綜合物探方法在航磁查證中的應用
——以濟寧梁山東丁莊鐵礦勘查為例

趙蕻，謝興友，王士黨，紀曉陽

(1.山東省煤田地質局第一勘探隊，山東 滕州　277500；2.山東省煤田地質局第三勘探隊，山東 泰安　271000；3.山東泰山地質勘查公司，山東 泰安　271000)

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綜合物探方法在航磁查證中的應用
——以濟寧梁山東丁莊鐵礦勘查為例

趙蕻1,3，謝興友1,3，王士黨2,3，紀曉陽3

(1.山東省煤田地質局第一勘探隊，山東 滕州277500；2.山東省煤田地質局第三勘探隊，山東 泰安271000；3.山東泰山地質勘查公司，山東 泰安271000)

摘要：梁山東丁莊鐵礦礦床賦存于新太古代泰山巖群山草峪組中，區內礦體總體呈層狀，產狀與圍巖一致，走向為NW—SW，總體傾向SW，傾角為50°，礦體埋深為230～320m。鐵礦中全鐵平均品位約30.35%，磁性鐵平均品位約25.44%。運用磁法、可控源、地震勘探等方法對該區航磁異常進行了查證，并總結了航磁異常查證的工作流程。

關鍵詞：鐵礦床；勘查；磁法；CSAMT；地震

引文格式：趙蕻，謝興友，王士黨，等.綜合物探方法在航磁查證中的應用——以濟寧梁山東丁莊鐵礦勘查為例[J].山東國土資源，2016,32(6)：71-74.ZHAO Hong, XIE Xingyou，WANG Shidang, etc. Application of Comprehensive Geophysical Exploration in Aeromagenetic Anomaly Area——Setting Dongdingzhuang Iron Deposit in Liangshan Couty in Jining City as an Example[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(6)：71-74.

我國的鐵礦床大多數為貧鐵礦床，能直接煉鐵、煉鋼礦石較少，資源配置較差。隨著國家經濟建設的發展，預計國內未來鐵礦石的需求量及鐵精礦價格將會出現較大上漲[1]。

該次勘查工作使用了多種勘查手段，磁法勘探是航磁查證的主要手段[2-4]；可控源勘探通過對電阻率進行篩選，區分是否為礦致異常，為深部鐵礦勘探的重要手段[5-7]；斷裂多數既控制著山草峪組含礦地層的分布，也對鐵礦體的連續性產生一定的破壞作用，利用地震勘探對區內斷裂構造進行解譯顯得極為重要。

1區域地質概述

2007—2011年，全國開展了礦產資源潛力評價工作，山東省國土資源廳在省內礦產資源潛力評價中，對該區域評價結果為：東平-梁山預測工作區為省內沉積變質鐵礦的重要區帶。

汶上-東平航磁異常帶南起汶上縣城北，沿NW向經彭集、水河后轉向北延伸至東阿鎮以北，長達五十余千米，為一強磁異常帶，同時也是鐵礦成礦帶。在異常帶范圍內發現多處磁鐵礦床，如彭集鐵礦、梁林鐵礦、水河鐵礦等，資源豐富。

2巖礦石物性參數及勘探方法的選擇

2.1巖礦石物性參數

該次所要勘探的地層為泰山巖群山草峪組，其巖性主要為黑云變粒巖、黑云斜長變粒巖、斜長角閃巖、夾條紋—條帶狀磁鐵石英巖。該次巖礦石參數測定選擇的為該礦區露頭標本和鄰近礦區內鐵礦鉆孔巖心標本。

(1)磁性參數。該區地表全部為第四系所覆蓋，磁性極弱。泰山巖群變質巖黑云變粒巖磁化率2200×10-6·4π·SI，剩磁達1300×10-3A/m；斜長角閃巖磁化率331×10-6·4π·SI、剩磁達56×10-3A/m，表現為中等磁性。由表1可知，泰山巖群中的變質巖磁性相對較高，因此采用磁法測量可有效圈定泰山巖群的分布范圍。此外，沉積變質型鐵礦具有比泰山巖群更高的磁性，可以與泰山巖群明顯的區分開來。

