高精磁测在河北省隆化县龙王庙铁矿找矿及靶区圈定中的应用

孙宏岩，马骁，牛英杰，高亚龙，刘威

（1.天津华勘矿业投资有限公司，天津 300170；2.天津物华矿业有限公司，天津 300000）

高精磁测在河北省隆化县龙王庙铁矿找矿及靶区圈定中的应用

孙宏岩1，马骁2，牛英杰1，高亚龙1，刘威1

（1.天津华勘矿业投资有限公司，天津 300170；2.天津物华矿业有限公司，天津 300000）

为验证龙王庙矿区深部铁矿含矿性，圈定龙出找矿靶区，笔者在开展了1/5 000高精度磁测及钻探验证工作后，推断测区存在近东西向1条、北北西向2条较大的断裂构造；圈定处5个异常区（带），M1、M2、M3、M4、M5。通过对M2-1、M3-2异常剖面半定量解释，推测M2-1高磁异常为隐伏的磁性岩体引起，具有较好的寻找磁铁矿前景。在两个异常区位置进行了钻探施工及样品采集分析工作，铁品位已接近工业品位。高精磁测在龙王庙矿区应用效果明显，圈定的异常区结合钻探验证结果，可以为下步该矿区找矿工作起到一定指示作用。

高精磁测；磁异常；成矿远景区；龙王庙铁矿床

河北省隆化县龙王庙矿区处于燕山山脉中部北缘，地表覆盖较为严重。2007—2010年，笔者所在单位以银铅锌多金属为勘查目标矿种，在该区开展了普查工作，通过钻探工程在深部发现了含磁铁矿辉长岩，结合样品测试分析结果，认为龙王庙矿区具备寻找铁矿的潜力[1]。2013年，笔者所在单位在龙王庙矿区开展进一步地质勘查工作，主要针对深部含磁铁矿辉长岩开展了高精度磁测以及钻探工作，在该区铁矿深部找矿及成矿规律研究方面取得较大突破，在龙王庙工作区内圈定出5处高磁异常区[2]。本文主要通过对高磁异常区的分析，确定高磁异常的分布与构造的关系、并圈定成矿远景区。

1 区域及矿床地质特征

龙王庙铁矿工作区位于燕辽成矿带，属华北地台北缘中段的烟筒山东西向银铅锌多金属成矿带，矿区以南为大庙-头沟钒钛磁铁矿成矿带（图1）。

区域上主要为中生代侏罗纪陆相火山岩以及新太古代变质岩系。中生代火山岩主要是上侏罗统张家口组一套酸性-亚碱性大陆火山熔岩及火山碎屑岩组合。新太古代变质岩系，主要是黑云母斜长片麻岩、石榴石片麻岩、斜长角闪岩混合岩化片麻岩、石英片岩、变粒岩以及大理岩等。

区域上东西向的大断裂发育，北部为丰宁-隆化-烟筒山东西向深大断裂带，南部为红石砬-大庙-头沟-娘娘庙东西向深大断裂带，与钒钛磁铁矿有关的基性-超基性岩体受以上两条断裂控制，同时这两条断裂也控制着区域内钒钛磁铁矿的产出空间。东西向断裂之间次级断裂构造发育，展布方向主要为NE、NNE、NW向。东西向构造控制了区内多金属矿产的分布，NNE向和NW向构造对多金属成矿有利。

区域岩浆活动强烈而频繁，岩石类型比较复杂。太古-元古代岩浆岩以基性-超基性岩为主，尤其是区域内存在上百个大大小小的基性、超基性岩体，归属中元古代，受丰宁-隆化深断裂带控制，呈近东西向分布，区域内出露较大岩体有大庙岩体、头沟岩体；燕山期岩浆岩以中-酸性岩浆岩为主[3]。

