河北盧龍縣高各莊礦區(qū)磁異常特征及找礦前景分析

張家興，張麗，王凱壘

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071000）

高各莊礦區(qū)位于華北陸塊北緣東段Fe-Cu-Mo-Pb-Zn成礦帶東段之馬蘭峪Fe-Au成礦亞帶南部，成礦地質(zhì)條件十分有利，有形成受變質(zhì)火山-沉積型鐵礦床的地質(zhì)前提。礦區(qū)及周邊地區(qū)特殊的變質(zhì)硅鐵質(zhì)建造，復(fù)雜的結(jié)晶基底構(gòu)造，強(qiáng)烈的混合巖化作用，為區(qū)域受變質(zhì)火山-沉積型鐵礦床的形成奠定了基礎(chǔ)。區(qū)域已知鐵礦床較多，如：司家營鐵礦床、坎上鐵礦床、指揮鐵礦床、杜團(tuán)店鐵礦床等。礦區(qū)內(nèi)地表發(fā)現(xiàn)有鐵礦體存在，但地質(zhì)工作程度仍然相對(duì)偏低，仍有較大找礦前景，尤其是已知礦山外圍找礦和深部找礦前景看好。

1 地質(zhì)概況

高各莊礦區(qū)位于燕山臺(tái)褶帶馬蘭峪復(fù)式背斜東部之遵化穹褶束與山海關(guān)臺(tái)拱交界處。礦區(qū)地層出露不太齊全，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，構(gòu)造形跡復(fù)雜，褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造均較發(fā)育，巖漿活動(dòng)不發(fā)育。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)變質(zhì)基底主要出露變質(zhì)表殼巖—新太古代早期灤縣巖群魯杖子巖組和變質(zhì)深成巖—新太古代晚期潘莊變質(zhì)二長花崗巖；蓋層主要出露中元古代長城紀(jì)大紅峪組（Chd）、薊縣紀(jì)楊莊組（Jxy）和第四紀(jì)（Q）地層。

1.2 構(gòu)造

褶皺構(gòu)造主要展布楊黃嶺向斜。向斜軸向320°～330°，傾向SW，長3km，寬1.2km。向斜兩翼地層為灤縣巖群（Ar3L），地層走向290°～310°，傾向SW，傾角65°～75°，為一不對(duì)稱緊密褶皺。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，僅見有閃長巖脈（δ）出露。

2 礦床地質(zhì)特征

礦體主要賦存于新太古代早期灤縣巖群魯杖子巖組（Ar3Lz）中—深程度區(qū)域變質(zhì)巖中，其中黑云斜長片麻巖（Ar3Lh）為主要賦礦圍巖。

2.1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模

目前已知礦體3條，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，一般比較穩(wěn)定，礦體特征見表1所示。

2.2 礦石質(zhì)量

礦石礦物組合簡單，鐵礦物成分類型以氧化物為主，主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、假象赤鐵礦。脈石礦物主要為石英，其次為普通角閃石、斜長石，少量陽起石、透閃石質(zhì)陽起石，偶見堿性角閃石。礦石為細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，條紋狀、條帶狀構(gòu)造，少量塊狀構(gòu)造。礦石品位TFe35%左右，mFe26～30%。

表1 礦體特征一覽表

圖1 高各莊礦區(qū)地質(zhì)簡圖及航磁等值線圖

2.3 礦石類型

按組成礦石的主要鐵礦物劃分，屬磁鐵礦石和由磁鐵礦、赤鐵礦以及假象赤鐵礦組成的復(fù)合鐵礦石；按礦石中主要脈石礦物劃分，屬石英型鐵礦石；按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分，屬條紋狀鐵礦石和致密塊狀鐵礦石；礦石的工業(yè)類型為需選貧鐵礦石。

3 磁異常特征

3.1 航磁異常特征

區(qū)內(nèi)有兩個(gè)航磁異常，編號(hào)分別為冀C-2010-1664、冀C-1959-151（圖1）。

冀C-2010-1664號(hào)航磁異常處在區(qū)域負(fù)背景場中的峰狀正異常，異常曲線形態(tài)規(guī)則，梯度變化較大，兩翼近對(duì)稱，異常強(qiáng)度為510nT。在航磁ΔT等值線圖上，異常表現(xiàn)為NNW向不規(guī)則橢圓異常，等值線較密集，規(guī)模約3×1.1km。在重力一階垂導(dǎo)圖上，該異常處于平緩正異常中。

