新疆富蘊縣蒙庫鐵礦地質地球物理及巖礦石電磁性特征

譚延斌

（中國冶金地質總局山東局 濟南 250101）

0 引言

蒙庫鐵礦帶位于新疆富蘊縣城北西方向直線距離約70km處，中心地理坐標：東經88°59′28″，北緯47°31′46″。本文研究的蒙庫鐵礦屬于蒙庫鐵礦帶的北西段，主要包括1～9號礦體，該段向南東方向延伸尚有10～22號礦體和烏圖布拉格礦段，各礦段礦床規模達到或接近大型。以往勘查過程中，地球物理勘查手段在探礦工程部署中發揮了重要的指導作用，本文依據礦區歷年勘查成果報告，對蒙庫鐵礦地球物理特征進行了總結，以資為區域范圍內類似鐵礦床的勘查部署提供借鑒。

1 地質特征

1.1 地層特征

蒙庫鐵礦賦礦巖性為下泥盆統康布鐵堡組（D1k）下亞組一套中、深變質的綠片巖相-綠簾角閃巖相巖石組合。康布鐵堡組為一套火山巖夾陸源碎屑巖及碳酸鹽巖建造，分上、下兩個亞組。其中：下亞組（D1K1）為酸性火山巖、火山碎屑巖夾正常碎屑巖、角閃變粒巖、角閃斜長片麻巖（原巖可能為偏基性火山巖）；上亞組（D1K2）為石英鈉長斑巖、石英斑巖和變質霏細巖夾火山凝灰巖、火山角礫巖及大理巖。該組地層為阿爾泰山南緣層狀鐵礦床和多金屬礦床的主要含礦層位，如阿巴宮鐵礦、鐵米爾特鉛鋅多金屬礦、可可塔勒鉛鋅礦、薩吾斯鉛鋅礦等均賦存于該組地層內。

1.2 礦體特征

蒙庫鐵礦西段礦帶長3.4km（102～165線），寬650m，賦礦巖層為一套中-深變質的角閃變粒巖、條帶狀角閃變粒巖、黑云角閃斜長片麻巖及部分大理巖、磁鐵石榴石巖、磁鐵變粒巖等。由33個大小不一的磁鐵礦礦體組成，除個別單個樣品圈定的礦體外，其余各礦體均出露地表，礦區地勢東高西低，相對高差170m。

在平面上礦體呈條帶狀、分支狀、扁豆狀以及不規則狀，具平行、分叉、交互斜列、收縮膨大、尖滅再現等特征。各礦體大多平行緊密排列，間距從1.4～60m不等，一般1.4～2.3m，平均12m。

礦體沿走向一般呈舒緩波狀延伸，礦體產狀與圍巖產狀大體一致，走向290°～300°，局部有所變化，變化范圍275°～310°，礦體向北東陡傾(153線以東礦體則向南西陡傾)。

礦體圍巖主要是角閃變粒巖、條帶狀角閃變粒巖，少量大理巖、黑云角閃斜長片麻巖，礦體與圍巖界線明顯，礦體中常見圍巖夾層。

各礦體規模大小不一，相差懸殊，其中1號礦體規模最大，6-1、6-3號礦體次之，其它礦體規模均較小。礦體長55～2322m，其中主礦體長200～2322 m，平均1100m。小礦體長50～352m，平均126m。礦體厚1.0～103.18m，其中主礦體厚1.50～103.18 m，平均厚12.99～44.26m。小礦體厚1.0～28.00m，平均厚1.8～16.35m。礦體傾向延深50～508m，其中1號礦體大于500m，在127線距地表垂深達580 m，其它礦體平均大于50m。

2 地球物理特征

2.1 礦區正常地磁場

據中國地磁圖資料，蒙庫鐵礦區的正常地磁要素如下：

總場強度To=56660nT；垂直分量Z0=53500nT；水平分量H0=22400nT；地磁傾角Io=67°0′；地磁偏角Do=3°14′E。

2.2 巖(礦)石物理特征

2.2.1 巖(礦)石磁性特征

蒙庫礦區以往物探工作成果顯示，礦區磁鐵礦與圍巖間存在顯著的磁性差異，具備開展井中磁測的有利物性前提。

在蒙庫鐵礦1號礦體詳查-勘探工作中，針對部分鉆孔中的巖（礦）芯進行了系統采集及測定，1號礦體巖（礦）石磁參數測定統計結果見表1。

表1 蒙庫鐵礦1礦體鉆孔巖石磁參數統計表

由蒙庫鐵礦區巖(礦)石磁參數測定統計結果顯示：

（1）富磁鐵礦體磁性最強，其磁性變化范圍相對較穩定，磁性較集中，磁化率最大值可達0.315(4πSI)。磁化率(κ)常見值為0.144(4πSI)，剩余磁化強度(Jr)常見值為 0.0371(103A/m)。

