河南桐柏地區(qū)成礦特征探討

摘 要：通過(guò)野外實(shí)際工作，利用磁法和瞬變電磁法在桐柏地區(qū)將該地區(qū)的成礦特征進(jìn)行了初步探測(cè)，推斷該區(qū)域內(nèi)鐵礦系巖漿巖侵入所致而形成的透鏡狀或雞窩狀埋藏狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：成礦特征；瞬變電磁；視電阻率

中圖分類號(hào)：F42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2008）06-0087-02

1 地質(zhì)概況

桐柏地區(qū)位于秦嶺造山帶東部，為華北、揚(yáng)子兩大板塊的碰撞造山帶以朱陽(yáng)關(guān)-松扒斷裂和欒川-明港斷裂為界。其間為北秦嶺褶皺帶，南北兩側(cè)分別為南秦嶺褶皺帶及華北板塊南緣褶皺帶。造山帶基本構(gòu)造格架為印支期前不同構(gòu)造地層地體的堆垛疊置或拼貼焊接。現(xiàn)今構(gòu)造格架是燕山期后前陸盆地發(fā)展所表現(xiàn)的盆嶺構(gòu)造，主要構(gòu)造形式為沿早期韌性剪切帶或不同巖性界面發(fā)育的層間剝離斷裂、高角度正斷層及造山帶尺度上的環(huán)狀構(gòu)造(環(huán)狀堿性巖墻)。本次勘查區(qū)域內(nèi)，地形相對(duì)較為平坦，未見(jiàn)斷層等構(gòu)造。

2 區(qū)域地球物理場(chǎng)

地層密度和磁性參數(shù)值由高到低依次為桐柏片麻雜巖、毛集群、秦嶺巖群、二郎坪巖群、歪山巖組、蔡家凹巖組及新生界，巖漿巖重磁參數(shù)值從超基性、基性、中性至酸性巖順序降低。區(qū)域重磁異常與地層、巖體走向一致呈北西或北東向條帶狀分布，其重磁界面對(duì)應(yīng)不同尺度的地層、構(gòu)造或巖漿巖帶根據(jù)相對(duì)重力低與負(fù)磁異常推斷老和尚帽、圍山城和天目溝等地分別存在隱伏花崗斑巖帶或花崗巖體。已知磁鐵礦均分布在磁力曲線高值附近，在電法曲線中反映為電阻率相對(duì)低值范圍內(nèi)。

3 瞬變電磁施工及資料處理

瞬變電磁法的勘探原理是利用人工在發(fā)射線圈加以脈沖電流，產(chǎn)生一個(gè)瞬變的電磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)垂直發(fā)射線圈向兩個(gè)方向傳播，通常是在地面布設(shè)發(fā)射線圈，依據(jù)半空間的傳播原理，把地面以上的忽略。當(dāng)磁場(chǎng)沿地表向深部傳播，當(dāng)遇到不同介質(zhì)時(shí)，產(chǎn)生渦流場(chǎng)或者遵照量子力學(xué)原理使活潑的堿金屬產(chǎn)生能級(jí)躍遷或使含有大量氫原子的液體的氫原子核沿磁場(chǎng)方向產(chǎn)生定向排列。對(duì)于探測(cè)金屬礦藏效果甚佳，通過(guò)要求輸入初始模型。對(duì)初始模型的求取，通常有以下幾種手段：①在礦區(qū)已有的地質(zhì)資料(電測(cè)井或鉆孔)或者區(qū)域地質(zhì)資料。②用直流電法在工區(qū)作一個(gè)電測(cè)深，以該測(cè)點(diǎn)的電測(cè)深電阻率作為初始模型。③也可用視電阻率和其它全域電阻率計(jì)算方法得出初始模型，但要保證其計(jì)算的結(jié)果的正確性。當(dāng)計(jì)算出地層電阻率后，要進(jìn)行地形改正和傾角校正，用測(cè)量時(shí)記錄的高程和傾角改正。最后做出地質(zhì)擬斷面圖。

4 地磁的巖性解釋

測(cè)量地磁異常以確定含磁性礦物的地質(zhì)體及其他探測(cè)對(duì)象存在的空間位置和幾何形狀，從而對(duì)工作地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造﹑有用礦產(chǎn)分布及其他情況做出推斷。磁性巖體及礦體產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在地球磁場(chǎng)之上，引起地磁場(chǎng)的畸變。這種畸變一般稱為地磁異常。在造巖礦物中，只有磁鐵礦﹑鈦磁鐵礦﹑磁黃鐵礦和磁赤鐵礦等少數(shù)礦物具有強(qiáng)磁性(見(jiàn)巖石物理性質(zhì))。因此，巖石及礦石的磁性強(qiáng)弱，主要決定于上述礦物的含量及分布情況。