冀C-1959-151號(hào)航磁異常在冀C-2010-1664號(hào)航磁異常的SW側(cè)，也是處在區(qū)域負(fù)背景場中的峰狀正異常，異常曲線形態(tài)規(guī)則，梯度變化較大，北翼略緩，異常中心略向南偏移，異常強(qiáng)度為198nT。在航磁ΔT等值線圖上，異常表現(xiàn)為NW向雙心橢圓狀異常，規(guī)模約2.2×0.8km。在重力一階垂導(dǎo)圖上，該異常處于平緩正異常中。

3.2 地磁異常特征

（1）巖（礦）石磁性參數(shù)

測定巖（礦）石標(biāo)本參數(shù)見表2。

對(duì)巖（礦）石磁性參數(shù)測定結(jié)果分析如下：

區(qū)內(nèi)鐵礦床是以磁鐵石英巖為主要礦石類型的受變火山—沉積型鐵礦床，礦石具有較強(qiáng)的磁性，磁化率最高可達(dá)68400×10-6×4π·SI，平均值為47200×10-6×4π·SI，斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、條帶狀混合巖磁性都較弱，磁鐵礦可引起強(qiáng)磁場。

巖（礦）石磁參數(shù)結(jié)果可見，受變質(zhì)火山-沉積鐵礦的磁場反映明顯，能產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場，而其它巖石只具有弱磁性，兩者巖石之間有明顯的磁性差異，對(duì)尋找受變質(zhì)火山-沉積型鐵礦床，具備了較好的地球物理前提。

（2）綜合剖面地磁異常特征

對(duì)區(qū)內(nèi)航磁異常實(shí)測了兩條地質(zhì)、磁法綜合剖面。選取基本場T0為54000 nT，其剖面磁異常特征如下：

①Ⅰ號(hào)地質(zhì)、物探（ΔT）綜合剖面

Ⅰ號(hào)地質(zhì)、物探（ΔT）綜合剖面全長3 Km，剖面方位75°，點(diǎn)距20m，剖面通過冀C-1959-151航磁異常和冀C-2010-1664航磁異常的南端（圖2）。通過地面磁測，在地磁剖面上發(fā)現(xiàn)有3處相對(duì)的高值異常，分別位于剖面上的70、232、310號(hào)點(diǎn)處，異常ΔTmax分別為852 nT、1735.99 nT、931.63nT，異常兩側(cè)基本對(duì)稱，梯度變化較大。

剖面70號(hào)點(diǎn)的高值異常對(duì)應(yīng)的航磁異常為冀C-1959-151異常。航磁異常NW向展布，東西兩側(cè)等值線疏密相當(dāng)，異常強(qiáng)度為198 nT。地磁剖面曲線規(guī)則，梯度變化大，且兩側(cè)梯度變化相近，異常極大值ΔTmax為852nT。

化極處理后異常的幅度與地磁異常幅度基本一致，只是化極的異常往NE方向稍有位移。曲線梯度變化大，曲線SW側(cè)較NE側(cè)稍緩，反映磁性體向SW陡傾。

表2 巖（礦）石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖2 Ⅰ號(hào)地質(zhì)、物探（ΔT）綜合剖面

圖3 Ⅱ號(hào)地質(zhì)、物探（ΔT）綜合剖面

從地磁剖面曲線上延100、200、300m分析，上延100m后，剖面70號(hào)點(diǎn)處的ΔT值為480 nT，與地磁異常比較衰減慢，當(dāng)上延300m時(shí)，兩處的ΔT磁場值還有200多 nT左右，說明磁性體向下有一定延深。

對(duì)地磁剖剖曲線進(jìn)行了反演擬合計(jì)算，其結(jié)果顯示磁性體為向NW傾斜、傾角75°左右。磁性體頂板埋深50米左右、順層磁化向下延深較大。

異常段內(nèi)出露的地層主要為第四紀(jì)松散堆積物，北部分布有新太古代早期灤縣巖群魯杖子巖組（Ar3Lz），異常NE有一處小型受變質(zhì)火山-沉積鐵礦（盧龍杜團(tuán)店鐵礦）。

