地面磁法在江西“新余式”铁矿中的应用——以吉水Ⅱ号铁矿为例

刘九金，宋建平，郭 清

(江西省地质矿产勘查开发局九一五地质大队，南昌330002)

“新余式”铁矿广布于桂、湘、赣诸省，断续延伸近千公里，是江西省及邻区主要铁矿类型之一[1]，属变质火山沉积铁矿。我国利用地面高精度磁法勘查铁矿的技术比较成熟[2]，自1957年于新余市发现至今，开展了不同的地球物理方法找矿，其中地面高精度磁法测量是最直接、最有效的找矿方法之一。吉水铁矿区地处新余铁矿田南东部，植被极为发育，覆盖层、风化层较厚，地形复杂、高程落差较大，不利于地质填图、槽探工程等地表工作的开展。磁法勘探是一种比较有效的探矿方法，能适应多种地质环境，在地形复杂、高程落差大的山区，特别是对地表覆盖严重地区[3]，具有轻便易行、效率高、成本低、工作领域广、不受地域限制、应用范围广的优点，因此是发展最早，应用广泛的一种地球物理勘探方法[4]，对“新余式”铁矿勘查工作起到积极的指导意义。

1 地面高精度磁法测量方法技术

1.1 野外工作方法

1)测网布设

通过野外踏勘工作，初步了解了吉水铁矿区地质特征，在1∶1万地形图的基础上确定基线、测线及测区的范围，测线方位基本垂直变余层理构造线走向。实际工作中，对异常突变区要重复多次测量。

2)测点定位

基线、测线(点)工作使用台湾产GARMIN系列手持导航型GPS72，用GPS72型卫星定位仪在4个国家等级控制点上对GPS进行了校正和一致性测试，测定精度均<4 m。野外工作中将设计点、线号的理论坐标打印成表，用手持GPS定位仪导航至测点，并在测点上用红布条编号注记标志。

3)数据采集

野外作业前对好早基点，与日变站校对时间，作业收工时对晚基每次读数三次以上，记录其中两次读数，早基、晚基读数经日变改正后，不超过两倍观测均方误差。测点观测读2～3个读数，记录其中的一个读数。整个测区保持探头高度一致，探头与主机距离均符合仪器本身要求。

1.2 磁力仪仪器试验

1.仪器技术指标

本次物探磁测使用加拿大生产的GSM-19T型质子磁力仪，其主要技术参数如下：

分辨率：0.01 nT

可达精度：0.05 nT

2.仪器性能

仪器各性能指标测定数据(表1)均符合规范要求。

表1 仪器各性能指标磁测误差分配Table 1 Magnetic measurement error allocation for various performance indexes of instruments

2 矿区地质特征

矿区位于新余铁矿田南东部，大地构造位置位于武功山隆起中部南缘与抚州盆地南西角接壤处，矿区地质特征见图1。

2.1 地层

矿区地层仅出露南华系杨家桥群下坊组(Nh2x)，为一套岩石组分较复杂的硅铁质碎屑岩建造，根据岩性组合、含矿性及原始沉积韵律划分为Nh2x1、Nh2x2、Nh2x3三个岩性段，分述如下：

下坊组下段(Nh2x1)：灰黑—青灰色厚层状粉砂质绢云千枚岩、绢云千枚岩夹粉砂质绿泥绢云千枚岩。未见底，厚度>407.54 m。

下坊组中段(Nh2x2)：深灰(黑)色二云片岩、变余长石石英细砂质粉砂岩，墨绿色含砂质绿泥石英千枚岩、含石榴石磁铁矿绿泥石英岩、绿泥石英片岩，黑色黄铁矿化含炭质绢云千枚岩及灰白色含黄铁矿磁黄铁矿砂质绢云千枚岩、绿泥磁铁石英岩、条带状磁铁石英岩。

