地面高磁剖面測量在哈密市雙峰山外圍鐵礦中的應用

摘要：為了解哈密市雙峰山外圍鐵礦體在深部的空間分布特征，本研究通過在工作區開展地面高磁剖面測量，取得相關磁測數據。其間對磁測數據進行反演解譯，對磁異常進行解譯與推斷，基本查明鐵礦體在深部的分布形態、規模和產狀。研究表明，高精度磁測是尋找鐵礦最直接有效的工作方法。

關鍵詞：高精度磁測；鐵礦；解譯

中圖分類號：P631.2 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）04-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.04.007

Application of Surface High Magnetic Profile Survey in the Outer Iron Ore of Shuangfeng Mountain， Hami City

CAI Lanlan， LI Qixing， LI Cuanfeng， LIU Hao， JIANG Xie

（Nuclear Geological Survey of Hunan， Changsha 410019， China）

Abstract： In order to understand the deep spatial distribution characteristics of the iron ore body in the periphery of Shuangfeng Mountain， Hami City， this study obtains the relevant magnetic survey data by conducting the surface high magnetic profile survey in the working area. During this period， the magnetic survey data are inversely interpreted， the magnetic anomalies are interpreted and inferred， and the distribution form， scale and occurrence of iron ore bodies in the deep are basically identified. Research shows that high-precision magnetic survey is the most direct and effective working method for finding iron ore.

Keywords： high-precision magnetic survey; iron ore; interpretation

高精度磁測是尋找鐵礦的直接手段，通過對磁測數據的反演解譯，可以推斷出礦體的產狀與厚度。調查人員對哈密市雙峰山外圍鐵礦詳查工作區進行野外考察，通過高磁剖面測量，結合地質剖面工作，基本查明礦體的空間分布情況，為指導下一步鉆探工程布設提供重要的物探依據。工作區處于東天山東部，其大地構造屬于塔里木盆地北緣的覺羅塔格（阿齊山—雅滿蘇）晚古生代島弧帶[1]。南以阿奇克庫都克-沙泉子深大斷裂為界，與東天山中央隆起帶相鄰，北以康古爾斷裂為界，與康古爾晚古生代弧間盆地相接。工作區位于雅滿蘇-沙泉子銅鐵成礦帶，它是一個成礦條件優越、找礦潛力較大的多金屬成礦帶[2]。

1 地質概況

1.1 地層

如圖1所示，工作區位于覺羅塔格褶皺帶東段雙峰山小背斜的北翼。出露地層主要為中石炭統沙泉子組（C2sh1），第四系殘坡積土層分布于平坦凹地溝谷中。中石炭統沙泉子組的巖性主要為灰綠色巖屑晶屑凝灰巖、灰白色英安質凝灰巖、輝綠巖、閃長巖、凝灰巖。第四系上更新統-全新統洪積物（Q3-4pl）分布于工作區的凹地、河床和東南部低緩平原地帶。洪積物為未膠結的、分選較差的礫石、砂與亞砂土。礫石近山麓增多，多具棱角，而遠離山麓則相反，屬洪積成因。

1.2 構造

工作區構造以斷裂為主，褶皺次之。構造對區內的巖漿活動、礦化、蝕變起制約作用。區內的巖漿活動受背斜軸環形斷裂控制；礦化、蝕變受環形東西向斷裂和南北向階梯狀斷裂控制。一是褶皺。工作區內出現一個不對稱的雙峰山短軸背斜，由一套中石炭系火山巖、大理巖構成南北兩翼。背斜軸部走向為南東東，南翼陡，傾角為71°～81°，北翼軸部向北產狀由陡變緩。石英閃長巖沿背斜軸部構造薄弱部位貫入。二是斷裂。北西向斷裂帶的長度為幾十米到上千米，走向為北北西，傾向北北東，傾角陡，主要被石英閃長巖、閃長玢巖脈、輝綠巖脈充填，寬度為幾米到幾十米。

1.3 巖漿巖

工作區內巖漿巖以灰綠色閃長巖為主，分布于礦區中部和南部，一般呈脈狀、小巖株、巖枝狀產出，與地層一般呈侵入接觸關系，各巖體從中心到邊緣的相變不是很明顯，主要巖性為：灰綠色-灰色，半自形晶粒狀結構、中-細粒結構，塊狀構造，局部呈斑狀構造。斜長石含量為45%～53%，石英含量為20%～25%，鉀長石含量為5%～10%，黑云母含量為10%～15%，角閃石含量為2%，另外含少量黃鐵礦。蝕變礦物主要為綠泥石、綠簾石。礦物成分局部有所變化，變為花崗閃長巖。

1.4 圍巖蝕變

工作區內蝕變有青磐巖化、褐鐵礦化、硅化、綠簾石化、綠泥石化等。鐵礦化與褐鐵礦化、青磐巖化關系密切。

1.5 找礦標志

經綜合分析，本礦床的找礦標志有4點。一是工作區周邊有多個銅鐵礦床，根據前人研究，其均為火山熱液充填（交代）礦床[3]。因此，北西向斷裂構造為區內重要的容礦構造。二是工作區內鐵礦多賦存于閃長巖脈和圍巖的接觸部位。花崗閃長巖和閃長巖的侵入給雙峰山外圍鐵礦體提供了熱源、礦源和水源，是該工作區重要的找礦標志。三是區內鐵礦露頭具有較明顯的褐鐵礦化，而且礦體附近具較強的青磐巖化。四是礦體附近的地形多表現為負地形。