龙王庙铁矿床含矿镁铁质岩体沿南北向断裂带呈带状分布，岩体主要由斜长岩和辉长岩组成，属于非层状的复式岩体（图2）。

矿体主要分布在斜长岩与辉长岩的接触带内或斜长岩裂隙中，呈雁行状排列，多呈扁豆状或脉状。矿体受到裂隙构造控制，与围岩的界线清楚，一般长几百米，厚数米、更厚者数十米，延伸数百米，主要由致密块状矿石组成，含少量浸染状矿石。

矿体有部分产于辉长岩内，形态大多为透镜状，与围岩呈渐变过渡关系。这类矿体的主要矿石组成为浸染状矿石，有时一个矿体往深部分叉而逐渐尖灭，有时几个矿体往深部连成一体。

围岩常见不同程度的蚀变，主要为绿帘石化、绿泥石化和钠黝帘石化。矿石矿物主要由钛铁矿、钒钛磁铁矿、赤铁矿等组成，并含少量黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、白钛矿、金红石等。脉石矿物有绿泥石、磷灰石、斜长石、辉石和绿帘石等。矿石多数为浸染状和块状构造，偶尔见斑杂状构造，具有典型的固溶体分解结构和海绵陨铁结构。

2 区域地球物理特征

对矿区进行了1/5 000高精度磁测（线距50 m，点距20 m）。在磁测△T等值线平面图中，磁场值在-1 365～4 672 nT之间变化。磁异常宏观特征表现为测区东南部为正异常，西北部为负异常。磁力场最高值位于工作区中部偏南。

从磁异常细节上看，测区东北部负异常梯度的变化比较大，中部有较小面积的高磁异常，植入负异常之上，显现形态为“孤岛”状。西北部磁异常的变化则相对较小，磁场值基本上在-200 nT左右。测区正异常可细分为3条NNW向展布的带状异常及两处规模较小但梯度变化较大的异常，其中3条带状异常近乎平行，被2条带状负异常分隔，较长的异常带约2 km，较短的约1.3 km。

通过平面化极手段对磁测△T网格文件进行处理，目的是为了避免因地磁场斜磁化而引起的磁源体位置的偏移与异常峰值，使地质（体）构造的实际位置能够与磁测△T异常相吻合。本文中做的化极处理，磁倾角为59°59′，磁偏角-7°34′。

由磁测△T化极等值线平面图（图3）可以看出，宏观特征上，磁异常化极前后是基本相似的，化极后异常主体位置略向东南偏移，幅值强度稍有所增大，范围在-1 630～4 888 nT之间变化。东北部负磁异常化极后形态更清晰、完整，异常极值约-1 600 nT，东南部高磁异常带状特征也相对明显[9]。

磁测△T等值线平面图与磁测化极△T等值线平面图叠合对比可知，磁测△T异常与化极后的磁测△T异常形态变化不大，化极磁异常中心位置变化也不大，但异常幅值稍有增大。根据异常形态的变化情况可大致推知异常体埋藏深度较小[4]。

对化极后的磁测△T分别作高度为20 m、50 m、100 m、300 m的向上延拓处理，在上延后的磁测△T化极等值线平面图上，高磁异常带的形态特征变化较大，局部高磁异常随上延高度的增大逐渐减弱直至消失，区域磁异常逐步呈现与航磁异常相同的南正北负的特征，主异常中心位于工作区外围的东南角。这种变化特点说明，区域主体异常由深部磁性体引起的，而且局部磁源体埋藏较浅。通过局部异常处于边缘部位或者叠加在区域异常之上这一特征可以看出，浅部磁性异常体是深源物质沿构造、裂隙向上运移引起的蚀变所致[5]。

由此可以推断，一个沿隐伏深大断裂侵入的呈南北向排列的磁性体，可能是工作区深源磁异常的起因所在。局部剩余磁异常是古老地质体褶皱、或差异风化形成带状产出，或者是后期构造引发的标高差异引起[5，6]。

