综合找矿方法在覆盖区的应用--以山东省单县大刘庄铁矿勘查为例
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综合物探技术在铁矿采空区勘查中的应用摘要:文章介绍了高精度磁法与电法技术在济南东部铁矿采空区勘查中的综合应用。
对物探数据综合分析解释,圈定出作业区内铁矿采空区的分布范围。
依据物探资料布设验证钻孔,经过钻探验证,发现采空区位置与物探结果吻合,表明了推断成果的准确性。
说明采用该综合技术在铁矿采空区探测的有效性。
为以后的工程建设规划提供了重要的资料依据。
关键词:高精度磁法;电阻率;采空区引言在工程建设项目中,需要对场地地基进行勘察,查明地下不良地质体的分布情况,为建筑工程设计提供准确、完整的岩土工程勘察资料。
特别是有采空区存在时,对工程建设存在很大的危害。
依据场区内的地质矿产地质情况,该场地内存在铁矿采空区。
因此必须查明采空区的分布特征。
目前,物探技术是采空区勘查的主要手段,但每种物探手段在针对不同的目标体时有各自的优缺点。
依据以往的探测经验,本次工作采用高精度磁法与电测深综合技术勘查,并辅以钻探验证。
1、工作区概况工作区位于济南市东部。
本地区总体上是一个以古生代地层为主体的向北倾斜的单斜构造。
区域出露的地层主要为寒武上统长山组、凤山组,奥陶系下统马家沟组和新生界第四系。
本区岩浆岩为中生代燕山期侵入的辉长岩、闪长岩,属济南辉长岩体的边缘相。
区内岩浆岩体以围子山—丘山为界,以西称唐冶-邢村岩体,以东称沙沟岩体。
岩体沿石灰岩层面侵入,在接触带上赋存了具有工业价值的铁矿床。
采空区顶板岩石原始平衡状态被破坏,在震动、降雨等作用影响下,易发生变形。
在重力作用下顶板发生弯曲、离层以致冒落形成塌陷。
2、方法技术本次工作采用的物探技术方法是高精度磁法、电阻率测深及钻探验证工作。
高精度磁法采用重庆奔腾数控技术研究所生产的WCZ-1质子磁力仪,测量参数为地磁场总场值(T)。
电阻率测量使用的仪器是由重庆奔腾数控技术研究所研制的WDJ-1型数字电阻率仪。
具体工作的技术路线,首先在工作区整体范围内利用高精度磁法勘查,圈定出铁矿分布的平面位置;其次在所圈定的重点异常范围内进行了电阻率测量工作;最终达到精确地推断出铁矿采空区的空间分布特征。
综合找矿方法在矿床补充勘查中的应用——以内蒙古达茂旗黑脑包铁矿3C1、3C2矿体补充勘查为例综合找矿方法在矿床补充勘查中的应用——以内蒙古达茂旗黑脑包铁矿3C1、3C2矿体补充勘查为例随着现代勘探技术的不断发展,矿床勘查的方法也逐步多样化,从传统的地面地质、地球物理勘探到更加高端的遥感与测量技术,再到推出的“综合找矿”概念,让寻找矿山的方式更加多元化,而在这样多元化的方式中,综合找矿方法无疑具有较为重要的地位。
本文将以内蒙古达茂旗黑脑包铁矿3C1、3C2矿体补充勘查为例,介绍综合找矿方法在矿床补充勘查中的应用。
第一、黑脑包铁矿矿床基本情况和现状黑脑包铁矿是一座以铁矿为主的矿床,位于内蒙古达茂旗境内,总面积1333.06平方公里,由7个子矿体组成,其中3C1、3C2矿体面积较大。
该区成矿组合以火山岩为主,伴生矿物为黄铁矾、白云石等。
铁矿表层成分较为均匀,深层则呈网状构造,找矿难度较大,因此需要采用科学的勘查手段深度开展补充勘查。
第二、内蒙古达茂旗黑脑包铁矿补充勘查现状随着对黑脑包铁矿矿床补充勘查的逐步深入,传统的地面地质、地球物理勘探逐步发逊,为更加准确的掌握矿床特征,勘查团队开始采用综合找矿方法开展补充勘查,例如:1.勘查队伍通过对矿区及周边区域高精度的遥感分析,确定铁矿富集的潜在区域,并对其进行详细布控;2.利用超高分辨率遥感及多铬谱带数据,对矿区进行覆盖式测量与分析,获得精准而多元化的地质和环境参数数据;3.在了解矿床环境条件和矿物特性的基础上,采用现代地球物理勘探手段进行外围测试,描绘出矿床的精细形态;4.根据综合分析,确定进一步钻探方案和资源储量等详细信息,为后续开发提供可靠数据。