5 施工方法和成果解釋

由于礦體系磁鐵礦，對(duì)由電流激發(fā)所產(chǎn)生的二次場(chǎng)、以及磁力作用反映敏感，故我們選用瞬變電磁法與磁法相結(jié)合。

黃樓2線共布瞬變電磁點(diǎn)21個(gè)（由于地形條件限制，該測(cè)線越往北為灌木所覆蓋，瞬變電磁工作無(wú)法展開(kāi)）、磁法測(cè)點(diǎn)31個(gè)，其中，1-10號(hào)點(diǎn)間距為10m，10-31號(hào)點(diǎn)間距為20m；黃樓4線在2線以西10米處，且與2線平行，共布測(cè)點(diǎn)15個(gè)，測(cè)點(diǎn)間距為20m；黃樓3線在2線以東15m處，且與2線平行布設(shè)，測(cè)點(diǎn)間距為20m。

通過(guò)磁力曲線圖（由于篇幅有限，各測(cè)線磁力異常曲線圖未附，僅作說(shuō)明），反映出在所有施測(cè)的區(qū)域中，伽瑪值普遍較高，這與該區(qū)域范圍內(nèi)廣泛蓄礦的影響；在瞬變電磁視電阻率剖面圖中，該區(qū)呈有規(guī)律的低阻異常，視電阻率在25-35歐姆#8226;米之間，在視電阻率剖面圖中們以藍(lán)色漸變色表示（相對(duì)高阻我們以綠、黃、紅漸變色表示）。相對(duì)高阻則推斷為閃長(zhǎng)巖石、角閃巖、輝綠巖脈電性反映。

根據(jù)瞬變電磁法所繪出的視電阻率剖面圖看，各條測(cè)線均有不同程度的異常反映（且各異常能夠與磁法異常相吻合）。在黃樓1線瞬變電磁視電阻率剖面圖看（見(jiàn)圖1），在40m、70m處有明顯低阻反映，其電阻率在30歐姆#8226;米以下，推斷有較好的成礦條件。在黃樓2線的視電阻率剖面圖中反映出，該測(cè)線中深部視電阻率都相對(duì)較低個(gè)別點(diǎn)深部位置有火成巖侵入體存在（其視電阻率相對(duì)較高），在30m、70m、130m、170m、210m、250m、290m位置上的反映最好；在磁力曲線圖中這幾點(diǎn)位置的伽瑪值也相對(duì)較高，伽瑪值達(dá)到1800以上，而且此后的各測(cè)點(diǎn)的伽瑪值也相對(duì)較高，推斷該處鐵礦埋深一般在30m-70m范圍。

在黃樓5線的瞬變電磁視電阻率剖面圖中在60m--100m處中深部有一低阻反映，根據(jù)礦體的產(chǎn)狀要素以及地形地質(zhì)條件，推斷該異常與黃樓2線的異常為同一成礦帶。該測(cè)線的磁力曲線圖中也反映了60m-100m處伽瑪值處在上升趨勢(shì)，而且伽瑪值相對(duì)較高，達(dá)到了1500以上。（見(jiàn)圖3）

圖3黃樓第5瞬變電磁測(cè)線是電阻率剖面圖

6 結(jié)論

由于瞬變電磁法一般采用時(shí)間道作為縱坐標(biāo)繪制剖面圖，本文中為突出顯示異常，將異常部位放大（藍(lán)色較深部位）。各礦體根據(jù)圖件反映，視電阻率等值線在低阻的情況下呈閉合圈的形式出現(xiàn)，如第5勘探線的70-90米處、1線40m、70m處、2線在30m、70m、130m、170m、210m、250m、290m位置上的反映最好，由于淺表層相對(duì)高阻的等值線平行排列有明顯的不同，推斷該探區(qū)的鐵礦賦存狀態(tài)呈透鏡狀或雞窩狀，即各礦體不連續(xù)或聯(lián)系性不強(qiáng)。推斷該區(qū)域內(nèi)礦體為火成巖成因礦體，30歐姆#8226;米以下為質(zhì)純磁鐵礦， 周邊圍巖為巖漿侵入后受熱或隨后發(fā)生化學(xué)作用而變質(zhì)，或者由于其埋深距離地表較近由于地下水或其他原因?qū)⒌V體表層風(fēng)化，導(dǎo)致其電性反應(yīng)與質(zhì)純磁鐵礦電阻率有所增大，但相差不大。

目前該探區(qū)已有鉆孔驗(yàn)證，已有鐵礦開(kāi)采，經(jīng)鉆孔和開(kāi)采驗(yàn)證，證實(shí)該地區(qū)鐵礦賦存確為透鏡體或者雞窩狀，但其詳細(xì)地質(zhì)成因還有待于進(jìn)一步研究。

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。”