(2)電性特征。磁鐵礦的電阻率低于圍巖黑云變粒巖的電阻率。由于磁鐵礦層中所屬巖石類型(磁鐵石英巖)石英質成分增多，雖然鐵礦是低阻礦物，石英巖為高阻，總體表現為高視電阻率區段。因此，磁鐵礦產出區段與黑云變粒巖類巖性段相比，明顯地呈現出高阻區段，這些電性特征為可控源音頻大地電磁(CSAMT)測量獲取電阻率相對較高的沉積變質型鐵礦體提供了地球物理依據。

表1　礦區磁性參數統計

2.2勘探方法的選擇

鑒于以上巖石物性特征分析，首先選擇區內航磁異常顯著位置開展1∶1萬面積性高精度磁法測量，綜合分析區內的磁異常特征，在異常明顯地段開展高精度磁法與可控源音頻大地電磁聯合剖面測量，同時輔助以地震勘探對區域斷裂構造進行解譯，對成礦有利部位進行鉆探驗證，并對鉆孔進行磁參數測定[8-11]。

3綜合找礦方法的應用

3.1高精度磁法勘探

汶上-東平磁異常帶為一強磁異常帶(圖1)。磁場一般為400～600nT平穩磁場，在此背景上，呈現出以NW向為主的強度大、梯度陡的狹長異常帶，其走向與區域地層走向基本一致。該區位于該磁異常帶的西南側，受泰山巖群山草峪組含磁鐵角閃石英巖層及蓋層厚度影響，磁場值相對較低，一般為200～300nT，在此背景上，存在多處航磁異常區。其中航磁編號：67-27，67-28，76-05位置處航磁異常較大，異常值400nT以上，在該區域開展高精磁測剖面測量。

圖1　區域航磁平面圖

3.2CSAMT剖面測量

由圖2可以看出，CSAMT視電阻率斷面由淺到深視電阻率值逐漸增高，剖面深部主要反映泰山巖群淺變質巖系的電性特征。在值線由深部向上部呈現明顯突出抬升的蘑菇狀，此高阻地質體與高磁精測剖面ΔT曲105點～135點間有高阻地質體顯示，在斷面圖上極大值達6000ΩM以上，視電阻率等線高值范圍大致吻合。由于磁鐵石英巖較其他變質巖的視電阻率相對較高，推測該高阻地質體為磁鐵石英巖。

依據ΔT實測剖面反演及CSMAT剖面推斷成果，推斷該強磁性體淺部埋藏位置對應剖面125點附近，地表投影寬度在350m左右，磁性體呈似層狀或厚板狀產出，傾向SW，傾角50°左右，埋深在150～690m。

3.3地震勘探

受汶泗斷裂、鄆城斷裂、梁山斷裂、戴廟斷裂、嘉祥斷裂等斷裂控制，形成多處地壘、地塹構造。該次工作區域位于汶泗凹陷與東平凸起接壤部位，屬于隱伏地層泰山巖群山草峪組地層控礦，鐵礦層分布于泰山巖群內部，北起汶泗斷裂，南到鄆城斷裂，西起拳鋪斷裂東到嘉祥斷裂。

根據性質、落差及空間展布規律，解釋了一條斷層即汶泗斷層，位于該區中南部，走向NW，傾向SW，傾角70°，落差>1700m，區內延展長度10km以上，該斷層有多條地震測線控制。斷裂以北屬泰山-蒙山斷隆，分布于前寒武紀基底巖系；斷裂以南屬菏澤-兗州斷坳，隱伏分布古近系、新近系及白堊系，如圖3所示。

圖3　單斜在地震時間剖面上的反映

在地塹構造中山草峪組埋深較深，磁異常不明顯；在地壘構造中山草峪組埋深較淺，磁異常中相對較明顯。

3.4三分量井中磁測

鉆孔在終孔后進行了三分量測井工作。觀測點距0.5m，數據采集點2300個，檢查觀測點243個。采集數據為水平分量X，Y及垂直分量Z，資料符合質量要求，所獲原始數據經數據處理后，展繪成井中磁測曲線圖(圖4)。

圖4三分量磁測井曲線

4鉆孔驗證

在高精度磁測與CSAMT聯合剖面測量線上，選擇點號132號物探點鉆探驗，孔號為ZK100，鉆孔開孔傾角74.3°，方位角28.1°，終孔傾角67.7°，方位角40.0°，終孔深度560.55m。驗證工程鉆遇3層角閃磁鐵石英巖，厚度為1.5～2.0m，品位為TFe25%～35%，mFe19%～31%。通過鉆探驗證工程證實磁異常是由隱伏在山草峪組變質巖系中的磁鐵礦體所引起，傾向SW。

