冀東孤山子航磁異常特征及其找礦前景

■劉軍恒　張仲猛　殷亞清（河北省地球物理勘查院河北廊坊065000）

冀東孤山子航磁異常特征及其找礦前景

■劉軍恒張仲猛殷亞清
（河北省地球物理勘查院河北廊坊065000）

隨著近幾年我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對礦石的需求量越來越大，而我國的礦石主要依賴進(jìn)口，但是近幾年礦石進(jìn)口價(jià)格一路飆升，進(jìn)而嚴(yán)重影響到我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。而冀東孤山子蘊(yùn)藏著豐富的礦石資源，因此必須加強(qiáng)對其航磁異常特征的研究，從而能夠?qū)ζ涞V產(chǎn)資源進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，方便人們對其進(jìn)行科學(xué)、合理利用。

冀東孤山子航磁異常特征找礦前景

礦石資源已經(jīng)成為影響我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的重要因素，而冀東孤山子是我國礦石資源的主要聚集地。因此，本文就對該地區(qū)的航磁異常特征進(jìn)行了詳細(xì)分析，尤其是對航磁異常定性、定量分析方面進(jìn)行了深入研究，從而為我國科學(xué)工作者的找礦工作提供一定的參考。

1　地質(zhì)礦產(chǎn)背景

（1）構(gòu)造。河北省冀東孤山子航磁異常處于華北地臺(tái)（I2）北緣、燕山臺(tái)褶帶（Ⅱ22）東段、馬蘭峪復(fù)式背斜（Ⅲ27）中部，寬城凹褶束（Ⅳ224）東南緣與遵化彎褶束（Ⅳ225）的交匯部位。異常區(qū)斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不發(fā)育，斷裂構(gòu)造按其空間分布、相互關(guān)系分為北東向和北東東向兩組，以北東向壓性逆斷層最為發(fā)育，北東東向斷裂次之。

（2）地層。根據(jù)1:20萬青龍幅地質(zhì)圖和河北省地質(zhì)志，航磁異常區(qū)主要分布有太古宙變質(zhì)巖系和古元古代沉積巖。太古宇主要有遷西群上川組和三屯營組，分布于航磁異常區(qū)的東南部和西北部，且東南部出露范圍較廣，西北部呈北東向帶狀出露于古元古代地層中。上川組一段的巖性主要為紫蘇斜長片麻巖、紫蘇淺粒巖及石榴紫蘇斜長片麻巖，夾不穩(wěn)定磁鐵石英巖；上川組二段為含二輝黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、紫蘇斜長片麻巖、二輝斜長麻粒巖、含角閃輝石斜長麻粒巖夾黑云變粒巖及斜長角閃巖，夾磁鐵石英巖透鏡體；三屯營組一段的巖性主要為黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖夾拓榴角閃斜長片麻巖及斜長角閃巖，夾磁鐵礦石英巖透鏡體；三屯營組二段的巖性主要為黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、角閃二輝斜長片麻巖及斜長角閃巖，夾磁鐵礦石英巖。

2　地球物理特征

（1）航磁異常特征。在區(qū)域航磁異常圖上，河北省冀東地區(qū)存在三處明顯的航磁異常，即馬城航磁異常、鐵馬吐溝航磁異常和孤山子航磁異常，異常幅值分別達(dá)8589 nT、7715nT和5614 nT，按強(qiáng)度大小排在冀東地區(qū)航磁異常的前三位，比己知的石人溝、水廠、黑山、大廟等大、中型鐵礦床上航磁異常的強(qiáng)度要大許多（一般小于3000nT）。該三處強(qiáng)磁異常中，馬城航磁異常己證實(shí)為超大型磁鐵礦床（資源儲(chǔ)量達(dá)10億噸以上）的反映，鐵馬吐溝航磁異常區(qū)和孤山子航磁異常區(qū)僅地表及100 m以淺見有品位較低的磁鐵礦體、深部情況不清楚（未進(jìn)行深部勘探）。

（2）重力異常特征。采用1:20萬重力調(diào)查數(shù)據(jù)編制了孤山子地區(qū)布格重力異常圖和剩余重力異常圖。在布格重力異常圖上，孤山子航磁異常區(qū)為向北東凸出的“鼻狀”布格重力高值異常，西南部布格重力異常值大于-20×10-5m/s2，往北東逐漸降低到-26×10-5m/s2。剩余重力異常圖上，孤山子航磁異常區(qū)出現(xiàn)北北東走向的似“紡錘”狀剩余重力高值異常，異常中心位于孤山子附近、與航磁異常中心基本重合，但剩余重力異常的形狀與孤山子航磁異常的形狀略有差異。

（3）巖礦石物性特征。根據(jù)磁化率實(shí)測結(jié)果，孤山子航磁異常區(qū)磁鐵礦石的磁化率一般在15000×10-5SI一34 000×10-5SI之間、最高可達(dá)到83400×1010-5SI，礦化超基性巖磁化率一般為10000× 10-5SI左右，超基性巖磁化率一般在6000×10-5SI一8 000×10-5SI之間，長城系磁性非常弱。

