山東巨野核桃園地區磁異常特征及找礦方向分析

張曉飛　馬龍　陳洪?！≠Z琛　劉曉燕　王華鋒　杜現福

摘要：山東巨野核桃園地區是魯西南地區沉積變質型鐵礦床的成礦有利靶區，利用地面高精度磁測對該地區航磁異常進行查證，圈定了磁異常區4處，選取其中1個異常區進行鉆探驗證，首次在山東巨野地區發現沉積變質型鐵礦床，地質找礦工作取得突破性進展，同時為下一步勘查工作奠定了基礎，驗測結果表明，李登樓—考莊一帶找礦靶區成為今后巨野核桃園地區鐵礦勘查工作的首選區域。

關鍵詞：磁鐵礦；高精度磁測；磁異常；核桃園地區；山東巨野

中圖分類號：P618.31文獻標識碼：Adoi：10.12128/j.issn.16726979.2023.06.005

0引言

礦產資源是經濟社會發展的重要物質基礎，礦產資源勘查開發事關國計民生和國家安全。找礦突破戰略行動實施以來，取得了豐碩成果，形成了一批重要礦產資源戰略接續區。但是，當前資源供需形勢依然緊張［12］，解礦產資源需求之渴，仍然是當前中國經濟發展的重要任務之一；在此背景形勢下，山東省魯南地質工程勘察院在研究區南部的羊山勘查區航磁異常區內鉆獲7個礦體，驗證了該區域航磁異常帶由隱伏的沉積變質型磁鐵礦體所引起。

研究區位于羊山勘查區的北部，位于航磁異常高峰值區中部，具有明顯的礦致異常特征，為羊山勘查區航磁異常帶北延部分，具有較好的找礦前景。本次通過對航磁異常的綜合研究，優選李登樓-考莊一帶開展了高精度磁測，通過鉆探工程驗證，首次在山東巨野地區發現沉積變質型鐵礦床，地質找礦工作取得突破性進展。同時，由于該區域為隱伏深部鐵礦勘查，影響因素較多，找礦存在一定難度，本次勘查工作中充分運用地質、物探、鉆探等綜合方法，取得了找礦重大突破，為下一步勘查工作奠定了基礎。

1地質概況

研究區位于華北板塊（Ⅰ）魯西隆起區（Ⅱ） 魯西南潛隆起區（Ⅲ）菏澤兗州潛斷隆（Ⅳ）之嘉祥潛凸起（Ⅴ）的東南部。區內濟寧地層小區，揭露的地層主要為泰山巖群山草峪組，古生代寒武紀長清群朱砂洞組、饅頭組，九龍群張夏組、崮山組、炒米店組、三山子組和第四系；新太古代泰山巖群山草峪組是（鞍山式）鐵礦的賦存層位。區內地表未見有巖漿巖，呈多層脈狀侵位于山草峪組變質地層中，巖性主要為花崗偉晶巖、二長花崗巖和角閃閃長巖，對礦體基本無影響。

2磁異常特征

巨野核桃園地區位于魯西南低山丘陵區，地形起伏不大，地勢總體為西高東低。以往礦產勘查工作程度較低。根據1∶50萬重力異常圖，發現在負值背景區有相對高重力異常存在，異?？傮w走向近SN，區內異常值總的趨勢為由低到高，異常值在0～20毫伽。20世紀90年代完成的航磁異常顯示，以200nT等值線圈定一處走向近SN的磁異常，異常帶長約16km，寬約8km，中心最高值大250nT；該區磁性體走向為NE15°左右，傾向SEE，傾角較陡；重力異常中心與航磁異常中心基本吻合，呈現出較為明顯的礦致異常特征，推測有大型鞍山式鐵礦層賦存。