为了解磁异常体的分布与构造之间的关系，对化极△T异常进行水平方向45°、135°方向求导计算，如图4。根据计算结果，结合磁异常分布情况及地质资料分析，测区可能存在3条较大的断裂构造：F1′、F2′、F3′，其中F1′为近东西向展布，F2′、F3′为北北西向展布；且北北西向断裂构造形成时期早于东西向断裂，或者三条断裂构造同期形成，北北西向的同时受到东西向的构造活动影响[7]。

3 成矿远景预测

通过采用滑动平均法对磁测化极△T异常进行场源分离计算，窗口大小为12个点线距，得到区域异常和剩余异常。区域磁异常反映了区域岩性变化以及深部磁性体的分布，剩余磁异常则反映了浅层磁性地质体的分布情况。根据△T化极剩余异常等值线平面图（图5），在工作区内共圈定五个异常带区，其中带状异常三个、局部异常两个，M1和M2位于龙王庙矿区内[8]。通过在磁异常范围内实施钻探验证，2个钻孔均在离地表100 m左右进入含磁铁矿辉长岩，其中磁铁矿多以稀疏浸染状分布于暗色矿物中，分析结果显示全铁品位已经接近工业品位，深部可能存在更大的找矿空间。

（1）M1高磁异常带

位于工作区西南部，异常形态为近东西向条带状，长约350 m，平均宽约100 m。M1两侧梯度变化较大，等值线密集，异常值最大约1 400 nT。异常南、北两侧各有一负磁异常带。根据地表的岩性显示，该地段的岩性为弱磁性的凝灰角砾岩，推断该高磁异常是由埋深较浅的隐伏的磁性体引起[1]。

针对M1高磁异常提取了磁测剖面P1，并采用经验切线法对异常体埋深进行了估算。异常体模型为顺层磁化无限走向延伸薄板状体，根据计算结果，估算异常顶面埋深较不大，约82.5 m。

（2）M2高磁异常带

M2高磁异常带延展方向为北北西向，长约2 km，宽150～350 m，带上有两处局部高磁异常M2-1、M2-2。其中M2-1异常位于异常带北端，幅值变化较大，M2-2异常位于异常带中部，幅值变化相对较小。两局部异常特征分述如下：

M2-1高磁异常形态近似椭圆，长轴长约400 m，为北北西向，短轴长约200 m，异常最大值约3 360 nT，异常圈闭面积约0.1 km2。该高磁异常北侧有一负磁异常伴生，形态大小与M1异常相近，异常梯度变化也较大，极值约-1 100 nT[9]。

已知的2号矿化蚀变带北端与异常中心相邻，可以推测M2-1具备相对较好的成矿条件，该异常很可能由磁性较强的辉长岩引起。针对M2-1局部高磁异常提取了磁测剖面P2，采用经验切线法对异常体埋深进行了估算。异常体模型表现为顺层磁化无限走向延伸薄板状体，计算结果表明，异常体埋深约75.8m，宽约50 m。M2-1异常为矿权区内最优磁异常。

尽管异常最大值达1300 nT左右，但与M2-1高磁异常相比，M2-2异常幅值相对较弱，异常形态则显得不很规则，由两个较小的高磁异常组合而成，异常圈闭面积共约0.1 km2。

（3）M3高磁异常带

M3高磁异常带与M2异常带相邻，展布方向同为北北西向。此异常带上有存在两处局部高磁异常M3-1，M3-2。

M3-1高磁异常位于M3异常带北段，呈条带状，长约600 m，平均宽约150 m，最大值约1 400 nT，该异常附近有几处弱小磁异常相邻，推测M3-1异常因受构造活动而从主异常带上分离而出。

M3-2高磁异常，形态呈椭圆状，长轴长约500 m，展布方向为北北西向，短轴长约230 m，异常最大值约5 000 nT，M3-2为本次高精度磁法测量工作所发现的幅值最高、异常梯度变化很大的异常，该异常的两侧为两条负异常带。