3　航磁異常反映的磁鐵礦體的規(guī)模

磁鐵礦體規(guī)模的估算，采用磁異常擬合體積法，其計(jì)算公式為:

Q=S×k×sin（a）×d×K（1）

式中:Q為磁鐵礦體資源量；S為2.5D正演擬合磁性礦體的截面積；L為2.5D正演擬合磁鐵礦體或礦致磁異常的走向長度；k為形態(tài)系數(shù)；sin（a）為擬合計(jì)算剖面線與礦致磁異常長軸線夾角的正弦；d為磁鐵礦石的比重；K為含礦系數(shù)。

（1）用“貧礦”模型估算磁性鐵礦體的規(guī)模。所謂“貧礦”模型，就是地表己控制的低品位鐵礦體向深部繼續(xù)延深，但品位不發(fā)生顯著增加，即深部沒有富礦體。其他地質(zhì)體，也以地表出露地質(zhì)體的范圍為基礎(chǔ)，向下繼續(xù)延深，其產(chǎn)狀根據(jù)磁異常特征推斷，并假設(shè)磁性不隨深部變化。各地質(zhì)體和鐵礦體的磁化強(qiáng)度，采用實(shí)測磁化率數(shù)據(jù)的換算結(jié)果。計(jì)算中使用的地磁參數(shù)為當(dāng)?shù)卣５卮艆?shù)，具體為:磁傾角57.8°,磁偏角-6.9°、地磁場強(qiáng)度53897nT。采用2.5D人機(jī)交互軟件，用“貧礦”模型對地面磁測異常進(jìn)行了正演擬合計(jì)算。擬合結(jié)果表明，貧鐵礦體向下有較大延深（可達(dá)1 km以上），使用公式（1）求得貧鐵礦石的資源量為31.5億噸。

（2）“貧富礦”組合模型。“貧富礦”組合模型，是在“貧礦”模型基礎(chǔ)上，假設(shè)地表己控制的低品位鐵礦體向深部繼續(xù)延深，且品位隨深度的增加發(fā)生顯著增加，即深部存在富礦體。其他地質(zhì)體模型與“貧礦”模型中的地質(zhì)體模型基本相同。“富”鐵礦石的磁化強(qiáng)度，參考大廟巖漿型鐵礦床富礦的磁性參數(shù)（全鐵含量40%左右的塊狀礦石的磁化率變化范圍為52 000×10-5SI一130000×10-5SI、平均值79500×10-5SI，剩余磁化強(qiáng)度變化范圍為10000x10-3A/m一31000×10-3A/m、平均值16500×10-3A/m）確定為51460×10-3A/m；其他地質(zhì)體及“貧鐵礦體”的磁化強(qiáng)度和地磁參數(shù)，與“貧礦”模型正演擬合計(jì)算使用的參數(shù)相同。

采用2.5D人機(jī)交互軟件，用“貧富礦”組合模型對地面磁測異常進(jìn)行了正演擬合計(jì)算。使用公式（1）求得鐵礦石的資源量為23.3億噸，其中“貧礦”為8.3億噸、“富礦”為15.0億噸。

“貧礦”鐵礦石資源量估算過程中使用的各參數(shù):截面積S為0.62 km2，走向長度L取航磁異常的走向長度、約7.2 km，比重d取超貧鐵礦石（含鐵蘇長巖）的平均密度3.1×103g/cm3，磁異常長軸線與擬合計(jì)算剖面線夾角a為90°，形態(tài)系數(shù)k根據(jù)異常形態(tài)取0.6，K含礦系數(shù)取1。

“富礦”鐵礦石資源量估算過程中使用的各參數(shù):截面積S為0.87 km2，走向長度L取航磁異常的走向長度、約7.2 km，比重d取全鐵品位40%左右時(shí)鐵礦石的平均密度為4.0×103g/cm3，擬合計(jì)算剖面線與礦致磁異常長軸線夾角a為90°，形態(tài)系數(shù)k根據(jù)異常形態(tài)取0.6，K含礦系數(shù)取1。

4　結(jié)論

綜上所述，加強(qiáng)冀東孤山子航磁異常特征的研究，能夠使人們對其礦產(chǎn)分布、礦石結(jié)構(gòu)等有著較為詳細(xì)的了解，進(jìn)而方便人們將其礦石數(shù)量進(jìn)行有效的估算，這對我國科學(xué)工作者更好的研究礦石資源具有非常重要的意義。

[1]張婉冀東地區(qū)冷口斷裂重磁異常特征及其地質(zhì)作用[J]《物探與化探》-2013（5）.

[2]武強(qiáng)西昆侖塔什庫爾干地區(qū)1∶5萬航磁異常特征及找礦前景[J]-《西部探礦工程》-2014）9）.

P62[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-164-1