綜合上述：推斷該異常是隱伏、有一定延深、向SW傾斜、產(chǎn)狀陡立的沉積變質(zhì)鐵礦引起。

剖面232號(hào)點(diǎn)處的地磁異常對(duì)應(yīng)的航磁異常為冀C-2010-1664航磁異常的南端，地磁剖面曲線為一高峰值異常，梯度變化大，兩側(cè)對(duì)稱，幅值寬度約300m，異常極大值ΔTmax為1736nT。

地磁剖面曲線經(jīng)化級(jí)處理后異常的幅度與地磁異常幅度基本一致，只是化極的異常往NE方向稍有位移。曲線兩側(cè)對(duì)稱，梯度變化大，反映磁性體向SW陡傾。

從地磁剖面曲線上延100、200、300m分析，上延100m后，ΔT值為630 nT，與地磁異常比衰減較慢，當(dāng)上延300m時(shí)，ΔT極值衰減到200 nT左右，說明磁性體向下有一定延深。

對(duì)地磁剖剖曲線進(jìn)行了反演擬合，其結(jié)果顯示磁性體為向NW傾斜、傾角80°左右、頂板埋深約20m、順層磁化向下延深較大。

現(xiàn)場觀測了解到，在該高值異常附近有一個(gè)露天采場和一個(gè)深200m豎井。

綜合地質(zhì)、物探地磁實(shí)測結(jié)果、地磁剖面曲線轉(zhuǎn)換、模擬計(jì)算推斷該磁性體為沉積變質(zhì)鐵礦引起。

該剖面其它地段曲線呈多峰狀，異常一般在500～700 nT之間，根據(jù)地質(zhì)、物探實(shí)測結(jié)果推斷，地磁剖面上的異常也是由多薄層、有一定延深、產(chǎn)狀較陡的鐵礦體而引起。

②Ⅱ號(hào)地質(zhì)、物探（ΔT）綜合剖面

Ⅱ號(hào)地質(zhì)、物探綜合剖面全長2Km，剖面方位80°，點(diǎn)距20m，剖面通過冀C-2010-1664航磁異常（圖3），航磁異常呈NW向不規(guī)則橢圓狀展布，兩翼近對(duì)稱，梯度變化大，異常極大值ΔTmax為510nT。在地磁實(shí)測剖面150～224號(hào)點(diǎn)范圍內(nèi)反映為幅度比較寬、梯度變化大、兩側(cè)近似對(duì)稱的多峰狀異常，該異常和Ⅰ號(hào)地質(zhì)、物探（ΔT）綜合剖面232號(hào)點(diǎn)處的異常處于同一NW向異常上，位于冀C-2010-1664號(hào)航磁異常NW端，異常的寬約400m，ΔTmax1360.62nT。

地磁剖面曲線經(jīng)化級(jí)處理后異常的幅度與地磁異常幅度基本一致，只是化極的異常往NE方向稍有位移，曲線兩側(cè)NW陡SE稍緩。

從地磁剖面曲線上延100、200、300m分析，上延100m后，ΔT值為700nT，上延200m后，ΔT值為5000nT，與地磁異常比衰減較慢，當(dāng)上延300m時(shí)，ΔT極值衰減到400 nT左右，上延結(jié)果與地磁異常相比衰減較慢，說明磁性體向下延深大。

對(duì)地磁剖剖曲線進(jìn)行了反演擬合，擬合結(jié)果為二層磁性體，傾向NW、傾角75°左右，磁性體頂板埋深約20m、順層磁化向下延深較大。

在該異常段的北側(cè)有一斜深300m的開拓斜井，是盧龍杜團(tuán)店鐵礦開采區(qū)。根據(jù)地質(zhì)、物探地磁實(shí)測結(jié)果、地磁剖面曲線轉(zhuǎn)換、模擬計(jì)算，推斷該異常為多層、有一定厚度、向SW傾斜、有一定延深、產(chǎn)狀較陡的磁鐵礦而引起。據(jù)剖面磁異常推算，除已探明和正在開采的上部礦體外，深部尚有延深200m的下部礦體（圖4）。

