地面磁法测量在白山市五道羊岔铁矿勘查中的应用

曹丽华，崔秀利，李景光，朱建鹏

1.吉林省地质调查院，吉林 长春 130061；2.吉林省第四地质调查所，吉林 通化 134001；3.吉林省地矿勘察设计研究院，吉林 长春 130061

白山市五道羊岔钒钛磁铁矿型铁矿床位于白山市江源区北西。该矿床自1977年吉林省有色金属地质勘查局六○八队地勘分院发现以来，先后有吉林省有色金属地质勘查局六○二队地勘分院、吉林省有色金属地质勘查局六○一队地勘分院、吉林省地矿勘察设计研究院等多家地勘单位进行地质勘查工作，截止到2011年未该矿床探明111b+122b级储量已达到大型规模[1]。本文从矿区磁异常特征出发，结合其成矿地质条件，总结其找矿标志，为该类型铁矿的地质找矿工作，提供一定参考。

1 矿区地质

五道羊岔钒钛磁铁矿型铁矿床位于中朝准地台、辽东台隆、铁岭—靖宇台拱，龙岗隆起与浑江盆地交汇处[2]。区内构造活动强烈，岩浆岩发育，晚太古代古基性岩体（墙）的广泛分布，具备优越的铁矿成矿地质条件（图1）。

1.1 地层

区内出露地层主要为中太古宙表壳岩龙岗岩群杨家店岩组，出露在矿区中上部，大体呈残块状北东、南西向展布，出露较零碎，分布面积较小。主要岩石类型有角闪质斜长岩、黑云斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、石榴黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩及角闪磁铁矿。

晚元古界细河岩群钓鱼台组石英砂岩，分布于矿区东南部。

图1 五道羊岔铁矿区域地质图Fig.1 Regional geologicalmap of Wudaoyangcha iron ore

1.2 岩浆岩

侵入岩发育，为矿区主体岩石类型。晚太古代片麻岩发育，主要有两种岩石类型：回头沟片麻岩，原岩类型为闪长岩，岩石多为灰黑色—暗灰色，黑云母、角闪石等暗色矿物分布极不均匀，条带、片麻理发育，中粗粒—等粒鳞片粒状变晶结构，条带状构造；石碑岭片麻岩，原岩类型为花岗岩，岩石新鲜面呈灰白色，岩石变晶结构清楚，多发育片麻状—弱片麻状构造。晚太古代变钾长花岗岩，呈岩株状侵入片麻岩中。

晚太古代基性岩发育，为钾长花岗岩侵位之后的基性岩浆活动产物，多呈岩体状，少量呈岩墙状，空间上呈北东—南西向展布，是成矿母岩，铁矿体赋存在古基性岩体（墙）中。

基性岩体（墙）变质为斜长角闪岩，但保留着岩体（墙）状特征。岩石多呈灰黑色，粒度变化较大，以中—中细粒者居多，粒状结构，块状构造、斑杂状构造。主要组成矿物为角闪石、斜长石、和少量石英、黑云母、绿帘石。副矿物为榍石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿及黄铁矿。

脉岩有沿北东向断裂构造分布的角闪岩脉。

1.3 构造

矿区位于大型构造单元龙岗基底隆起与浑江断陷盆地的交汇部位，构造活动十分强烈。

二道江—江源北东向断裂带斜贯全区，是区内主要的控岩控矿断裂，并具有多期次活动的特点[3]。早期表现为韧性剪切作用，中太古界表壳岩、晚元古代片麻岩、变钾长花岗岩以及基性岩，普遍发生糜棱岩化，局部形成糜棱岩，长石、石英细粒化，长石、石英残斑多呈定向分布形成条带状构造；晚期表现为脆性断裂特征，在糜棱岩的基础上，岩石普遍比较破碎，并表现为多条断裂构造，断裂带内断层泥、断层角砾十分发育。其总体走向为30°～60°，倾向西北或南东，呈舒缓波状，倾角40°～60°。

矿区内基性岩体变形变质作用十分强烈，构造形迹以岩体在塑性柔流及固态流变作用下形成的片理、片麻理、暗色矿物及浅色矿物变质条带，以及由这些新生面理形成的褶皱构造等，对本矿区磁铁矿体的成形定位有重要作用。

1.4 航磁异常

矿区发育一甲类航磁异常，该异常出现在平稳的负磁场中，呈较规则的磁异常带，异常强度可达1 500 nT。异常走向北东，长1.7 km,宽0.5 km。

2 矿床地质特征

2.1 矿体地质

矿区内共发现10个矿组98条铁矿体。其中以6矿组为主，资源储量占全区95.79%以上，6-6矿体最大，6-2、6-4、6-1次之，6矿组为半隐伏矿体。矿体延长一般500～1 580m，延深1 000～500m，厚1.0～50.0m，产状随基性岩体（墙）的褶皱形态变化而变化，总体上呈北东向展布，矿体围岩以斑杂状斜长角闪岩为主，钾长花岗岩次之。