5結論

(1)梁山東丁莊鐵礦礦床主要賦礦層位是新太古代泰山巖群山草峪組，礦石自然類型為條紋-條帶狀角閃石英型磁鐵礦石，區內鐵礦體總體呈層狀，產狀與圍巖一致，走向為NW—SW，總體傾向SW，傾角為50°，礦體埋深在230～320m之間。鐵礦中全鐵平均品位約30.35%，磁性鐵平均品位約25.44%，求得資源量(334)？1350萬t。

(2)總結航磁異常查證的工作流程：首先優先航磁異常區塊，其次開展磁法測量和可控源測量，利用地震手段對區域構造進行查證，最后通過鉆探施工對物探資料進行驗證。為今后在相類似鐵礦勘查工作提供了借鑒作用。

參考文獻：

[1]石教波,謝玉玲,徐九華，等．綜合找礦方法在大冶鐵礦深部勘查中的應用[J]．礦床地質,2006,(S1):443-446.

[2]盧焱,李健,白雪山，等．地面磁法在隱伏鐵礦勘查中的應用:以河北灤平Ⅱ號鐵礦為例[J]．吉林大學學報:地球科學版,2008,38(4):698-702.

[3]喬鵬.地面高精度磁測在航磁異常查證中的應用研究[D].成都：成都理工大學,2012.

[4]管志寧.我國磁法勘探的研究與進展[J].地球物理學報,1997,(S1):299-307.

[5]杜瑞慶.深部鐵礦勘探的地球物理找礦模式研究[D].北京：中國地質大學(北京),2013.

[6]石教波.綜合找礦在大冶鐵礦深部勘查中的應用[J].資源環境與工程,2007,21(S1):17-20.

[7]劉小瓊.山東省東平縣百戶莊鐵礦床成礦地質特征[J].采礦技術,2014,14(6):118-120.

[8]郝興中,李英平,楊毅恒，等.山東單縣覆蓋區鐵礦特征及找礦方向研究[J].山東國土資源,2014,30(3):56-61.

[9]劉玉成.綜合找礦方法和接觸帶控礦構造研究在大冶鐵礦深部找礦中的應用[J].礦床地質,2006,(S1):431-434.

[10]朱昶.山東省蒼山縣土山鐵礦礦床水文地質特征[J].山東國土資源,2014,30(12):42-45.

[11]譚剛,尹建平,孫建丁.山東省韓莊條帶狀鐵礦床地質特征及其成礦地質條件分析[J].山東國土資源,2013,29(7):31-35.

Application of Comprehensive Geophysical Exploration in Aeromagenetic Anomaly Area——Setting Dongdingzhuang Iron Deposit in Liangshan Couty in Jining City as an Example

ZHAO Hong1,3, XIE Xingyou1,3，WANG Shidang2,3, JI Xiaoyang3

(1.No.1 Exploration Brigade of Shandong Coal Geology Bureau, Shandong Tengzhou 277500, China；2.No.3 Exploration Brigade of Shandong Coal Geology Bureau, Shandong Tai'an 271000, China；3.Shandong Taishan Geological Surveying Company, Shandong Tai'an 271000, China)

Abstract:Dongdingshan iron deposit in Liangshan county locates in Shancaoyu formation of Neoarchean Taishan group. Ore bodies in this region are overall layered type. Ore occurrence are consist with the rocks. The strike is NW—SW, the overall tendency is SW, inclination is 50°, and the depth of ore bodies are 230～320m. Average grade of total iron is about 30.35%, and average grade of magnetic iron is about 25.44%. By using magnetic, controlled source and seismic exploration surveying methods, aeromagnetic anomalies has been verified, and aeromagnetic anomaly inspection workflow has been summarized as well.

Key word:Iron deposits; exploration; magnetic method; CSAMT;seismic exploration

收稿日期：2015-04-15；

修訂日期：2015-08-12；編輯：曹麗麗

作者簡介：趙蕻(1982—),女,湖南邵陽人,工程師,主要從事地質勘查工作；E-mail：150484087@qq.com

中圖分類號：P631

文獻標識碼：B