)別出來(lái)（Grant, 1985）。因此，產(chǎn)在綠巖帶中的沉積變質(zhì)型鐵礦的礦集區(qū)，在磁場(chǎng)上都以負(fù)背景場(chǎng)中的局部高磁異常為特征，如鞍本、冀東、五臺(tái)、固陽(yáng)等地區(qū)，鐵礦及含礦地質(zhì)體引起的磁異常即使在向上延拓20 km 以后仍然很清楚。

圖6 華北克拉通航磁ΔT化極上延20 km與沉積變質(zhì)型鐵礦分布（晚太古代微陸塊引自Zhai et al.,2011;Tang et al.,2018）Fig.6 Aeromagnetic ΔT upward continuation 20 km image of North China Craton and distribution of sedimentary metamorphic iron ore deposits(Late Archean microcontinent from Zhai et al.,2011;Tang et al.,2018)

2.2 鞍本礦集區(qū)磁場(chǎng)特征

鞍山-本溪礦集區(qū)內(nèi)的礦床位于團(tuán)塊狀磁異常內(nèi)部或邊部負(fù)磁場(chǎng)區(qū)中強(qiáng)烈升高磁異常（圖7a）。磁異常的走向以北東向?yàn)橹?，說(shuō)明控礦的火山-沉積建造以北東向?yàn)橹鳌Ｔ诖判曰鶐r最小埋深圖中（圖7b），礦床均位于磁性基巖隆起區(qū)及邊緣梯度帶（埋深＜2 km），在鞍山西北部仍有大片的強(qiáng)磁異常區(qū)，但是磁性基巖埋藏深度較大，可能礦體的埋深也加大，應(yīng)在深部找礦中加以重視。

居里面顯示隆起區(qū)與坳陷區(qū)過(guò)渡帶（圖7c），顯示了穩(wěn)定陸塊邊緣的特征。礦集區(qū)周圍深大斷裂發(fā)育（圖7d），西部有郯廬斷裂經(jīng)過(guò)，對(duì)后期變質(zhì)變形成礦及基底隆升十分有利。

圖7 鞍山-本溪礦集區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦分布特征a.鞍本礦集區(qū)航磁ΔT化極磁異常特征與沉積變質(zhì)型鐵礦分布；b.鞍本礦集區(qū)磁性基巖最小深度與沉積變質(zhì)型鐵礦分布；c.鞍本礦集區(qū)居里面深度與沉積變質(zhì)型鐵礦分布；d.鞍本礦集區(qū)航磁推斷斷裂構(gòu)造與沉積變質(zhì)型鐵礦分布Fig.7 Distribution of sedimentary metamorphic iron deposits in Anshan-Benxi ore concentrated area a.Aeromagnetic ΔT reduction to the pole magnetic anomaly and distribution of sedimentary metamorphic iron ore in Anben area;b.Minimum depth map of magnetic bedrock and sedimentary metamorphic iron ore in Anben area;c.Curie depth and sedimentary metamorphic iron ore in the Anben area;d.Inferred fault and sedimentary metamorphic iron ore in Anben area

2.3 鞍山鐵礦磁場(chǎng)特征

鞍山地區(qū)是中國(guó)鐵礦最集中的地區(qū)，在不足100 km2范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了齊大山、胡家廟子、眼前山、大孤山、東鞍山和西鞍山等大型礦床（圖8a），探明儲(chǔ)量達(dá)70億t以上（姚培慧等，1993；沈保豐等，2005；任群智等，2007；范正國(guó)等，2013）。該區(qū)中部鐵架山一帶出露太古宙混合巖及混合花崗巖，原巖為華北陸塊區(qū)中最古老的鉀質(zhì)花崗巖（萬(wàn)渝生等，2002），鐵架山周圍出露太古宇鞍山群櫻桃園組和元古界遼河群浪山子組千枚巖、片巖，震旦系石英巖，寒武系碳酸鹽巖等。西北部廣大地區(qū)被第四系覆蓋，南部大面積出露燕山期花崗巖。礦石礦物主要為磁鐵礦和赤鐵礦、假象赤鐵礦及少量菱鐵礦。物性資料顯示，鞍山式鐵礦的磁化率變化范圍為12 366×10-5～139 123×10-5SI，是該區(qū)唯一能引起強(qiáng)磁異常的地質(zhì)體（范正國(guó)等，2013）。

在1∶5 萬(wàn)航磁ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)圖（圖8b）中，區(qū)域磁場(chǎng)得到了壓制，突出了鐵礦引起的磁異常特征，主要有3條北西向的磁異常帶，包括西鞍山-東鞍山異常帶、黑石砬子-李三臺(tái)子異常帶和眼前山-大趙臺(tái)異常帶。局部磁異常的中心都對(duì)應(yīng)了礦床的位置，土臺(tái)子-大趙臺(tái)和李三臺(tái)子-四方臺(tái)地區(qū)大部分被第四系覆蓋，磁異常顯示很好的成礦潛力，但磁異常寬緩且強(qiáng)度相對(duì)較弱，推測(cè)鐵礦埋深超過(guò)1000 m。范正國(guó)等（2012）采用異常擬合體積法，預(yù)測(cè)3 條磁異常帶深部鐵礦資源量達(dá)60 億t。為了查明礦體在深部的分布形態(tài)，結(jié)合地質(zhì)和鉆孔的先驗(yàn)信息，建立了二維地質(zhì)地球物理模型（圖8c），顯示鞍山地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造總體為復(fù)背斜構(gòu)造或穹窿，由東鞍山向斜、鐵架山背斜和齊大山向斜構(gòu)成，礦體受向斜控制呈條帶狀分布，為深部找礦提供了重要信息。