（2）貧磁鐵礦體一般具有中高強度磁性，相對富磁鐵礦體其磁性變化范圍大，較為離散。磁化率(κ)常見值為0.0628(4πSI)，剩余磁化強度(Jr)常見值為0.0151(103A/m)。

（3）含鐵磁性礦物的角閃片麻巖及角閃變粒巖類具有中弱強度磁性，磁性變化大，不具規律性，磁化率常見值在0.0045～0.0076(4πSI)。

（4）變粒巖與淺粒巖一般都不具磁性。但在少部分巖石中穿插有暗色礦物后，可呈現出弱磁性。

上述巖(礦)石磁性統計顯示，1號礦體的磁鐵礦具有較強的磁性，磁鐵礦與圍巖有著顯著的物性差異，與部分含鐵磁性礦物的圍巖也存在著數十倍以上的磁性差異。區內圍巖與礦石之間存在很好的物性差異，為開展地面磁測及井中磁測提供了良好的工作前提。

2.2.2 巖(礦)石電性特征

蒙庫鐵礦1-9號礦體巖（礦）石電性參數統計結果見表2。

表2 蒙庫鐵礦巖（礦）石電性參數統計表

巖(礦)石電性參數統計結果顯示：

磁鐵礦體與圍巖存在明顯的電性差異。致密塊狀磁鐵礦具有明顯高極化低電阻特征，電阻率平均值在100Ω·m以下，極化率平均值達34.7%；圍巖電阻率平均值多在1000Ω·m以上，巖石呈低極化特征，電性差異明顯。

在已知磁鐵礦體上進行TEM測深試驗,其視電導率擬斷面圖上低阻異常與已知鐵礦體位置相對應，異常反映明顯，表明明顯的低阻異常是由磁鐵富礦體所引起，說明礦區具備開展TEM方法測量的前提。

2.3 礦區異常場特征

2.3.1 地面磁異常特征

由礦區1∶5000ΔZ等值線平面圖(圖1)可見：磁異常分布與地表出露礦體相對應，呈北西-南東展布，異常長4km、寬500m，向南東未封閉。異常中間多為正異常，兩側多為負異常。ΔZmax=12000nT、ΔZ min=-4000nT。

圖1 蒙庫鐵礦1∶5000ΔZ等值線平面示意圖

2007～2008年在礦區131～165勘探線區間，按100m線間距，進行了1∶1000高精度磁法剖面測量。磁測剖面針對131～165線間的地表礦與隱伏鐵礦體,以及131～149線的北側隱伏礦體傾伏端部位布設。磁測結果見圖2。

圖2 蒙庫鐵礦ΔZ等值線平面示意圖

由圖2可見，磁異常總體分布特征與1∶5000ΔZ異常一致，磁異常主要位于礦區中部的礦體走向分布帶上，磁異常多為鋸齒狀跳躍的正磁異常和較強的負磁異常，礦體兩側為負磁背景場，異常向東、西兩側均未封閉。ΔZmax=18300nT、ΔZmin=-5350nT。

在131～165線之間分布有4個礦致異常，分別為C-1、C-2、C-3、C-4異常。推斷C-1異常對應礦體向下埋深大，礦體具有一定厚度及賦存規模；C-3、C-4異常對應礦體埋深淺，且多具脈狀礦體特征，礦體向南傾伏。總體上131～165線間由西向東礦體埋深呈逐漸減小趨勢。

131～149線北東側未見明顯磁異常，推斷該區域無具規模的隱伏磁鐵礦體存在。

2.3.2 井中磁測異常特征

井中磁測在磁鐵礦體內部與外部區段均有明顯的異常顯示。

（1）礦體內部磁異常特點：ΔZ一般表現為負值異常，異常幅值強度高，曲線多呈鋸齒狀，異常變化多具跳躍性，不具規律性。ΔH′正、負值異常兼有，異常幅值變化大，曲線多呈鋸齒狀，異常變化具跳躍性，規律性差，在礦層分界面處，異常具明顯的界面跳躍特征。

（2）礦體外部磁異常特點：ΔZ、ΔH′曲線異常一般反映較規則，變化呈規律性，曲線圓滑度好，具有一定的異常幅度及較明顯的異常反映，能夠明了地反映礦體的外部場特征。

（3）富鐵礦體具有很強的磁性，礦體內ΔZ異常幅值一般可達-30000～-50000nT；貧礦體ΔZ異常幅值在-10000～-30000nT之間。

（4）根據鉆孔標本測定及以往物性成果，礦區巖(礦)石的磁性主要以感應磁化強度為主。感磁大于剩磁，剩磁(Jr)方向與感磁基本同向,交角不大，剩磁對感磁方向影響不大。

（5）1號礦體總體產狀是向北陡傾，與區內磁化方向大致相同，礦體磁化近似于順層狀。井中磁測矢量的收斂點和發散點基本與礦頭、礦尾位置相對應，其位置偏移量不大，能夠較為明確地反映出礦體分布特征、礦體端部位置及延伸特點。

