山東巨野核桃園地區(qū)磁異常特征及找礦方向分析

張曉飛　馬龍　陳洪海　賈琛　劉曉燕　王華鋒　杜現(xiàn)福

摘要：山東巨野核桃園地區(qū)是魯西南地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦床的成礦有利靶區(qū)，利用地面高精度磁測(cè)對(duì)該地區(qū)航磁異常進(jìn)行查證，圈定了磁異常區(qū)4處，選取其中1個(gè)異常區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，首次在山東巨野地區(qū)發(fā)現(xiàn)沉積變質(zhì)型鐵礦床，地質(zhì)找礦工作取得突破性進(jìn)展，同時(shí)為下一步勘查工作奠定了基礎(chǔ)，驗(yàn)測(cè)結(jié)果表明，李登樓—考莊一帶找礦靶區(qū)成為今后巨野核桃園地區(qū)鐵礦勘查工作的首選區(qū)域。

關(guān)鍵詞：磁鐵礦；高精度磁測(cè)；磁異常；核桃園地區(qū)；山東巨野

中圖分類號(hào)：P618.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.12128/j.issn.16726979.2023.06.005

0引言

礦產(chǎn)資源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)事關(guān)國(guó)計(jì)民生和國(guó)家安全。找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)實(shí)施以來，取得了豐碩成果，形成了一批重要礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略接續(xù)區(qū)。但是，當(dāng)前資源供需形勢(shì)依然緊張［12］，解礦產(chǎn)資源需求之渴，仍然是當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)之一；在此背景形勢(shì)下，山東省魯南地質(zhì)工程勘察院在研究區(qū)南部的羊山勘查區(qū)航磁異常區(qū)內(nèi)鉆獲7個(gè)礦體，驗(yàn)證了該區(qū)域航磁異常帶由隱伏的沉積變質(zhì)型磁鐵礦體所引起。

研究區(qū)位于羊山勘查區(qū)的北部，位于航磁異常高峰值區(qū)中部，具有明顯的礦致異常特征，為羊山勘查區(qū)航磁異常帶北延部分，具有較好的找礦前景。本次通過對(duì)航磁異常的綜合研究，優(yōu)選李登樓-考莊一帶開展了高精度磁測(cè)，通過鉆探工程驗(yàn)證，首次在山東巨野地區(qū)發(fā)現(xiàn)沉積變質(zhì)型鐵礦床，地質(zhì)找礦工作取得突破性進(jìn)展。同時(shí)，由于該區(qū)域?yàn)殡[伏深部鐵礦勘查，影響因素較多，找礦存在一定難度，本次勘查工作中充分運(yùn)用地質(zhì)、物探、鉆探等綜合方法，取得了找礦重大突破，為下一步勘查工作奠定了基礎(chǔ)。

1地質(zhì)概況

研究區(qū)位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區(qū)（Ⅱ） 魯西南潛隆起區(qū)（Ⅲ）菏澤兗州潛斷?。á簦┲蜗闈撏蛊穑á酰┑臇|南部。區(qū)內(nèi)濟(jì)寧地層小區(qū)，揭露的地層主要為泰山巖群山草峪組，古生代寒武紀(jì)長(zhǎng)清群朱砂洞組、饅頭組，九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組和第四系；新太古代泰山巖群山草峪組是（鞍山式）鐵礦的賦存層位。區(qū)內(nèi)地表未見有巖漿巖，呈多層脈狀侵位于山草峪組變質(zhì)地層中，巖性主要為花崗偉晶巖、二長(zhǎng)花崗巖和角閃閃長(zhǎng)巖，對(duì)礦體基本無影響。

2磁異常特征

巨野核桃園地區(qū)位于魯西南低山丘陵區(qū)，地形起伏不大，地勢(shì)總體為西高東低。以往礦產(chǎn)勘查工作程度較低。根據(jù)1∶50萬重力異常圖，發(fā)現(xiàn)在負(fù)值背景區(qū)有相對(duì)高重力異常存在，異?？傮w走向近SN，區(qū)內(nèi)異常值總的趨勢(shì)為由低到高，異常值在0～20毫伽。20世紀(jì)90年代完成的航磁異常顯示，以200nT等值線圈定一處走向近SN的磁異常，異常帶長(zhǎng)約16km，寬約8km，中心最高值大250nT；該區(qū)磁性體走向?yàn)镹E15°左右，傾向SEE，傾角較陡；重力異常中心與航磁異常中心基本吻合，呈現(xiàn)出較為明顯的礦致異常特征，推測(cè)有大型鞍山式鐵礦層賦存。

本次采用加拿大研究生產(chǎn)的GSM—19T質(zhì)子磁力儀，測(cè)量參數(shù)為地磁總場(chǎng)“T”；經(jīng)過數(shù)據(jù)處理、校正繪制了地磁異常ΔT 等值線圖和重磁剖面曲線，進(jìn)行了反演預(yù)測(cè)。