圖8 鞍山鐵礦地質(zhì)及物探綜合剖析圖（修改自范正國(guó)等，2013）a.鞍山地區(qū)地質(zhì)及礦產(chǎn)圖；b.航磁ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)等值線平面圖（數(shù)據(jù)來(lái)源于1∶5萬(wàn)航磁測(cè)量）；c.AB剖面重磁正演擬合圖1—第四系；2—白堊系；3—寒武系；4—震旦系；5—元古界遼河群浪山子組；6—太古宇鞍山群櫻桃園組；7—太古宙混合巖、混合花崗巖；8—太古宙斜長(zhǎng)角閃巖；9—白堊紀(jì)花崗巖；10—閃長(zhǎng)巖；11—石英斑巖；12—鐵礦體或磁鐵石英巖；13—擬合剖面；14—斷裂；15—磁鐵礦體；16—貧磁鐵礦體；17—貧赤鐵礦體；18—第四系；19—寒武系；20—震旦系；21—元古代或太古代片巖和千枚巖；22—太古代混合巖和奧長(zhǎng)花崗巖；23—太古代角閃巖；24—白堊紀(jì)花崗巖Fig.8 Integrated geology and geophysical map of Anshan iron mine(modified after Fan et al.,2013)a.Geology and mineral resources map of Anshan area;b.Aeromagnetic ΔT reduction to pole vertical first-order derivative contour map(data from 1∶50 000 aeromagnetic survey);c.Gravity and magnetic forward modeling of AB profile 1—Quaternary;2—Cretaceous;3—Cambrian;4—Sinian;5—Proterozoic Langshanzi Formation of Liaohe Group;6—Archean Anshan Group Yingtaoyuan Formation;7—Archean migmatite and migmatitic granite;8—Archean plagioclase amphibolite;9—Cretaceous granite;10—Diorite;11—Quartz porphyry;12—Iron ore body or magnetite quartzite;13—Modeling profile;14—Fault;15—Magnetite body;16—Lean magnetite body;17—Lean hematite body;18—Quaternary;19—Cambrian;20—Sinian;21—Proterozoic or Archean schist and phyllite;22—Archean migmatite and trondhjemite;23—Archean amphibolite;24—Cretaceous granite

3 巖漿型鐵礦的航磁特征

3.1 區(qū)域磁場(chǎng)特征

巖漿型鐵礦主要分布在華北陸塊和揚(yáng)子陸塊周緣斷裂構(gòu)造帶中，以四川攀枝花-西昌地區(qū)和河北承德大廟地區(qū)為主（李厚民等，2012b）。通常都產(chǎn)于輝長(zhǎng)巖、蘇長(zhǎng)巖、輝石閃長(zhǎng)巖、輝石巖、輝石角閃巖等基性-超基性雜巖體中，這類雜巖體通常規(guī)模都不大，沿深大斷裂斷續(xù)分布，長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百千米，并且具有較強(qiáng)的磁性。因此，在航磁ΔT化極等值線圖（圖1）中，巖漿型鐵礦通常位于延伸較長(zhǎng)的串珠狀或線性磁異常帶中，如康滇地區(qū)、郯廬斷裂帶。

以康滇地區(qū)為例，該區(qū)多數(shù)航磁異常未經(jīng)查證，且深部鉆孔控制較少，進(jìn)一步找礦潛力巨大（陳毓川等，2015）。磁場(chǎng)特征以近南北向平行的線性磁異常帶為主（圖9a），南側(cè)以金沙江-哀牢山蛇綠混雜巖帶為界，大面積被峨眉山玄武巖覆蓋區(qū)，這種磁場(chǎng)特征與峨眉山地幔柱有密切關(guān)系，磁異常主要反映了幔源巖漿沿?cái)嗔褞ж炄氲貙拥奶卣?。在垂向一階導(dǎo)數(shù)圖（圖9b）中，突出了淺部的磁性體，線性異常帶的特征更加明顯，太和、白馬、紅格、倒馬坎、白錫臘等礦床均位于線性磁異常帶上。已知礦床周圍，仍有大面積分布的線性磁異常帶，主要是峨眉山玄武巖和侵入的基性-超基性巖體的反映，有很大的找礦潛力，應(yīng)加大航空物探異常的成因分析及驗(yàn)證。

圖9 康滇地區(qū)航磁異常特征與巖漿型鐵礦分布a.航磁ΔT化極磁異常；b.航磁ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)Fig.9 Aeromagnetic anomalies and distribution of magmatic-type iron deposits in the Kang-Dian area a.Aeromagnetic ΔT reduction to the pole map;b.Vertical first derivative map of aeromagnetic ΔT reduction to the pole

3.2 攀西礦集區(qū)磁場(chǎng)特征

攀西礦集區(qū)的鐵礦主要產(chǎn)于輝長(zhǎng)巖雜巖體，通常沿?cái)嗔褞嗬m(xù)分布，在航磁異常圖（圖10a）中顯示大量串珠狀、線性磁異常帶，異常的走向變化較大，但與礦床位置吻合的磁異常主要呈近南北向分布。在磁性基巖最小埋深圖（圖10b）中，巖漿型鐵礦都位于磁性基巖隆起區(qū)，沿南北向呈帶狀分布。居里面為隆起區(qū)及邊緣梯度帶，顯示了殼內(nèi)有較強(qiáng)的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)（圖10c）。