2.2 矿石组分

金属矿物以磁铁矿为主，有部分磁黄铁矿、钛铁矿、黄铁矿、黄铜矿等。非金属矿物以斜长石、角闪石为主，其次有石榴石、绿泥石、黑云母等。

磁性铁为铁矿石的主要物相组分，物相分析矿石内各种物相赋存状态的铁元素质量分数：赤、褐铁质量分数较高，平均w(OFe)4.32%，w (SiFe+CFe+sfFe)6.80%＞3%。平均w (mFe)/w(TFe-siFe–sf-cFe)=76.90%，小于85%，确定该矿矿石为弱磁性铁矿石，具备磁选条件。

矿石有益组分：综合利用为钒、钛、钴、镍、铌、钪、镓、硒、碲等。钒质量分数为0.12%～0.31%，钛质量分数为3.00%～4.12%，矿石伴生有益组分有工业利用价值。

矿石有害组分：硫质量分数0.29%，磷质量分数0.10%，分布比较均匀，质量分数较少。经选矿后，上述有害组分远低于规定标准，无碍于矿石的工业利用。

造渣组分：以SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO为主，总量占矿石的57.81%。（CaO+MgO）/ w（SiO2+Al2O3）=0.269 9。属酸性铁矿石。

2.3 矿石结构构造

矿石结构,半自形—他形晶结构、固溶体分离结构，粒径变化多在0.2～3mm之间。交代结构主要表现为金属矿物沿晶体边缘进行交代。

矿石构造以致密块状为主，条带状构造次之，磁铁矿与非金属矿物相间排列构成条带状。条带宽度一般10～30mm。

矿石自然类型，按结构构造可划分为条带状矿石、致密块状矿石；按组成矿石的主要铁矿物分为：钒钛磁铁矿石，主要矿物为磁铁矿，其次含钒磁铁矿，钛铁矿、含钴黄铁矿、磁黄铁矿。

矿体直接围岩以斑杂状斜长角闪岩为主，其次变黑云母钾长花岗岩、角闪岩，矿体与围岩界线清楚，肉眼能识别，夹石为斜长角闪岩、变黑云母钾长花岗岩，夹石厚度超过2m已经剔除，矿体顶、底板、矿体进行了放射性检测，不超标，对人身体无危害，矿体顶、底岩石较完整，无破碎痕迹。

3 磁测成果及工程验证

3.1 地面磁测方法技术

以1：5 000比例尺进行地面磁法测量，面积7 km2。

根据矿床矿体赋存状态和规模，工作中采用50m×20m的测网进行观测异常段加密到20m×10m。测线方位垂直航磁异常或矿体总体走向。工作中采用廊坊物探大队研究所生产的电子垂直磁力仪，读取垂直磁场ΔZ。

为了保证工作质量，正式工作前，对仪器性能及各项常数进行检查与校验。读数时保证N极朝南，基点二次读数，测点二次读数，对于异常点、疑难点、突变点重复观测，10min记录一次时间。改正方法利用混合改正，每天早、中、晚各对一次基点，基点在稳定的正常场上。

3.2 磁测成果及工程验证

纵观该区磁测成果图（图2），背景场相对平稳，磁场背景值一般在正负数百纳特波动，在此背景上叠加有12处局部异常。背景场反映了太古代变质岩系极弱—弱磁性的磁场特征。局部异常具有一定的规模，呈折曲带状分布现象。推断为铁矿体引起，但不排除为中基性岩脉的可能，需要工程进行验证。

C1异常，位于工区西北部257/46～263/55点，长450m。东西走向，峰值5 000～10 000 nT。异常总体北陡南缓，说明矿体向南倾斜，产状较陡。异常内部为双峰平行排列，说明磁性体为2层。推断为2层平行铁矿体形成。经TC02105、TC02106等槽探，ZK501、ZK502等钻孔验证，该异常共发现两层9条矿体，产状与磁异常推测结果基本吻合。

C2异常，位于工区西部，为本区规模最大的异常。轴心位于134/46～257/60点，长1 500m，宽600m。4 000 nT等值线圈定的异常为北北东或近南北走向，反映了浅部矿体的特征。北西陡、南东缓，说明浅部矿体向南东倾斜。500～2 000 nT等值线向南西呈梯度递减特征，推断深部矿体向南西倾伏。根据500 nT等值线的范围确定矿体规模较大。经TC3、TC7、TC8等槽探，ZK0302、ZK0402等钻孔验证，该异常共发现16条矿体，产状与磁异常推测结果基本吻合，该矿组规模较大，其资源储量占全区95.79%以上。