本次采用加拿大研究生產的GSM—19T質子磁力儀，測量參數為地磁總場“T”；經過數據處理、校正繪制了地磁異常ΔT 等值線圖和重磁剖面曲線，進行了反演預測。

研究區內磁場變化比較規律，大部分地區為跳躍變化的正磁場特征，ΔT 值大多在0～240nT之間，在等值線平面圖中形成若干個串珠狀的圈閉異常，圈閉異常中磁場值顯著增高。負異常磁場區主要分布于研究區東北部，位于劉莊—齊山—張街一線及該線南部一帶，鳳凰山水泥廠附近，李登樓北部一帶；負異常呈條帶狀或串珠狀展布，異常磁場值大多在0～120nT之間，周圍分布正異常；異常帶變化平緩，梯度緩。區內共圈出4個局部異常區，編號為Ⅰ—Ⅳ（圖1）。

3ΔT 化極等值線特征

采用烏魯木齊金維圖文信息科技有限公司的“跨平臺金維地學信息處理研究應用系統”GeoIPAS V3.1，進行濾波和化極等位場轉換方法，分離區域磁場和局部磁場。其中“重磁”子系統涵蓋了重力、磁法的“數據整理、數據改正、數據處理和正反演”等數據處理工具。本次高磁取得的參數為“ΔT”，化極參數：地磁偏角為5.51°，磁傾角為52.97°。化極后的局部異常形態比原平面圖刻畫的局部異常更加明顯（圖2）。

在對數據進行化極處理后，進行了化極異常的上延?？梢詨褐茰\部不均勻體磁場的影響，幫助分析磁場的空間變化規律。本次上延高度有100m、200m、300m和500m，當上延一定高度后，磁場形態變得比較簡單。區內地磁異常存在4個局部地磁異常，通過對上延200m的延拓處理，4個局部高值異常依然存在，但是只有1個封閉的局部高值地磁異常（圖3），位于李登樓-考莊東側；該異常長約3.0km，寬約1.3km；上延200ｍ后，異常曲線形態寬緩圓滑，異常峰值降低；隨著上延高度的增加，至上延500m時，該地磁異常總體形態變化不大，峰值進一步降低，反映了磁性巖體埋深較大。

4磁鐵礦體特征

根據地磁異常特征，在核桃園地磁異常Ⅰ號磁異常帶部署了4條重磁剖面測線，對重磁剖面數據進行了反演預測，預測磁性鐵礦體頂板埋深在160～230m，傾向W，傾角約66°～70°，向下延伸450～600m，厚度2～5m，并布設了鉆孔驗證。經ZK001鉆孔和ZK401鉆孔揭露驗證，在埋深190～210m處鉆獲4層磁鐵礦體（圖4），其中Ⅱ②、Ⅱ③鐵礦體為主要礦體（圖5），礦體長度2300m，厚度1.67～3.01m，平均厚度2.44m，礦體平均品位mFe 25.97%。礦體走向與地磁局部異常的走向大體一致，總體走向13°，傾向NW，傾角69°。礦體賦存于泰山巖群山草峪組地層中，呈層狀、似層狀產出，巖性主要為黑云變粒巖，局部夾磁鐵角閃石英巖、磁鐵輝石石英巖等；成因類型為沉積變質型鐵礦床。

5找礦標志與找礦方向

本次勘查過程中，通過地質、物探、鉆探等工作手段的有機結合，取得找礦突破，分析該區礦體賦存規律，總結成礦機制［3-5］和找礦標志，選取最優技術手段方法，開展進一步勘查，可以提高找礦成功率和精準度，提高找礦效果。

5.1找礦標志

（1）地質標志。從核桃園地區鐵礦體賦存規律可以看出，鐵礦體賦礦層位是泰山巖群山草峪組含鐵建造，因此該含鐵建造是區內找礦的直接標志。礦體圍巖為黑云變粒巖、斜長角閃巖、黑云角閃片巖等。鐵礦石巖性為磁鐵角閃石英巖、磁鐵輝石石英巖等。礦石呈條紋—條帶狀構造，柱粒狀變晶結構。