物性資料顯示，該地區(qū)除釩鈦磁鐵礦具有強(qiáng)磁性以外，廣泛分布的玄武巖、正長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、輝石巖等均具有較強(qiáng)的磁性，因此航磁異常能夠有效圈定基性-超基性雜巖體?；◢弾r的磁性較弱，為0.0067 SI，但攀枝花南部的花崗巖對(duì)應(yīng)了強(qiáng)磁性特征，深部可能存在隱伏的基性-超基性雜巖體（何敬梓等，2015）。根據(jù)航磁異常新推斷基性巖體20余處，大部分為隱伏巖體，可為深部找礦提供大量信息（圖10d）。礦床都沿著南北向的綠汁江斷裂帶分布，說(shuō)明南北向的構(gòu)造對(duì)巖體的侵位及成礦有重要的控制作用，礦床位置、巖體位置與航磁異常呈現(xiàn)出“三位一體”的特征，沿南北向斷裂分布的局部高磁異常是尋找該類礦床的重要標(biāo)志。

圖10 攀西礦集區(qū)巖漿型鐵礦分布特征a.攀西礦集區(qū)航磁ΔT化極磁異常特征與巖漿型鐵礦分布；b.攀西礦集區(qū)磁性基巖最小深度與巖漿型鐵礦分布；c.攀西礦集區(qū)居里面深度與巖漿型鐵礦分布；d.攀西礦集區(qū)航磁推斷斷裂巖體與巖漿型鐵礦分布Fig.10 Distribution of magmatic-type iron ore in Panxi ore concentrated area a.Aeromagnetic ΔT reduction to the pole anomaly and distribution of magmatic-type iron ore in Panxi area;b.Minimum depth of magnetic bedrock and magmatic-type iron ore distribution in Panxi area;c.Curie depth and distribution of magmatic-type iron ore in Panxi area;d.Inferred fault and magmatic rocks from aeromagnetic data and distribution of magmatic-type iron ore in Panxi area

3.3 攀枝花鐵礦磁場(chǎng)特征

攀枝花鐵礦床位于攀西礦集區(qū)的南部，攀枝花礦區(qū)自南西向北東可劃分為納拉菁、公山、倒馬坎、尖包包、蘭家火山、朱家包包等礦段。其中，朱家包包礦段礦石質(zhì)量最好，礦層厚度大且穩(wěn)定。賦礦輝長(zhǎng)巖體整體長(zhǎng)度約為19 km，寬度約為2 km，面積約為40 km2。展布方向?yàn)楸睎|-南西向，傾向北西，傾角一般50°～60°（俞一凡，2020；李解等，2016）。含礦的基性-超基性巖被普遍認(rèn)為是峨眉山地幔柱的產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)巖漿結(jié)晶分異或礦漿貫入，形成了一系列巖漿巖型鐵礦（謝承祥等，2009；Zhou et al.,2005）。王登紅等（2007）獲得攀枝花鐵礦層中黑云母的40Ar/39Ar 坪年齡（（256.85±2.69）Ma）與峨眉山玄武巖的年齡一致，認(rèn)為這些礦床與峨眉山玄武巖及同時(shí)期形成的基性-超基性巖密切相關(guān)。因此，釩鈦磁鐵礦及其賦存基性-超基性巖體引起的磁異常均是直接找礦標(biāo)志，但這些巖體可能與峨眉山玄武巖在空間上疊加，需要加以區(qū)分。

1∶5 萬(wàn)航磁ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)等值線圖（圖11b）中，突出了局部的高磁異常中心，更直接地顯示了磁鐵礦及其賦存的基性-超基性巖的特征。攀枝花鐵礦位于北東向強(qiáng)磁異常帶，局部異常變化達(dá)1814 nT/km，梯度陡，磁異常帶沿走向分布約20 km，與賦礦輝長(zhǎng)巖體的長(zhǎng)度基本一致。礦段的分布范圍均對(duì)應(yīng)了局部磁異常中心，刻畫了基性-超基性巖沿?cái)嗔褞治坏奶卣?。攀枝花礦帶西北沿大黑山-爛包一帶還分布有一條北東向磁異常，局部異常變化達(dá)2474 nT/km，地表分布二疊紀(jì)正長(zhǎng)巖，磁化率為中等偏弱（何敬梓等，2015），應(yīng)予以驗(yàn)證是否為正長(zhǎng)巖所引起，深部可能有進(jìn)一步找礦空間。

圖11 攀枝花鐵礦地質(zhì)礦產(chǎn)及物探剖析圖（修改自黃旭釗等，2016）a.攀枝花地區(qū)地質(zhì)圖；b.航磁ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)等值線平面圖（地質(zhì)圖據(jù)1∶5萬(wàn)和1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖修編，數(shù)據(jù)來(lái)源于1∶5萬(wàn)實(shí)測(cè)航磁數(shù)據(jù)）1—第四系—新近系；2—下侏羅統(tǒng)碎屑巖；3—上三疊統(tǒng)砂巖；4—中二疊世峨眉山玄武巖；5—中二疊統(tǒng)響巖；6—震旦系灰?guī)r、大理巖；7—古元古界會(huì)理群；8—康定雜巖花灘單元；9—中二疊世輝長(zhǎng)巖；10—中二疊世正長(zhǎng)巖；11—花崗巖；12—輝石巖Fig.11 Geological,mineral and geophysical analysis map of Panzhihua iron ore deposit(modified after Huang et al.,2016)a.Geological map of Panzhihua area;b.Vertical first derivative map of RTP aeromagnetic anomaly(geological map modified after 1∶50 000 and 1∶200 000 geological map,data from 1∶50 000 aeromagnetic survey)1—Quaternary—Neogene;2—Lower Jurassic clastic rock;3—Upper Triassic sandstone;4—Middle Permian Emeishan basalt;5—Middle Permian phonolite;6—Sinian limestone and marble;7—Paleoproterozoic Huili Group;8—Huatan unit of Kangding complex;9—Middle Permian gabbro;10—Middle Permian syenite;11—Granite;12—Pyroxene