图2 五道羊岔工作区地磁异常等值线图Fig.2 Isolinemap ofmagnetic anomaly in Wudaoyangcha working area

C3异常，位于工区中部，分布于214/72～214/73点，长100余米，异常峰值3 000 nT。呈东西向展布。曲线北陡南缓，北侧伴有负值，说明矿体向南倾斜。经TC047-1、TC047-2等槽探，ZK04701等钻孔验证，该异常共发现2条矿体，产状与磁异常推测结果基本吻合。

C4异常，位于工区东部，分布于209/78～222/89点，长600m，异常峰值8 000 nT以上。总体呈北东向展布。曲线北西部略缓，推断矿体向北陡倾斜。异常有褶曲现象，且呈多峰状，说明矿体为多层状。经TC1、TC5、TC10等槽探，ZK05101、ZK05501等钻孔验证，该异常共发现9条矿体，产状与磁异常推测结果基本吻合。

C5异常，位于工区东部，分布于174/92～178/93点，长140m，异常峰值1 000 nT以上。北东走向，曲线对称。推断为贫铁矿体形成。经TC108-1等槽探，ZK10801等钻孔验证结果，发现5条矿体。

C6异常，位于工区东部，分布于154～173/97点，长200m，异常峰值6 000 nT以上。南北走向，曲线西陡东缓，推断矿体向东倾斜。经TC106-1等槽探，ZK10601等钻孔验证结果，发现5条矿体。

C7异常，位于工区东南部，分布于80/92～140/93点，长650余米，南布未封闭，异常峰值3 000 nT以上。走向由南北走向转向北东。曲线北西陡，南东缓，说明矿体向南东倾斜。且南部曲线呈梯度递降特征，推断矿体向南倾伏。与C2异常特征相似。经TC101、TC103等槽探，ZK10503、ZK10301等钻孔验证结果，发现5条矿体。

C8异常，位于工区东南部，分布于85/97～88/99点，长120余米，异常峰值3 000 nT以上。走向北东，曲线北西陡，南东缓。矿体向南东倾斜。曲线向南东呈梯度递降，说明矿体下延较大。经TC111-1等槽探，ZK11101等钻孔验证结果，发现5条矿体。

C9异常，位于工区东南部，分布于86/105点。呈浑圆状。异常峰值1 000 nT以上。规模有限，推断为小矿体引起。尚未验证。

C10异常，位于工区东部，分布于165/110点。呈浑圆状。异常峰值1 000 nT以上。规模有限，推断为小矿体引起。尚未验证。

C11异常，位于工区西南部，分布于87/44点，呈浑圆状。异常峰值1 000 nT以上。规模有限，推断为小矿体引起。尚未验证。

C12异常，位于工区西南部，分布于98/45～95/48点，长160余米，异常峰值1 000 nT以上。曲线对称，推断为埋藏较深的矿体形成。尚未验证。

3.3 磁测成果评价及地球物理找矿模型

本次地面磁测目标主要是寻找隐伏铁矿体，工作区铁矿体为磁铁矿体，主要赋存于斑杂状斜长角闪岩中，其它岩石类型如表壳岩、片麻岩等磁性明显较弱。铁矿体产状与斑杂状斜长角闪岩基本一致，其规模、形态与斑杂状斜闪岩相关，地表或埋深浅的铁矿体一般引起尖锐的磁异常，而埋深大的铁矿体往往引起平缓的磁异常。槽探、钻孔等山地工程施工结果证明了磁法测量进行找矿的有效性和准确性。在此基础上，提出工作区地质—地球物理找矿模型，如图3所示。

图3 工作区地质-地球物理找矿模型Fig.3 Geological geophysical prospectingmodel of working area

4 结论

（1）龙岗古陆边缘北东向深大断裂，有斑杂状斜长角闪岩体（基性）侵入，为构造和岩浆岩找矿标志；

（2）地面磁法异常，特别是低缓异常，分布面积大于1 km2。一般以正异常峰值大于2 000 nT，且有一定规模、缓递变形态的异常多为铁矿体引起。

[1] 李景光,等.吉林省白山市五道羊岔铁矿勘探报告[R]. 吉林省地矿勘察设计研究院.2011:1-48.

[2] 吉林省地质矿产局.吉林省区域地质志[M].北京:地质出版社,1988:1-510.

[3] 吉林省区域地质矿产调查所. 浑江市幅区域地质调查报告[R]. 1997:1-150.

[4] 邱家骧.岩浆岩石学[M].北京:地质出版社,1985：1-340.