（2）地球物理標志。本次所施工的2個鉆孔均見礦，礦體傾向NW，礦體傾角65°～69°，礦體厚度1.67～3.01m，平均厚度2.44m。磁異常值由中心向兩側減小，礦體走向與ΔT等值線走向基本一致，且礦體分布于磁異常值較高的區域。磁異常明顯部位及化極異常顯著位置是區內鐵礦勘查的重點區域；磁異常呈長條帶狀，磁場強度值較大、梯度陡是重要找礦標志。磁異常反應了磁鐵礦磁性大小和鐵礦體埋深，磁法測量在鐵礦勘查過程中起到了重要的指示作用，地質與物探測量手段的結合是尋找深部沉積變質型鐵礦行之有效的方法［618］。

綜上可知，地質、物探、鉆探等工作手段的有機結合是尋找隱伏鐵礦的最有效的方法，由于區內覆蓋層較厚，地質標志對該區找礦指示作用較小，地球物理特征則是該區找礦的重要指示標志，具有重要的指導意義［1925］。

5.2找礦方向分析

從區域重磁異常分析：該區域重力異常從總體走向上與航磁異常走向基本一致，重力異常中心與航磁異常中心基本吻合，推斷異常由隱伏的磁鐵礦體所引起；研究區位于航磁異常高峰值區中部，具有較好的找礦前景，為下一步勘查提供了方向。

從區內磁異常特征分析：區內Ⅱ號磁異常呈NNE向帶狀展布，異常南寬北窄，異常范圍600m×260m，極大值位于異常北部達260nT；Ⅲ號磁異常呈NNW向長圓形展布，異常范圍600m×300m，極大值位于異常西北部達240nT；其磁異常均符合沉積變質型“鞍山式”鐵礦及磁異常帶狀展布的礦致異常特征，成礦遠景較大。

從礦體賦存特征分析：區內Ⅰ號磁異常礦體沿走向及傾向未封閉，走向及傾向尚未控制，其東部和深部仍是以后工作的重點。

6結論

（1）在魯西南低山丘陵區尋找磁鐵礦工作中，采用物探先行，鉆探驗證地質與物探測量相結合綜合勘查的方法，鉆獲了4層磁鐵礦體。鐵礦體賦礦層位是泰山巖群山草峪組，礦體傾向NW，礦體傾角65°～69°，礦體走向與重磁異常形態基本一致。

（2）由于區內覆蓋層較厚，地質標志對該區找礦指示作用較小，地球物理特征則是該區找礦的重要指示標志，具有重要的指導意義。

（3）區內Ⅰ號磁異常礦體走向及傾向尚未控制，其東部和深部仍是以后工作的重點；Ⅱ號、Ⅲ號磁異常，異常峰值較大，均符合沉積變質型“鞍山式”鐵礦及磁異常帶狀展布的礦致異常特征，成礦遠景較大。

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Analysis on Characteristics of Magnetic Anomalies and Prospecting

Direction in Hetaoyuan Area in Juye County in Shandong Province

ZHANG Xiaofei MA Long CHEN Honghai JIA Chen LIU Xiaoyan WANG Huafeng DU Xianfu

（1.Lu'nan Geo-engineering Exploration Institute（No.2 Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources ）， Shandong Ji'ning 272100，China；2.No.7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Linyi 276006， China）

Abstract：Hetaoyuan area in Juye county in Shandong province is the main metallogenic area of sedimentary metamorphic iron deposits in the southwest of Shandong province. The aeromagnetic anomalies in this area have been verified by using high precision magnetic survey on the ground， four magnetic abnormal areas have been circled， and one area has been chosed for drilling verification. The sedimentary metamorphic iron deposits are first discovered in Juye area in the east of Shandong province. Geological prospecting work has made a breakthrough and laid a foundation for the next exploration work.The prospecting target area in Lidenglou-Kaozhuang area will become the first choice for iron ore exploration in Hetaoyuan area in Juye county in the future.

Key words：Magnetite；high precision measurement；magnetic anomalies；Hetaoyuan area; Juye coungy in Shandong province