4 接觸交代-熱液型鐵礦的航磁特征

4.1 區(qū)域磁場(chǎng)特征

接觸交代-熱液型鐵礦以中生代占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是中國(guó)最主要的富鐵礦類型（趙一鳴等，2013），與中國(guó)印支期、燕山期大規(guī)模巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，主要分布于鄂東南、河北邯邢、山東萊蕪、山西臨汾、福建馬坑、黑龍江翠宏山、內(nèi)蒙古黃崗等地區(qū)（陳毓川等，2015；李厚民等，2012b）。該類型礦床與輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖類、花崗巖類侵入體有十分密切的關(guān)系，尤其與中酸性侵入體關(guān)系最為密切。在航磁ΔT化極等值線圖上，大型礦床通常分布于團(tuán)塊狀航磁異常邊部，如邯邢式，或者沿帶狀磁異常帶分布，如大冶式。

以長(zhǎng)江中下游地區(qū)為例（圖12），該地區(qū)是中國(guó)接觸交代-熱液型和陸相火山巖型鐵礦的集中區(qū)，包括鄂東南、廬樅、寧蕪等礦集區(qū)，熱接觸交代-熱液型鐵礦的典型礦床有大冶、龍橋等，火山巖型鐵礦的典型礦床有羅河、泥河等。航磁ΔT化極磁異常圖（圖12）中，長(zhǎng)江中下游成礦帶的磁異常特征明顯不同于兩側(cè)的構(gòu)造單元，由多條疊瓦式分布的磁異常帶組成，夾持于陽(yáng)新-常州、襄樊-廣濟(jì)和郯城-廬江3 大斷裂之間。物性資料顯示，盆地內(nèi)火山巖和中酸性侵入巖通常都具有較高的磁化率，是引起區(qū)域性帶狀磁異常的主要因素（高寶龍，2021）。2種類型的鐵礦都沿著磁異常帶分布，也顯示其受控于相同的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)。磁異常帶勾勒出了4 條構(gòu)造帶的分布范圍，對(duì)區(qū)域找礦部署有重要作用。

圖12 長(zhǎng)江中下游地區(qū)航磁異常特征與鐵礦分布Fig.12 Aeromagnetic anomalies and distribution of iron ore in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River

4.2 鄂東南礦集區(qū)磁場(chǎng)特征

鄂東南礦集區(qū)主要位于長(zhǎng)江中下游鐵銅成礦帶的最西端，產(chǎn)出了大量的接觸交代-熱液型鐵礦，其中規(guī)模達(dá)到大型的有程潮、鐵山、余華寺、張福山、銅綠山等礦床。區(qū)內(nèi)地層出露齊全，從古生代到中、新生代地層均有出露，中下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖和含石膏的碳酸鹽巖是區(qū)內(nèi)矽卡巖型鐵銅礦床最為重要的賦礦圍巖（朱喬喬等，2019）。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)以燕山期為主，既有巖漿侵入，又有火山噴發(fā)，并顯示多期次活動(dòng)的特點(diǎn)，侵入巖與火山巖均表現(xiàn)出由中基性向中酸性演化的特征（毛建仁等，1990）。侵入巖自北向南有鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、陽(yáng)新、殷祖六大巖體和銅綠山、銅山口、封山洞、阮家灣和付家山等多個(gè)小巖株，巖性主要為閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖（舒安全等，1992）。

程潮鐵礦位于鄂城巖體南緣，礦體主要產(chǎn)于二長(zhǎng)花崗巖、石英二長(zhǎng)斑巖與三疊系的接觸帶上（李偉等，2016）。大冶鐵礦位于鐵山巖體南緣，礦體產(chǎn)于閃長(zhǎng)巖與下三疊統(tǒng)大冶群的大理巖或白云質(zhì)大理巖接觸帶上（王偉等，2015）。物性數(shù)據(jù)顯示，礦區(qū)分布的中酸性侵入巖都具有較強(qiáng)的磁性，是引起區(qū)域性磁異常的主要因素，鐵礦形成的局部高磁異常疊加在其中（石教波等，2006；李淑玲等，2007）。在航磁ΔT化極等值線圖（圖13a）中，磁異常準(zhǔn)確刻畫了中酸性巖體的位置，該區(qū)的接觸交代-熱液型鐵礦幾乎都分布于北西西向磁異常帶的邊部，局部地區(qū)鐵礦沿孤立橢圓形磁異常邊緣呈環(huán)狀分布，充分體現(xiàn)了構(gòu)造控巖體、巖體控礦的特征。在磁性基巖最小埋深圖（圖13b）中，礦床均沿著磁性基巖隆起帶邊緣分布。居里面顯示隆起區(qū)及邊緣梯度帶的特征（圖13c）。在航磁推斷斷裂巖體分布上（圖13d），礦床的分布受北西西向和近東西向斷裂控制，控礦的構(gòu)造-巖漿巖帶沿東西向還有較大延伸，但磁性體的埋深加大，推斷了多個(gè)隱伏中酸性巖體。已知礦床均落在了已知巖體和推斷巖體的邊部，在后期找礦過(guò)程中，應(yīng)注重航磁推斷隱伏巖體。