该岩性段为矿区内铁矿的含矿层位，铁矿受层位控制极为明显。铁矿主要赋存在该岩性段中部的条带状磁铁石英岩中，含砂质绿泥石英千枚岩上部(地层倒转)靠近铁矿体绿泥石增多，含石榴石含磁铁矿绿泥石英岩往下部(地层倒转)靠近铁矿体磁铁矿增多，并在铁矿体上部形成1～3层厚度小、不稳定的小矿体，该段厚度为229.08 m，与上覆、下伏地层均为整合接触。

下坊组上段(Nh2x3)：灰—灰白色厚层状石英片岩、二云片岩，中层状斜长二云母石英片岩、黑云斜长变粒岩夹青灰—灰黑色薄—中层状条纹条带状绢云千枚岩与粉砂质绢云千枚岩互层，夹薄层状变质石英细砂岩，上未见顶，厚度>79.71 m。

2.2 构造

1)褶皱构造

下坊组地层为一倒转单斜地层，在矿区钻孔见矿后，直接底板见明显墨绿色绿泥石英千枚(片)岩，之下并见明显的黑色(黄铁矿化)含炭质绢云千枚岩，部分地表出露较好的铁矿体露头之下也能见含炭质绢云千枚岩稳定层，是地层倒转的标志层。

2)断裂构造

区内断裂构造较为发育，按走向分为北东、东西向2组，以压性断裂为主，其特征描述如下：

F1断裂：呈北东—南西向走向，倾向313°～322°，倾角56°～60°，断裂带宽1.7～6.7 m，延长>2.6 km，被后期F2断裂切割。断裂带由碎裂岩带和硅化带组成，劈理、片理化发育。

F2断裂：为区内晚期形成的断裂，切割下坊组地层，并错断蕉源矿段铁矿体。矿区内出露长度约3.9 km，走向近东西向，呈舒缓波状，断裂总体向北陡倾斜，近直立，形成宽度1.4～8.7 m的挤压破碎带、劈理、片理化，沿断裂有不连续闪长岩岩脉产出。

2.3 岩浆岩

岩浆岩不甚发育，发育于F2断裂西部延伸部位，见2条断续出露的长度约500 m的闪长岩脉(δ)，宽1.2～7.2 m不等，呈近东西向展布，该闪长岩脉节理发育，侵入于下坊组地层中。

图1 吉水铁矿区地质略图Fig.1 Geological sketch of Jishui iron deposit1-下坊组上段；2-下坊组中段；3-下坊组下段；4-实测正断层及编号；5-铁矿体及编号；6-铁矿化体；7-地质界线；8-勘探线及编号；9-倒转地层产状；10-探槽及编号；11-见矿钻孔及编号；12-地面高精度磁法测量范围；13-磁异常等值线

2.4 矿体特征

Ⅱ号铁矿体产状235°∠44°，走向长944.26 m，倾向斜深159.75～471.86 m，真厚度0.92～6.20 m，平均1.92 m，TFe品位23.00%～28.90%，平均26.10%，mFe品位12.60%～25.80%，平均20.78%。矿石矿物主要为磁铁矿，少量赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿；矿石结构以鳞片粒状变晶结构为主，构造以条带状构造为主。

3 地球物理特征

3.1 岩(矿)石磁性特征

区内基本为新元古代南华系杨家桥群下坊组(Nh2x)地层，以千枚岩、片岩为主，该套浅变质岩系属绿片岩相，也是新余式铁矿含矿层位的主要岩性特征。各岩(矿)石磁性参数特征见表2[5]，铁矿体与区内的其他岩石对比，具强磁化率、强剩余磁化特征，有明显的磁性差异，能引起强度较大的磁异常。

表2 各类岩、矿石磁参数统计成果表Table 2 Statistical results of magnetic parameters for various rock ores

图2 吉水Ⅱ号铁矿ΔT化极磁异常等值线平面图Fig.2 Plan contour view of reduction to pole of ΔT magnetic anomaly in Jishui Ⅱ iron mine