研究區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)變化比較規(guī)律，大部分地區(qū)為跳躍變化的正磁場(chǎng)特征，ΔT 值大多在0～240nT之間，在等值線平面圖中形成若干個(gè)串珠狀的圈閉異常，圈閉異常中磁場(chǎng)值顯著增高。負(fù)異常磁場(chǎng)區(qū)主要分布于研究區(qū)東北部，位于劉莊—齊山—張街一線及該線南部一帶，鳳凰山水泥廠附近，李登樓北部一帶；負(fù)異常呈條帶狀或串珠狀展布，異常磁場(chǎng)值大多在0～120nT之間，周圍分布正異常；異常帶變化平緩，梯度緩。區(qū)內(nèi)共圈出4個(gè)局部異常區(qū)，編號(hào)為Ⅰ—Ⅳ（圖1）。

3ΔT 化極等值線特征

采用烏魯木齊金維圖文信息科技有限公司的“跨平臺(tái)金維地學(xué)信息處理研究應(yīng)用系統(tǒng)”GeoIPAS V3.1，進(jìn)行濾波和化極等位場(chǎng)轉(zhuǎn)換方法，分離區(qū)域磁場(chǎng)和局部磁場(chǎng)。其中“重磁”子系統(tǒng)涵蓋了重力、磁法的“數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)改正、數(shù)據(jù)處理和正反演”等數(shù)據(jù)處理工具。本次高磁取得的參數(shù)為“ΔT”，化極參數(shù)：地磁偏角為5.51°，磁傾角為52.97°?；瘶O后的局部異常形態(tài)比原平面圖刻畫的局部異常更加明顯（圖2）。

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行化極處理后，進(jìn)行了化極異常的上延?？梢詨褐茰\部不均勻體磁場(chǎng)的影響，幫助分析磁場(chǎng)的空間變化規(guī)律。本次上延高度有100m、200m、300m和500m，當(dāng)上延一定高度后，磁場(chǎng)形態(tài)變得比較簡(jiǎn)單。區(qū)內(nèi)地磁異常存在4個(gè)局部地磁異常，通過對(duì)上延200m的延拓處理，4個(gè)局部高值異常依然存在，但是只有1個(gè)封閉的局部高值地磁異常（圖3），位于李登樓-考莊東側(cè)；該異常長(zhǎng)約3.0km，寬約1.3km；上延200ｍ后，異常曲線形態(tài)寬緩圓滑，異常峰值降低；隨著上延高度的增加，至上延500m時(shí)，該地磁異?？傮w形態(tài)變化不大，峰值進(jìn)一步降低，反映了磁性巖體埋深較大。

4磁鐵礦體特征

根據(jù)地磁異常特征，在核桃園地磁異常Ⅰ號(hào)磁異常帶部署了4條重磁剖面測(cè)線，對(duì)重磁剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行了反演預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)磁性鐵礦體頂板埋深在160～230m，傾向W，傾角約66°～70°，向下延伸450～600m，厚度2～5m，并布設(shè)了鉆孔驗(yàn)證。經(jīng)ZK001鉆孔和ZK401鉆孔揭露驗(yàn)證，在埋深190～210m處鉆獲4層磁鐵礦體（圖4），其中Ⅱ②、Ⅱ③鐵礦體為主要礦體（圖5），礦體長(zhǎng)度2300m，厚度1.67～3.01m，平均厚度2.44m，礦體平均品位mFe 25.97%。礦體走向與地磁局部異常的走向大體一致，總體走向13°，傾向NW，傾角69°。礦體賦存于泰山巖群山草峪組地層中，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，巖性主要為黑云變粒巖，局部夾磁鐵角閃石英巖、磁鐵輝石石英巖等；成因類型為沉積變質(zhì)型鐵礦床。

5找礦標(biāo)志與找礦方向

本次勘查過程中，通過地質(zhì)、物探、鉆探等工作手段的有機(jī)結(jié)合，取得找礦突破，分析該區(qū)礦體賦存規(guī)律，總結(jié)成礦機(jī)制［3-5］和找礦標(biāo)志，選取最優(yōu)技術(shù)手段方法，開展進(jìn)一步勘查，可以提高找礦成功率和精準(zhǔn)度，提高找礦效果。

5.1找礦標(biāo)志

（1）地質(zhì)標(biāo)志。從核桃園地區(qū)鐵礦體賦存規(guī)律可以看出，鐵礦體賦礦層位是泰山巖群山草峪組含鐵建造，因此該含鐵建造是區(qū)內(nèi)找礦的直接標(biāo)志。礦體圍巖為黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云角閃片巖等。鐵礦石巖性為磁鐵角閃石英巖、磁鐵輝石石英巖等。礦石呈條紋—條帶狀構(gòu)造，柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