圖13 鄂東南礦集區(qū)接觸交代-熱液型鐵礦分布特征a.鄂東南礦集區(qū)航磁ΔT化極磁異常特征與接觸交代-熱液型鐵礦分布；b.鄂東南礦集區(qū)磁性基巖最小深度與接觸交代-熱液型鐵礦分布；c.鄂東南礦集區(qū)居里面深度與接觸交代-熱液型鐵礦分布；d.鄂東南礦集區(qū)航磁推斷斷裂巖體與接觸交代-熱液型鐵礦分布Fig.13 Distribution of contact metasomatic-hydrothermal type iron deposits in the southeastern Hubei ore concentration area a.Aeromagnetic ΔT reduction to pole anomaly and distribution of contact metasomatic-hydrothermal iron ore in southeastern Hubei area;b.Minimum depth of magnetic bedrock and distribution of contact metasomatic-hydrothermal iron ore in southeastern Hubei area;c.Curie depth and distribution of contact metasomatic-hydrothermal iron ore in southeastern Hubei area;d.Inferred fault and magmatic rocks from aeromagnetic data and distribution of contact metasomatic-hydrothermal iron ore in southeastern Hubei area

4.3 大冶鐵山鐵礦磁場(chǎng)特征

大冶鐵礦床位于湖北省東南部大冶鄂城一帶，鐵山礦區(qū)為本區(qū)最主要的鐵礦床。區(qū)內(nèi)出露地層主要為志留紀(jì)至侏羅紀(jì)沉積巖，以及白堊紀(jì)中酸性火山凝灰?guī)r和砂頁(yè)巖。約90%的鐵礦儲(chǔ)量都集中在三疊紀(jì)（中）下統(tǒng)的碳酸鹽巖巖層和侵入體南緣中段閃長(zhǎng)巖類的接觸帶上（趙一鳴等，2015）。碳酸鹽巖本身為無(wú)磁性巖石，經(jīng)接觸交代后含有大量磁鐵礦而具有強(qiáng)磁性，為磁法找礦提供了有利條件。

鐵山鐵礦自東向西依次為尖山、獅子山、象鼻山、尖林山、龍洞和鐵門檻6 個(gè)礦體，沿走向延伸約5000 m，寬約500 m（李厚民等，2012b）。在1∶1 萬(wàn)航磁ΔT等值線圖（圖14b）中，顯示了北西向串珠磁異常帶的特征，由于鐵礦石的磁性最強(qiáng)，大比例尺的數(shù)據(jù)突出磁鐵礦體的特征。礦體沿走向具有一定延伸，磁異常也沿巖體邊部呈現(xiàn)出帶狀分布，長(zhǎng)軸方向呈北西向，異常極大值高于2500 nT，北側(cè)伴有負(fù)異常，異常的形態(tài)與礦體在深部的產(chǎn)狀密切相關(guān)。通過(guò)異常曲線的擬合計(jì)算，結(jié)合已有的地質(zhì)和鉆孔信息，可以推斷出礦體在深部的分布形態(tài)，預(yù)測(cè)隱伏鐵礦體2 個(gè)，并通過(guò)鉆孔驗(yàn)證見(jiàn)礦（于長(zhǎng)春等，2007；2010）。同時(shí)，大量學(xué)者基于多源數(shù)據(jù)建立了深部三維模型，預(yù)測(cè)了隱伏礦體（祝蒿等，2015；侯征等，2018）。

圖14 大冶鐵山鐵礦地質(zhì)礦產(chǎn)及物探剖析圖（修改自侯征等，2018；于長(zhǎng)春等，2010）a.大冶地區(qū)地質(zhì)圖；b.航磁ΔT等值線平面圖（注：航磁數(shù)據(jù)比例尺1∶1萬(wàn)）；c.AB剖面磁異常正演擬合圖1—第四系；2—三疊系灰?guī)r；3—二疊系；4—含石英閃長(zhǎng)斑巖；5—閃長(zhǎng)巖；6—粗斑含石英閃長(zhǎng)斑巖；7—透輝石閃長(zhǎng)巖；8—斑狀花崗閃長(zhǎng)巖；9—廢石堆；10—正異常等值線；11—零異常等值線；12—負(fù)異常等值線；13—擬合剖面位置；14—大理巖；15—已知礦體；16—推斷礦體；17—鉆孔及編號(hào)Fig.14 Geological,mineral and geophysical analysis map of Tieshan iron ore deposit in Daye area(modified after Hou et al.,2018;Yu et al.,2010)a.Geological map of Daye area;b.Aeromagnetic ΔT contour map(note:the scale of aeromagnetic data is 1∶10 000);c.Magnetic forward modeling of AB profile 1—Quaternary;2—Triassic limestone;3—Permian;4—Quartz-bearing diorite-porphyry;5—Diorite;6—Coarse quartz-bearing diorite porphyry;7—Diopside diorite;8—Porphyry granodiorite;9—Waste rock;10—Positive anomaly contour;11—Zero anomaly contour;12—Negative anomaly contour;13—Inversion profile;14—Marble;15—Known ore body;16—Inferred ore body;17—Drill and number