在M3-2异常的外围有钾长花岗岩岩体出露，推测该异常是由于后期因岩浆沿断裂构造多期次活动，致使深部的含磁铁矿辉长岩体侵入引起。为详细了解异常体的规模、产状等信息，从M3-2局部高磁异常上提取了剖面P3，并采用经验切线法进行了估算，异常体模型为顺层磁化无限走向延伸薄板状体，计算结果表明，异常体埋深约89.7 m，宽约60 m。

（4）M4高磁异常带

M4高磁异常带大体走向同样为北北西向，长约1.4 km，平均宽度约200 m。该异常带南段磁场强度较大，北段异常强度相对较弱，最大磁场值约2 400 nT。根据野外实地观察，异常带南段磁场达峰值处出露的岩性为含磁铁矿辉长岩；异常带北段高磁特征虽然也比较明显，但地表被第四系所覆盖，推测异常是由隐伏的含磁铁矿辉长岩体所引起，且隐伏岩体与南段出露的岩体连为一体，岩体顶面埋深从南向北逐渐变大。

（5）M5高磁异常

该异常形态不规整，由三个较小高磁异常组合而成，异常所圈闭面积共约0.15 km2。与M4异常相似，都为地表出露的含磁铁矿品位较低的辉长岩引起的。推测此异常与M4异常带曾为一体，因后期构造活动与主异常带分离[13]。

4 结论

（1）根据上延不同高度的化极磁力异常的结果，磁源体具有南浅北深的变化特征。随着延拓高度的增加，局部异常与区域异常位置吻合，局部异常逐渐消失，具有限延伸；由磁测化极△T异常图的可以看出，高磁异常带两侧等值线密集、梯度变化较大，异常形态与构造展布方向、构造发育程度关系密切。

（2）在构造交汇处分布有磁异常地段伴随有多金属矿化蚀变异常，局部已见脉状矿体，说明该构造区域热液活动较强，断裂构造是龙王庙矿区的主要控矿因素，同时也是成矿、容矿的场所。磁异常对寻找多金属矿能起到指示作用。局部磁异常反映出磁性蚀变体、脉岩的分布，也反应出构造活动的分布情况，为高温热液沿构造、裂隙侵入的结果。

（3）根据5个高磁异常区（带）圈定了5个找矿靶区，经过钻孔验证其中两个异常区后，效果不尽理想，建议下步找铁矿的工作，应该在透彻分析异常中心并确定异常是否有迁移的前提下再行开展。

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Application of high precision magnetic survey for exploration of iron and delineation of target areas in Longwangmiao iron deposit in Longhua county,Hebei province

SUN Hong-yan1,MA Xiao2,NIU Ying-jie1,GAO Ya-long1,LIU Wei1

(1.Tianjin Huakan Minerals Inevestment Co.,Ltd，Tianjin 300170;2.Tianjin Wuhua Mining Industry Co.,Ltd,Tianjin 300000,China)

In order to verify deep iron ore mining area and delineate iron ore prospecting target area in Longwangmiao iron deposit,1/5000 high precision magnetic work and drilling verification work were carried out.1 nearly EW direction,2 NNW direction large faults were inferred;5 delineated abnormal areas(zones),M1, M2,M3,M4,M5 were delineated.Through the interpretation of the semi quantitative M2-1,M3-2 anomaly profile,speculated that high magnetic M2-1 magnetic anomaly caused by concealed rock mass,which are better position to find magnetite;abnormal areas were collected and sample analysis of drilling construction work,the iron grade is close to industrial grade.High precision magnetic survey in Longwangmiao deposit combining with the drilling results,the next step work for prospecting in the area can be developed easier.

high precision magnetic survey;magnetic anomalies;metallogenic prospective area;Longwangmiao iron deposit

P631.2;P618.31

A

1672－4135（2017）01－0071-05

2016-12-19

天津华勘集团公司地矿事业部地质找矿专项基金项目“河北省隆化县龙王庙矿区铁矿普查（地任字[2013]1号）”

孙宏岩（1992-），男，本科双学位，2013年毕业于中国地质大学（北京）地质学专业及工商管理专业，现从事地质勘查及矿山开发工作，E-mail：446838087@qq.com。