在剖面的東端，異常曲線鋸齒跳躍、不規(guī)則、幅值不寬，但異常的梯度變化、曲線型態(tài)與剖面中部的異常相似，且在異常地段見到多處民釆礦坑，根據(jù)地質(zhì)、物探實(shí)測結(jié)果推斷，該地段異常是由多層薄層、TFe品位不高的磁鐵石英巖所引起。

4 找礦前景分析

區(qū)域成礦規(guī)律顯示：基底構(gòu)造控制該類型鐵礦床的賦存狀態(tài)，而基底線性緊密倒轉(zhuǎn)褶皺構(gòu)造則直接控制著礦體的展布和規(guī)模。礦體一般多賦存于復(fù)式向斜內(nèi)，而復(fù)式背斜多因剝蝕原因而少見儲(chǔ)礦構(gòu)造。此外，線性緊密倒轉(zhuǎn)褶皺的儲(chǔ)礦構(gòu)造基本上和變質(zhì)作用為同一構(gòu)造旋回，塑性變形又可使鐵質(zhì)遷移，礦層重疊，礦體規(guī)模加大。礦區(qū)線性緊密倒轉(zhuǎn)褶皺發(fā)育，有利于鐵礦床的形成。

圖4 Ⅱ號(hào)剖面磁異常（ΔT）及推斷礦體

本區(qū)內(nèi)圈出鐵礦體3條，且鐵礦體有一定的規(guī)模，礦石品位尚可。賦礦層位新太古代早期灤縣巖群魯杖子巖組（Ar3Lz）廣泛分布，其含礦變質(zhì)建造類型屬于黑云斜長變粒巖-陽起磁鐵石英石型，變質(zhì)相屬綠簾—角閃巖相。區(qū)內(nèi)含礦建造規(guī)模大，連續(xù)性好，層位穩(wěn)定，與圍巖呈整合接觸，這些條件對(duì)形成受變質(zhì)火山—沉積型鐵礦床非常有利。

受變質(zhì)火山—沉積型鐵礦床的礦石多系貧鐵礦石，含礦變質(zhì)建造在混合巖化作用過程中，長英質(zhì)熔漿對(duì)含礦變質(zhì)建造組分進(jìn)行堿質(zhì)交代（鉀化、鈉化）反應(yīng)，可導(dǎo)致磁鐵礦等有用礦物粒度加大和局部富集，使其具有工業(yè)價(jià)值或由貧礦變?yōu)楦坏V，亦可形成富含F(xiàn)e、Mg、Ca的混合巖化的熱液，引起Fe、Mg交代作用，發(fā)生圍巖蝕變，交代條紋（帶）狀磁鐵石英巖形成富鐵礦礦體。礦區(qū)混合巖化作用普遍、強(qiáng)烈，以再生交代型混合巖化為主，混合巖化作用主要為原地半原地重熔作用，有在貧鐵礦體邊部形成與混合巖化熱液有關(guān)的富鐵礦體的地質(zhì)前提。

區(qū)內(nèi)有1：2.5萬冀C-2010-1664號(hào)航磁異常和冀C-1959-151號(hào)航磁異常分布。此外，前人1959年的1：20萬航磁測量，1973年的1：5萬航磁測量和1979年的1：1萬地磁測量，勘查區(qū)均有磁異常顯示，反映了區(qū)內(nèi)深部有較強(qiáng)磁性體存在，異常三級(jí)查證已證實(shí)為礦致異常，為開展本區(qū)深部找礦提供了重要依據(jù)。

本區(qū)主要處于航磁反映的出露區(qū)磁性變質(zhì)巖分布范圍，其中有一處航磁反映的強(qiáng)磁性地質(zhì)體（與鐵礦關(guān)系密切）分布范圍，南部則為航磁推斷的隱伏磁性變質(zhì)巖分布范圍，說明區(qū)內(nèi)磁性變質(zhì)巖，即含礦巖系地表、地下均廣泛分布，有深部找礦的地質(zhì)前提。

5.1 結(jié)論

本區(qū)成礦地質(zhì)條件十分有利，找礦前景較大，航磁及地磁均反映了區(qū)內(nèi)深部有較強(qiáng)磁性體存在，有深部找礦的地質(zhì)前提。