5 火山巖型鐵礦的航磁特征

5.1 區(qū)域磁場(chǎng)特征

火山巖型鐵礦分為海相火山巖型和陸相火山巖型。中國(guó)的海相火山巖型鐵礦主要分布在新疆阿爾泰、東西天山、云南大紅山、內(nèi)蒙古謝爾塔拉等地區(qū)。陸相火山巖型鐵礦主要集中在長(zhǎng)江中下游地區(qū)的寧蕪、廬樅等地區(qū)（李厚民等，2012b）。本文對(duì)海相火山巖型鐵礦的磁異常特征進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。該類型礦床主要與海相火山巖有關(guān)，常發(fā)生強(qiáng)烈的矽卡巖化，因此，也存在海相火山巖型和矽卡巖型成因之爭(zhēng)，如蒙庫(kù)鐵礦和馬坑鐵礦。在航磁ΔT化極等值線圖（圖1）中，礦床通常沿線性或者帶狀磁異常分布，磁異常帶的規(guī)模較大，且沿走向有一定延伸，反映了多期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)引起的磁場(chǎng)變化。

以西天山成礦帶為例（圖15），航磁異常特征反映了阿吾拉勒裂谷帶的特征，呈北西向分布的帶狀磁異常，并可以分解為多條線性磁異常帶，顯示了多期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的特征。各類火山巖磁化率多位于(100～1000)×10-5SI 之間，越靠近礦體礦化作用越強(qiáng)烈，磁化率也越大（張楠等，2016）。因此，區(qū)域磁異常主要顯示了大面積分布的火山巖的特征。該帶東段的巖漿活動(dòng)明顯減弱，磁異常變?yōu)閷捑彽呢?fù)磁異常。已勘查開(kāi)發(fā)的松湖、尼新塔格、查崗諾爾、智博、備戰(zhàn)等大中型鐵礦均沿著磁異常帶分布。通過(guò)航磁異常的分析與驗(yàn)證，在該帶已經(jīng)新發(fā)現(xiàn)了松湖南、坎蘇西、查崗諾爾等多處鐵礦，取得了當(dāng)年飛行、當(dāng)年查證、當(dāng)年見(jiàn)礦的效果，產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟(jì)效益（董連慧等，2008）。該帶仍有大量航磁異常未經(jīng)查證，尤其是阿吾拉勒成礦帶西段，具有很大找礦潛力。

圖15 西天山成礦帶航磁ΔT化極異常與火山巖型鐵礦分布（構(gòu)造劃分引自潘桂棠等，2009）Fig.15 Aeromagnetic ΔT reduction to pole anomalies and distribution of volcanic iron deposits in the West Tianshan metallogenic belt(tectonic unit from Pan et al.,2009)

5.2 查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)磁場(chǎng)特征

查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)位于阿吾拉勒成礦帶東部，賦礦地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組基性火山碎屑巖，巖性為鈉長(zhǎng)斑巖質(zhì)火山凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、安山巖。該套火山巖具有較強(qiáng)的磁性（余建華等，2010），能夠產(chǎn)生條帶狀的磁異常（圖16a）。鐵礦均沿著具有磁性特征的火山巖分布，但并不是所有的火山巖都具有強(qiáng)磁性，可能與巖漿結(jié)晶分異過(guò)程中含鐵礦物的富集程度有關(guān)。因此，磁異常帶及其周邊孤立磁異常是找礦的重要指示標(biāo)志。

礦床都位于磁性基巖埋深較淺的地區(qū)，顯示強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)，指示礦床或礦體的埋深較淺，有利于礦床的發(fā)現(xiàn)（圖16b）。居里面顯示隆起帶邊緣梯度帶的特征，顯示地殼內(nèi)強(qiáng)烈的熱活動(dòng)（圖16c）。根據(jù)航磁推斷了6 處磁性火山巖，礦床均分布于其中，應(yīng)在該區(qū)找礦部署中重點(diǎn)開(kāi)展工作（圖16d）。

圖16 查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)火山巖型鐵礦分布特征a.查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)航磁ΔT化極等值線平面圖與火山巖型鐵礦分布（注：航磁數(shù)據(jù)比例尺1∶100萬(wàn)）；b.查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)磁性基巖最小深度與火山巖型鐵礦；c.查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)居里面深度與火山巖型鐵礦；d.查崗諾爾-備戰(zhàn)礦集區(qū)航磁推斷斷裂巖漿巖與火山巖型鐵礦分布Fig.16 Distribution of volcanic iron ore deposits in the Chagangnuoer-Beizhan ore concentration area a.Aeromagnetic ΔT reduction to the pole anomaly map and distribution of volcanic iron ore deposit in Chagangnuoer-Beizhan area(note:the scale of aeromagnetic data is 1∶1 million);b.Minimum depth of magnetic bedrock and volcanic iron ore in Chagangnuoer-Beizhan area;c.Curie depth and volcanic iron ore in Chagangnuoer-Beizhan area;d.Inferred fault and magmatic rock and distribution of volcanic iron ore in Chagangnuoer-Beizhan area

5.3 查崗諾爾鐵礦磁場(chǎng)特征

查崗諾爾鐵礦位于新疆和靜縣，已探明鐵礦石資源量約2.7 億t。礦區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組，礦體主要產(chǎn)于矽卡巖化大理巖與鈉長(zhǎng)斑巖質(zhì)火山凝灰?guī)r的界面中（董連慧等，2013）。礦區(qū)巖漿活動(dòng)主要為火山噴發(fā)形成的中-酸性火山巖系，為一套沉積-火山碎屑巖建造，其次是華力西期的閃長(zhǎng)玢巖、斜長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖等，對(duì)成礦有疊加和富集改造作用（李厚民等，2012b）。