（2）地球物理標(biāo)志。本次所施工的2個(gè)鉆孔均見礦，礦體傾向NW，礦體傾角65°～69°，礦體厚度1.67～3.01m，平均厚度2.44m。磁異常值由中心向兩側(cè)減小，礦體走向與ΔT等值線走向基本一致，且礦體分布于磁異常值較高的區(qū)域。磁異常明顯部位及化極異常顯著位置是區(qū)內(nèi)鐵礦勘查的重點(diǎn)區(qū)域；磁異常呈長(zhǎng)條帶狀，磁場(chǎng)強(qiáng)度值較大、梯度陡是重要找礦標(biāo)志。磁異常反應(yīng)了磁鐵礦磁性大小和鐵礦體埋深，磁法測(cè)量在鐵礦勘查過程中起到了重要的指示作用，地質(zhì)與物探測(cè)量手段的結(jié)合是尋找深部沉積變質(zhì)型鐵礦行之有效的方法［618］。

綜上可知，地質(zhì)、物探、鉆探等工作手段的有機(jī)結(jié)合是尋找隱伏鐵礦的最有效的方法，由于區(qū)內(nèi)覆蓋層較厚，地質(zhì)標(biāo)志對(duì)該區(qū)找礦指示作用較小，地球物理特征則是該區(qū)找礦的重要指示標(biāo)志，具有重要的指導(dǎo)意義［1925］。

5.2找礦方向分析

從區(qū)域重磁異常分析：該區(qū)域重力異常從總體走向上與航磁異常走向基本一致，重力異常中心與航磁異常中心基本吻合，推斷異常由隱伏的磁鐵礦體所引起；研究區(qū)位于航磁異常高峰值區(qū)中部，具有較好的找礦前景，為下一步勘查提供了方向。

從區(qū)內(nèi)磁異常特征分析：區(qū)內(nèi)Ⅱ號(hào)磁異常呈NNE向帶狀展布，異常南寬北窄，異常范圍600m×260m，極大值位于異常北部達(dá)260nT；Ⅲ號(hào)磁異常呈NNW向長(zhǎng)圓形展布，異常范圍600m×300m，極大值位于異常西北部達(dá)240nT；其磁異常均符合沉積變質(zhì)型“鞍山式”鐵礦及磁異常帶狀展布的礦致異常特征，成礦遠(yuǎn)景較大。

從礦體賦存特征分析：區(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)磁異常礦體沿走向及傾向未封閉，走向及傾向尚未控制，其東部和深部仍是以后工作的重點(diǎn)。

6結(jié)論

（1）在魯西南低山丘陵區(qū)尋找磁鐵礦工作中，采用物探先行，鉆探驗(yàn)證地質(zhì)與物探測(cè)量相結(jié)合綜合勘查的方法，鉆獲了4層磁鐵礦體。鐵礦體賦礦層位是泰山巖群山草峪組，礦體傾向NW，礦體傾角65°～69°，礦體走向與重磁異常形態(tài)基本一致。

（2）由于區(qū)內(nèi)覆蓋層較厚，地質(zhì)標(biāo)志對(duì)該區(qū)找礦指示作用較小，地球物理特征則是該區(qū)找礦的重要指示標(biāo)志，具有重要的指導(dǎo)意義。

（3）區(qū)內(nèi)Ⅰ號(hào)磁異常礦體走向及傾向尚未控制，其東部和深部仍是以后工作的重點(diǎn)；Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)磁異常，異常峰值較大，均符合沉積變質(zhì)型“鞍山式”鐵礦及磁異常帶狀展布的礦致異常特征，成礦遠(yuǎn)景較大。

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Analysis on Characteristics of Magnetic Anomalies and Prospecting

Direction in Hetaoyuan Area in Juye County in Shandong Province

ZHANG Xiaofei MA Long CHEN Honghai JIA Chen LIU Xiaoyan WANG Huafeng DU Xianfu

（1.Lu'nan Geo-engineering Exploration Institute（No.2 Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources ）， Shandong Ji'ning 272100，China；2.No.7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Linyi 276006， China）

Abstract：Hetaoyuan area in Juye county in Shandong province is the main metallogenic area of sedimentary metamorphic iron deposits in the southwest of Shandong province. The aeromagnetic anomalies in this area have been verified by using high precision magnetic survey on the ground， four magnetic abnormal areas have been circled， and one area has been chosed for drilling verification. The sedimentary metamorphic iron deposits are first discovered in Juye area in the east of Shandong province. Geological prospecting work has made a breakthrough and laid a foundation for the next exploration work.The prospecting target area in Lidenglou-Kaozhuang area will become the first choice for iron ore exploration in Hetaoyuan area in Juye county in the future.

Key words：Magnetite；high precision measurement；magnetic anomalies；Hetaoyuan area; Juye coungy in Shandong province