高精度磁测在辽宁开原市上顶子铁矿勘查中的应用效果

【摘要】以辽宁省开原市上顶子铁矿高精度磁测数据为基础，圈定了二处高值磁异常区；同时对磁测数据采用化极、延拓等方法进行数据处理，有效地获取了上顶子铁矿不同深度的场源异常特征，提高了磁异常解释精度，推测了上顶子铁矿200米以下已没有铁矿体的存在。最后选择典型剖面进行反演解释，推测出矿体的空间分布、形态产状，为下步找矿预测提供了理论依据。

【关键词】高精度磁法；上顶子铁矿；化极延拓；找矿预测

前言

目前利用地面高精度磁法测量进行磁铁矿勘查的技术比较成熟，利用高精度磁法找矿成功的案例也非常多。辽宁省开原市上顶子铁矿产于沉积变质岩中，属于“鞍山式”铁矿，通过对开原市上顶子铁矿进行的地面高精度磁法测量工作，发现了具有一定规模的磁异常体，深入研究磁异常特征以后，评价了铁矿引起的磁异常，总结了在该地区寻找铁矿的经验。

1、工作区地质及地球物理特征

1.1地质概况

工作区位于中朝准地台、胶辽台隆、铁岭～靖宇台拱李家台断凸上。勘查区内出露的地层主要是太古界鞍山群通什村组以及第四系残坡积物。通什村组（Arat）主要由斜长角闪岩、绿泥片岩、云母片岩、角闪片岩、石英片岩夹磁铁石英岩（主要含矿层）等变质岩石构成，地层产状走向近东西，倾向北，倾角40°～85°。

区内出露大面积中基性、中酸性岩浆岩，主要为混合岩，混合花岗岩及少量玄武岩。受混合岩化作用影响，局部片麻理较发育（图1）。区内主要有两条推测的次级断裂构造，一条位于跑达沟，一条位于大南沟，两条构造均为北西―南东向。

1.2地球物理特征

地面高精度磁法的工作区分布的主要岩性是花岗岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩等。磁参数测定工作主要选择了具有代表性的岩（矿）石标本进行测定，其测定统计结果见表1。

可以看出，区内出露的花岗岩的磁化率（κ）的几何平均值为0.030×10-3SI；斜长角闪岩的磁化率（κ）的几何平均值为0.030×10-3SI，这两类岩石基本没有磁性。玄武岩的磁化率（κ）的几何平均值为2.430×10-3SI，玄武岩具有弱磁性，而磁铁石英岩的磁化率（κ）的几何平均值为161.633×10-3SI，可以看出矿体与围岩有着明显的磁性差异，因此具备用磁法在区内寻找磁铁矿的地球物理前提条件。

2、磁异常特征与解译

2.1磁铁矿体的磁场特征

磁异常的特征与磁性地质体的空间分布、形态、产状及其磁性特点直接相关；磁异常的轴向，一般是地质体走向的反映；在地质体本身出露和埋藏较浅的情况下，地质体本身不均匀的磁性，常会使其磁异常发生起伏变化，磁性愈不均匀磁场形态变化愈大；磁异常的强度和范围随埋深而变化，埋深小，异常强度大，范围小，埋深大，异常强度小，范围大。通过对高精度磁测数据进行化极处理后，可以使地表磁异常的分布范围与磁铁矿体套合的更加接近。通过化极处理后的磁异常进行向上延拓处理后，可确定地下不同深度下的磁异常平面形态特征。

在尊重原始资料的基础上，为了把矿体异常从区域背景磁场中分离出来，针对本区的磁场特点，对测区1：5000磁法数据进行了化极、延拓数据处理，发现二个磁异常，磁异常编号分别为C1、C2（图2）。现分别描述如下：C1号磁异常带呈串珠状近北北东向分布，走向长度1000米左右，宽度约50米左右。磁异常影响范围较大，但磁异常的强度不大，最大磁异常为1800nT。C2号磁异常带呈串珠状近南北向分布，走向长度1400米左右，宽度约80米左右。磁异常影响范围较大，但磁异常的强度较大，最大磁异常为4500nT，异常峰值变得较为突出，异常带变宽，长度较长，与磁性体平面投影形态较为接近。

2.2磁异常延拓处理

由于异常峰值很大，为了消除地表以及近地表浅层磁性体的干扰，压制浅部异常，突出深部异常，对化极处理后的磁异常进行了不同高度的向上延拓处理。根据已知地质条件以及磁异常形态特征，从向上延拓100米、200米的等值线平面图上看（图3），C1号磁异常带上延100米时异常基本消失，说明引起该异常的磁铁矿矿体向下延深不大。C2号磁异常带上延100米异常显示明显，说明引起该异常的磁铁矿矿体向下延深较大。但上延200m时，磁异常等值线变得较为平缓，磁异常变弱，磁异常最大值300nT左右，说明该磁性体的埋深的最大延伸为200m左右。

2.3剖面反演

为了更好地了解地下磁性地质体的空间分布特征，选择了测区内最大的C2、C3号主体异常带进行系统的研究及评价，为此使用中国地质大学研发的MAGS4.0磁法勘探软件在Ⅰ勘探线上切取磁异常的剖面数据，利用该数据进行二度半人机交互反演来了解地下磁性地质体的分布特征及分布规律，本次反演设定的参数分别为：磁化率κ=200×10-3SI（κ），当地正常地磁场T0=53800nT，据此算出总磁化强度J=8562×10-3A/m。以水平有限延伸板状体为反演模型，通过调试相关参数进行拟合反演，直到理论曲线与实际测量曲线趋于一致时，此时的二维板状模型为矿体沿剖面方向的理论投影。从Ⅰ勘探线反演推断解释剖面图上可以看出，该剖面磁异常是由二个倾向东的磁铁矿矿体引起的，其中C1、C2号异常是由Fe1、Fe2号磁铁矿体引起的（图4），可以看出，沿Fe1推断矿体埋深100m左右，沿Fe2推断矿体埋深180m左右，与向上延拓结果基本吻合。

2.4工程验证

选择C2号异常进行深部验证工作，依据磁异常特征及反演结果在C2号异常最高值东部100m处定为验证孔位。经钻探在98～116m处开始见到磁铁石英岩，由3层磁铁矿组成，单层厚度分别为2.6lm、4.29m、6. 21m。磁铁矿含量较高，mFe为29.52-35.82%，说明了磁异常的解释基本上反映了隐伏铁矿的存在，也表明了依据上述勘查条件进行隐伏铁矿勘查的有效性。

3、结论

（1）区域内磁铁矿矿体与围岩磁性差异明显，运用地面高精度磁测进行找矿工作，效果比较理想。（2）对原始数据进行化极处理可以使磁异常更加准确地反映磁铁矿体地表的位置及范围，延拓处理可以确定矿体的最大延伸。（3）对磁异常区选取典型剖面反演，可以更加直观地分析矿体在剖面方向上的分布形态。

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