在1∶5 萬(wàn)航磁異常圖（圖17b）中，由于磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，地層中火山巖所產(chǎn)生的磁異常沒(méi)有顯示，突出了礦體的異常特征，呈現(xiàn)出近似圓形的磁異常，異常強(qiáng)度約1200 nT，在航磁ΔT剖面圖（圖17c）中也顯示尖峰狀磁異常，并且在多條測(cè)線上有反映。這種近似圓形的異常特征在西天山松湖、智博、敦德等鐵礦均有出現(xiàn)，推測(cè)礦體在走向和傾向上的延伸距離較為一致。因此，在西天山航磁異常查證過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注類似的等軸狀強(qiáng)度高的磁異常。

圖17 查崗諾爾鐵礦地質(zhì)礦產(chǎn)及物探剖析圖（修改自張玄杰等，2012）a.查崗諾爾地區(qū)地質(zhì)圖；b.航磁ΔT等值線平面圖（注：航磁數(shù)據(jù)比例尺1∶5萬(wàn)）；c.航磁ΔT平面剖面圖1—第四系；2—下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組；3—花崗巖；4—斷裂Fig.17 Geological,mineral resources and geophysical map of Chagangnuoer iron ore deposit(modified after Zhang et al.,2012)a.Geological map of Chagangnuoer area;b.Aeromagnetic ΔT contour map(Note:the scale of aeromagnetic data is 1∶50 000);c.Aeromagnetic ΔT profile map 1—Quaternary;2—Lower Carboniferous Dahalajunshan Formation;3—Granite;4—Fault

6 討 論

通過(guò)4 種類型鐵礦的航磁異常特征分析，不同類型的鐵礦在區(qū)域航磁異常上的響應(yīng)是不一樣的，說(shuō)明其受控于不同的大地構(gòu)造環(huán)境（表1）。沉積變質(zhì)型鐵礦主要是與古老的火山-沉積作用有關(guān)，常發(fā)育于穩(wěn)定陸塊邊緣，以典型綠巖帶為特征，主要礦石礦物為磁鐵礦。因此，礦床常位于條塊狀磁異常邊緣負(fù)背景場(chǎng)中的強(qiáng)烈升高磁異常。巖漿型鐵礦主要與基性-超基性巖有密切關(guān)系，產(chǎn)于沿大型斷裂或變形構(gòu)造帶侵位的基性-超基性巖中，因此礦床常產(chǎn)于線性磁異常帶中。接觸交代-熱液型鐵礦與中酸性侵入體有密切關(guān)系，巖體常具有弱-中等磁性，形態(tài)規(guī)則，呈線狀沿?cái)嗔褞Х植蓟虺实容S狀孤立產(chǎn)出。因此，礦床常沿磁異常帶或等軸狀磁異常邊緣分布?；鹕綆r型鐵礦與大范圍分布的火山巖或潛火山巖密切相關(guān)，礦床通常沿磁異常帶分布。接觸交代-熱液型鐵礦與火山巖型鐵礦的磁異常存在相似的特征，二者在成因上具有成礦作用疊加的特征，為同一構(gòu)造-熱-成礦時(shí)間的產(chǎn)物（毛景文等，2012）。

表1 不同類型鐵礦與航磁異常特征的關(guān)系Table 1 Relationship between different types of iron ores and aeromagnetic anomalies feature

從大地構(gòu)造環(huán)境來(lái)看，華北陸塊區(qū)新太古代晚期大多數(shù)BIF 形成的構(gòu)造環(huán)境有可能形成于島弧構(gòu)造環(huán)境，固陽(yáng)BIF 鐵礦可能形成于深部有地幔柱發(fā)育的島弧環(huán)境(張連昌等，2012；劉利等，2012)。巖漿型鐵礦通常形成于裂谷環(huán)境或深大斷裂帶。接觸交代-熱液型鐵礦主要分布于穩(wěn)定陸塊邊緣的坳陷帶和褶皺區(qū)（趙一鳴，2013）。海相火山巖型鐵礦主要分布于陸緣巖漿弧的裂陷環(huán)境，包括弧后裂谷盆地、走滑拉分盆地和弧后前陸盆地等。陸相火山巖型鐵礦主要分布于深斷裂控制的陸相火山巖盆地（李厚民等，2012b）。這些地區(qū)都具有強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿活動(dòng)，發(fā)生了強(qiáng)烈的殼-幔物質(zhì)交換，造成地殼內(nèi)磁鐵礦等鐵礦物的不均勻分布，而磁鐵礦的主要載體就是巖漿巖。這種不均勻分布在區(qū)域磁場(chǎng)上表現(xiàn)為一定走向的帶狀磁異?；驁F(tuán)塊狀磁異常，如鞍山地區(qū)磁異常帶呈北東向，攀西地區(qū)為南北向。強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)也導(dǎo)致巖漿侵位于地殼淺部和較高的地溫梯度，表現(xiàn)為磁性基巖深度和居里面深度“雙隆起”的特征。已勘查開(kāi)發(fā)的鐵礦幾乎都分布在磁性基巖埋深較淺的地區(qū)（埋深＜2 km），當(dāng)磁性基巖埋藏較深時(shí)，即使有鐵礦也埋深較大，難以開(kāi)采。因此，對(duì)于覆蓋區(qū)、高山區(qū)等難進(jìn)入地區(qū)，基于區(qū)域磁異常，提取巖漿巖以及斷裂構(gòu)造的分布信息，計(jì)算磁性基巖最小深度和居里面深度，對(duì)隱伏礦找礦預(yù)測(cè)有重要作用。