2 地球物理特征

本次工作采用GSM-19T型質子磁力儀，利用高斯第二位置[4]測定該工作區的巖（礦）石標本磁性參數，各巖（礦）石的磁化率（κ）和剩余磁化強度（Mr）分別采用它們的幾何平均值表示。工作區內巖（礦）石磁性參數統計結果如表1所示，磁鐵礦的磁化率最高，平均值為115 220.5×4π×10-6SI，其與磁鐵礦化凝灰巖（平均值為5 651.8×4π×10-6SI）及凝灰巖（平均值為167.0×4π×10-6SI）均有較大的物性差異。這說明在該工作區內利用高精度磁測尋找含礦層具備良好的地球物理前提。

3 磁測工作布置

本次工作使用GSM-19T型質子磁力儀，測地工作采用中緯GPS Zenith25（RTK）系統進行點位測設。如圖2所示，本次高精度磁測對2個礦點較集中的區域進行剖面測量，分別將其命名為一區及二區，剖面線基本垂直于礦脈走向布置，測點號由南至北、由小到大編序。一區布置3條線，每條線長度為600 m；二區布置4條線，除208號線長300 m，另外三條線長度均為600 m；測點距均為5 m。

4 磁異常的解釋推斷

4.1 磁異常平面資料解釋推斷

磁異常點上總磁場強度的模量與正常場總磁場強度模量的差值用變量ΔT表示。一區磁異常由M1-1及M1-2兩個異常組成，如圖2所示。M1-1異常帶長為50 m，寬為20 m；M1-2異常帶長為200 m，寬為50 m，沿近東西向展布。ΔT異常中心最大值可達8 615 nT。異常地段地表出露磁鐵礦及磁鐵礦化凝灰巖，推斷一區的磁異常為磁鐵礦及磁鐵礦化凝灰巖引起的磁異常。如圖2所示，M2異常位于二區，長為300 m，寬為10 m，呈橢圓狀，沿近東西向展布。ΔT異常中心最大值為14 122 nT。該磁異常位于灰綠色蝕變微晶閃長巖和晶屑凝灰巖的接觸部位，地表出露磁鐵礦。經推斷，該異常與磁鐵礦關系密切。

為壓制淺部磁性的干擾，突出深部磁性體產生的有意義異常[5]，對磁異常分別進行50 m、150 m的向上延拓處理，所得磁異常等值線圖如圖3所示。由圖3（a）可以看出，一區異常向上延拓50 m后，M1-1異常消失，表明M1-1異常埋藏較淺。當向上延拓到150 m時，M1-2異常被拉伸成水平狀而消失，表明M1-2異常埋深比M1-1異常大，并且兩個磁異常體的規模均不大。由圖3（b）可以看出，二區的M2異常分別向上延拓至50 m、150 m，與M1-2異常相比，M2異常的規模較小。綜上，一區與二區的異常體埋深較小，推斷其均具有近地表找礦的可能，深部找礦的潛力較小。

4.2 典型剖面磁異常解釋推斷

本次工作結合物性標本結果及地質剖面信息，選取一條典型剖面進行二度半人機交互反演。反演前對數據進行圓滑、延拓處理，反復修改模型及參數，然后獲得結果，如圖4所示。由于二維反演受地質模型及反演參數的相互影響，本次工作旨在擬合主磁性體的大概形態。

如圖4所示，100線剖面見有兩處高磁異常，M1-1異常處出露磁鐵礦脈，寬約為1.80 m，產狀為340°∠65°。由二度半人機交互反演的結果來看，深部脈體變厚，厚度約為7 m，延深約為160 m，北傾，傾角約為73°；其推斷傾角與地質剖面結果較吻合，其推斷延深有待驗證。M1-2異常處出露3條磁鐵礦脈，最寬為3 m，最小為0.9 m，總厚度為5.9 m，產狀為350°∠68°～70°。由磁異常推斷，礦體頂板埋深為3 m，寬為7～13 m，北傾，傾角為70°，延深為160 m左右。根據后來收集的地質資料，對應剖面281 m處存在一見礦鉆孔ZK2-1，于孔深42.80～45.44 m、60.80～62.92 m及64.40～69.11 m處見工業礦體，總鐵（TFe）含量約為45%，磁性鐵（MFe）含量約為23%，表明該推斷結果較為準確。

5 結論

工作區礦脈總體走向近東西，但南北向構造發育，切割礦脈（錯距最小為100 m，最大為300 m），造成礦體規模較小，走向延伸并不長，一區的礦脈走向延伸最長，約為300 m。研究表明，將高精度磁測剖面與地質剖面結合，利用所得的磁性標本參數及地質信息，創建合適的地質模型用于二度半人機交互反演，可以得到較為準確的主磁性體反演結果。

參考文獻

1 秦克章，方同輝，王書來，等.東天山板塊構造分區、演化與成礦地質背景研究[J].新疆地質，2002（4）：302-308.

2 陳建明，匡 薇，孫衛東.新疆雙峰山地區陸相火山巖型金礦床特征分析與找礦模型研究[J].新疆有色金屬，2022（1）：11-14.

3 黃小文，漆 亮，孟郁苗.東天山黑峰山、雙峰山及沙泉子（銅）鐵礦床的礦物微量和稀土元素地球化學特征[J].礦床地質，2013（6）：1188-1210.

4 地質礦產部.地面高精度磁測技術規程：DZ/T 0071—1993[S].北京：中國標準出版社，1993.

5 董煥成.重磁勘探教程[M].北京：地質出版社，1993：66-67.