3.2 磁异常特征及解释推断

地面高精度磁法测量采用100 m×20 m的网度，通过对ΔT化极数据进行了转换处理，并绘制出ΔT磁异常等值线平面图(图2)，对所有存在异常点的区域进行初步的筛选，排除孤立异常点的干扰以及较小异常区域[6]，从异常总体分布形态看，北东部高磁场区局部异常较明显，等值线相对密集，且变化大，往南西部磁场区则多以宽缓的异常逐渐变小或负异常出现，等值线相对稀疏，异常幅值变化较小，说明磁性地质体往南西倾向，以200 nT异常下线圈定出C1、C2两处异常，在平面上异常特征如下：

图3 吉水Ⅱ号铁矿ΔT化极磁异常上延100 m等值线平面图Fig.3 Plan contour view of 100 m upward continuation of reduction to pole of ΔT magnetic anomaly in Jishui Ⅱ iron mine

1)C1异常处在低缓正异常背景中，为串珠状异常，呈条带状分布，异常展布为北西方向，正异常强度较大，极大值为400 nT，推断为矿(化)体引起的异常，在化极平面上近似椭圆形，长轴约为320 m，异常面积约为0.09 km2。

2)C2异常为串珠状异常，呈条带状分布，异常展布为北西方向，在南东侧有负异常相伴，推断为铁矿体引起的磁异常，极大值为800 nT，极小值为-300 nT。异常规模较大，长约820 m，宽约120 m。北东侧等值线较陡，南西侧等值线较缓，其异常面积约0.12 km2。

从ΔT化极向上延拓到不同高度的磁异常平面等值线图较清晰地掌握了磁异常所反映的异常地质体的规模，反映地质体的磁性强弱。从向上延平面等值线图可以看出，随着上延高度的不断增大，浅层异常受到压制，异常逐渐圆滑，局部异常逐渐消失，磁场值逐渐减弱，ΔT化极向上延拓100 m(图3)时C1、C2异常仍然存在，最大的异常值以320 nT封闭，异常形态变得规整，C1、C2套合在同一条带上；ΔT化极上延拓200 m(图4)后，主要的磁异常和ΔT化极平面磁异常形态差异较大，且异常强度变弱，梯度变缓，最大的异常值以200 nT封闭，测区异常仅剩下C1存在，其中C1异常特征除强度降低外，其它变化不大，但其在南部开始出现未完全闭合，C1异常向南西方向平移。由此看出，C1异常平面图上为弱异常，随着上延高度的增加，异常中心变化不太明显，异常衰减较慢，说明异常体埋深较大或在深部存在矿体；C2异常平面图上为强异常，随着上延高度的增加，异常衰减快，反映异常体埋深相对更浅。

图4 吉水Ⅱ号铁矿ΔT化极磁异常上延200 m等值线平面图Fig.4 Plan contour view of 200 m upward continuation of reduction to pole of ΔT magnetic anomaly in Jishui Ⅱ iron mine

4 结论

“新余式”铁矿赋存在南华系杨家桥群下坊组地层中，该套地层的岩石与矿石的磁性特征存在较大差异，在磁铁矿勘查中具备较好的地球物理应用条件，取得了较好的找矿效果。

1)吉水Ⅱ号铁矿区在地面高精度磁法测量中圈出C1、C2两处磁异常，异常的推断结果为后续勘查工作提供了物理依据。

2)ΔT化极上延磁异常与矿体的深部延深大致吻合，C1磁异常随着上延高度的增加，异常强度明显高于C2磁异常，在C2磁异常区0′线ZK0′02孔控制矿体斜深达471.86 m，而C1磁异常区在地表或浅部主要表现为铁矿化体引起的异常，与C2异常对比分析，深部可能存在铁矿体，在今后的勘查工作中值得注意。

3)通过槽探、钻探工程的验证(见图1)，化极异常与矿体位置基本吻合，磁异常展布方向与矿体的走向基本一致，证明了地面高精度磁法测量在勘查找矿中的可行性和有效性，在吉水铁矿区找矿中取得了明显的找矿效果，客观的反映了地面高精度磁法测量是一种有效的找矿辅助手段，对“新余式”铁矿的勘查具有重要的指导意义。