從不同尺度航磁數(shù)據(jù)來(lái)看，中小比例尺航磁資料（＜1∶5萬(wàn)）弱化了礦石礦物產(chǎn)生的異常，主要反映了鐵礦控礦要素的磁性特征。大比例尺航磁資料（≥1∶5 萬(wàn)）強(qiáng)化了礦石礦物產(chǎn)生的異常，異常中心基本對(duì)應(yīng)了礦體的位置，可以直接應(yīng)用于礦體預(yù)測(cè)，礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀、品位和埋深的變化都會(huì)造成磁異常幅值、形狀和規(guī)模的變化。鞍山鐵礦、攀枝花鐵礦和大冶鐵礦的磁異常都呈現(xiàn)出磁異常帶的特征，指示礦體在走向上具有較大延伸，查崗諾爾鐵礦的磁異常呈現(xiàn)出等軸狀磁異常的特征，指示礦體在走向和傾向上的延伸較為一致。通過(guò)磁異常二維和三維反演礦體的深部結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)檎业V提供了重要信息（祁光等，2012；羅凡等，2018；史蕊等，2018；朱裕振等，2019）。目前，航磁測(cè)量主要的工作比例尺為1∶5 萬(wàn)，但500 m 的線距對(duì)于約束礦體或含礦地質(zhì)體的分布特征是不足的，針對(duì)礦區(qū)或礦集區(qū)找礦勘探應(yīng)加大航磁測(cè)量比例尺（≥1 萬(wàn)），獲得礦體或含礦地質(zhì)體深部更精細(xì)的結(jié)構(gòu)，用于指導(dǎo)鐵礦或其他磁性礦產(chǎn)（銅、鎳、鉛、鋅、金、蛇紋石等）的找礦勘查工作。

7 結(jié) 論

本文從區(qū)域、礦集區(qū)、礦床3 個(gè)尺度分析了航磁異常特征及其推斷解釋要素與四種主要類型鐵礦空間分布的關(guān)系?？臻g分布不僅僅指位置的關(guān)系，也包含礦體或含礦地質(zhì)體在深部的分布特征。主要獲得了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）沉積變質(zhì)型鐵礦主要分布在華北陸塊區(qū)，以負(fù)背景場(chǎng)中的局部高磁異常為特征，與綠巖帶中的火山巖和條帶狀鐵建造密切相關(guān)。鞍本礦集區(qū)磁異常帶呈北東走向，指示了綠巖帶的展布方向。鞍山鐵礦的磁異常帶呈北西走向，礦區(qū)外圍的找礦應(yīng)以北西為主，但北西部的磁異常變得寬緩且強(qiáng)度減弱，指示礦體埋深可能加大。

（2）巖漿型鐵礦通常沿串珠狀和線狀磁異常分布，顯示沿深大斷裂侵位的基性-超基性雜巖的特征。康滇地區(qū)分布有大量南北向線性磁異常帶，推斷深部有大量隱伏基性-超基性巖體，是礦區(qū)外圍找礦的重點(diǎn)。

（3）接觸交代-熱液型鐵礦主要沿帶狀磁異?；蚬铝⒌容S狀磁異常邊緣分布，在大比例尺航磁異常圖上顯示巖體邊部的帶狀磁異常。在鄂東南地區(qū)，仍有大量隱伏的中酸性巖體，其巖體接觸帶應(yīng)開(kāi)展大比例尺測(cè)量工作。

（4）火山巖型鐵礦主要沿帶狀磁異常分布，帶狀磁異常規(guī)模較大且有穩(wěn)定的延伸，顯示了大面積火山巖帶的特征。西天山分布的海相火山巖型鐵礦大都呈現(xiàn)出等軸狀（近似圓形）的高磁異常特征，推測(cè)礦體在走向和傾向上的延伸距離較為一致。在西天山成礦帶仍有大量航磁異常有待驗(yàn)證，需重視此類等軸狀強(qiáng)磁異常。

（5）在鐵礦找礦預(yù)測(cè)過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)磁性基巖最小埋深、2D 和3D 正反演計(jì)算，分析礦體或含礦地質(zhì)體的分布特征和埋深，提高鐵礦勘查開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性。

（6）針對(duì)不同比例尺的航磁數(shù)據(jù)應(yīng)充分挖掘信息，中小比例尺數(shù)據(jù)可以做“廣”，進(jìn)行成礦控礦地質(zhì)要素分析，指導(dǎo)區(qū)域性找礦預(yù)測(cè)，大比例尺航磁數(shù)據(jù)可以做“精”，建立礦體或含礦地質(zhì)體二維和三維深部結(jié)構(gòu)模型，指導(dǎo)礦區(qū)深部及外圍找礦預(yù)測(cè)。

致 謝本文使用的航磁數(shù)據(jù)是在中國(guó)自然資源航空物探遙感中心六十余載積累的結(jié)晶，集合了前人的許多寶貴成果。在此，感謝為此工作曾付出辛苦的同仁們！感謝陳毓川院士、王登紅研究員在航磁特征與鐵礦的關(guān)系研究中提供的指導(dǎo)性意見(jiàn)！感謝周道卿教授、郭志宏教授、于長(zhǎng)春教授、黃旭釗教授、劉英會(huì)教授、張永軍教授在研究過(guò)程中提供的幫助！感謝葛藤菲高工、何敬梓工程師提供的素材及建議！感謝匿名審稿專家提出的寶貴意見(jiàn)！