（6）1號礦體呈近于東西向的北西-南東走向，主礦體沿走向向東南傾伏。從110～131線礦體主體埋深逐漸加深，礦體上部多呈分枝狀的多層疊加形態賦存，礦體分布較分散。因礦體層間磁場的相互作用，過礦磁異常較為復雜，多為局部異常特征，干擾了深部主礦體異常特征的反映。

旁側異常反映相對直觀，曲線變化規律，異常特征點明顯，能夠較明了地反映出礦體的空間分布特點。

（7）磁化率測井異常可直觀地反映出鉆孔內磁鐵礦層與磁性巖層的分布。富鐵礦體具強磁超過飽和異常特征；含磁性礦物巖石顯示為明顯的磁性變化異常特征。

由此可看出，礦區井中磁測能夠獲取到明顯的旁側礦體異常信息。通過對磁測異常的表現形態及異常特征分析，便能及時地了解鉆孔周邊礦體的空間分布情況，為下一步鉆探工程布設及對礦體邊界圈定提供依據。

2.3.3 TEM異常特征

2005年，在礦區104～150線間進行了50m×25 m網度、總長25km的TEM方法測量。從1測道視電阻率等值線平面圖上可見：整個礦區劃分出3個TEM異常，分別為T1、T2、T3（圖3），TEM異常與鐵礦帶分布一致，走向呈北西向。

圖3 蒙庫鐵礦第1測道視電阻率等值線平面示意圖

T1異常分布于107～126線，異常在范圍與強度上最大。自西向東異常寬度逐漸變窄。異常平均寬度75～100m，視電阻率異常值50Ω·m左右。122～126線異常強度減弱，視電阻率80Ω·m左右。礦體東西兩端（107～122線和129～134線間）出露寬度最寬，礦體邊界不規則，沿礦體走向膨大收縮、分枝復合，分枝尖滅現象常見。但在垂深50m以下礦體形態趨于穩定，呈厚層狀產出。

T2異常分布于127～139線間。127～133線，異常寬約100m，視電阻率小于50Ω·m，134線至139線，異常寬度變窄，約60m，強度也變弱，視電阻率100Ω·m左右。129～134線，礦體厚度變化較大，在走向上，表現為自西向東礦體厚度逐漸變厚的規律性，礦體呈似層狀、扁平透鏡狀產出

T3異常位于140～150線之間。北西走向，異常形態為中間寬，約140m，兩頭窄，約40m，異常強度與T1、T2相比也弱許多，僅在146～148線間較小范圍內視電阻率小于50Ω·m，異常范圍內其它區域視電阻率100～200Ω·m之間。

將T1、T2、T3異常與地表出露礦體進行對比，可以看出，T1、T2異常對應1號礦體和6-1號礦體，T3對應的是7號礦體。TEM異常與地表出露礦體有較好的對應關系，在礦體出露最寬部位（107～122和129～134線間），異常寬度最大，強度更強。

通過對不同深度的平面異常特征剖析，可以得出：異常與地表出露礦體及淺層礦體吻合良好，這種吻合表明TEM異常是由礦體引起的。在由淺至深的過程中，異常變化不大，反映了礦體從淺到深產出穩定、產狀陡立的變化特征。

3 結論

蒙庫鐵礦產于下泥盆統康布鐵堡組地層中，賦礦巖性為角閃變粒巖、條帶狀角閃變粒巖、黑云角閃斜長片麻巖及部分大理巖、磁鐵石榴石巖、磁鐵變粒巖等。

礦區礦石礦物主要為磁鐵礦，礦體與圍巖具有顯著的磁性和電性差異：礦體磁化率可達圍巖的數十倍，礦體具有高極化低阻特征，圍巖具有高阻低極化特征。

礦區1∶5000ΔZ等值線磁異常分布特征與地表出露礦體相對應，異常中間多為正異常，兩側多為負異常。ΔZmax=12000nT、ΔZmin=-4000nT。

1∶1000高精度磁測異常多為鋸齒狀跳躍的正磁異常和較強的負磁異常，礦體兩側為負磁背景場，ΔZmax=18300nT、ΔZmin=-5350nT。

井中磁測能夠獲取到明顯的旁側礦體異常信息，其中富鐵礦體具有很強的磁性，礦體內ΔZ異常幅值一般可達-30000～-50000nT；貧礦體ΔZ異常幅值在-10000～-30000nT之間。通過對磁測異常的表現形態及異常特征分析，便能及時地了解及掌握鉆孔周邊礦體的空間分布情況，為鉆探工程布設及對礦體邊界圈定提供了依據。

TEM異常與地表出露礦體位置對應較好，礦體出露最寬部位異常寬度最大，強度更強。

致謝：本文主要依據新疆地礦局第四地質大隊2010年編寫的《新疆富蘊縣蒙庫鐵礦勘探報告》編寫而成，在此謹向該報告編寫人員李建國、查小玲、焦明富、劉永明、王保先、郭明欣、魯佳、牛春蕊、祝雨雷等人表示感謝！