以上措施,充分显示了综合找矿方法在勘查中的良好应用情况,丰富了勘探手段,为更好地掌握矿床特征以及进行科学规划奠定了良好基础。
第三、未来展望随着矿山勘探、开发技术的不断改进,综合找矿方法在矿床补充勘查中将得到广泛应用。
综合物探找矿方法在找矿勘查中的应用摘要:现如今,我国社会不断的发展和进步,在这样的背景下,对矿山的需求也在不断增加,所以对其勘探技术也提出了较高的要求。
矿山无论从时间还是空间上都是一项复杂的开采工程。
在深部矿产资源勘查中,地球物理勘探是最重要的技术手段之一,应用综合物探方法在寻找深部金属矿中取得了显著的地质效果。
综合物探在深部找矿工作中具有较高的推广应用价值。
本文采取多种物探方法应用于矿产资源勘查中。
关键词:综合物探法;找矿工程;应用方法引言目前,综合物探方法受到了找矿工程的广泛应用,在实际应用综合物探方法时,首要任务就是需要做好提前规划和分析,结合当前现有的矿区实际地质情况,在充分分析后确定相应的靶区,而后利用相关技术开展找矿工程,其最大的优势就是勘探的深度大,经济成本低,也能准确探查出矿区分布情况以及变化规律等,因此,综合物探法在找矿工程中的应用的具有一定研究价值。
1综合物探找矿优化原理针对传统综合物探找矿方法由于地球物理场的反演,导致勘查结果不准确的特征,应用电性差异、电磁学性质作为优化后的物探找矿原理,即电法勘探原理。
电法勘探是以综合物探找矿方法为基础,对矿产中的天然电场、电化学场、电磁场以及人工电场的分布规律、空间特性进行观测及研究。
电法勘探应用电极布设,来一次性完成勘探过程中所需设备的布置,大大减少因设备布置带来的勘探干扰,同时避免勘探设备故障带来的不便。
电法勘探采用多种电极排列布置方式,将对矿产磁场的干扰降到最小,有效的对金属矿产进行测量,从而确保勘查的矿产所处位置的地面结构特征、矿质信息的精准性。
在野外进行综合物探找矿时,传统综合物探找矿方法容易受到天气影响,导致勘查结果出现偏差。
如果能根据勘查区的地质特征选定核实的物探方法,将多种物探方法综合应用,优化后的综合物探找矿方法,可以实现自动化数据采集,不但工作效率高,而且准确率高,更适合用于地理情况复杂的物探找矿中。
2我国矿产勘查工作的现状分析我国地质矿产的实际研究工作,其研究的基础是根据成矿的理论对地质矿产的种类、环境和矿产资源形成的背景等方面因素进行有效分析,根据矿产形成的原因找出地质矿产中的整体规模,对矿区的相关情况进行有效调查分析。
探析找矿预测中综合找矿方法现阶段,矿脉主要集中于特定的地质环境中,矿脉与自身环境具备各种属性,其中地球物理、地球化学和遥感信息的特定信息是预测与勘察矿脉的指示所在,可以运用各类找矿方法进行预测与勘察。
除传统的地质检测方法外,还可依据其种类的检测方法,包含遥感方法、地球物理方法与地球化学方法等,但其中每一项预测勘探寻找矿脉的方案适用范围并不全面。
对此,就需寻求一项适用范围全面且通用于各类地理环境的预测勘探方法。
综合技术找矿方法就是基于此问题而出现的全新勘察技术,这是以遥感方法为核心、地质方法为依据,包含地球物理与地球化学方法的综合性找矿方法。
1 地理情况1.1 铜录山铜录山位于湖北的大治市内,是我国最早的青铜炼制区,早在商朝时,就已经出现集团化的青铜炼制体系,开创了我国炼制业的历史。
现阶段,铜录山共存有12处矿区,蕴含丰富的矿物储备量与种类。
我国共探明矿石种类超过140种,铜录山矿区就存有130余种矿物,其丰富的矿物种类为我国开展矿物研究工作提供了有力的实践数据支持。
矿脉中的矿物构造包括致密块状构造、花斑状构造、蜂窝状构造、浸染状构造等,矿物种类以磁铁矿、黄磁铁矿、黄铁矿、白铁矿、青铜矿为主。
12处矿区中,由北向东方向共存有1~7号矿,共7座,北向西共存有8~11号,共4座矿脉,中心处只有1处矿脉,编号为12。
矿脉全部位于地表之下,大理岩与岩浆层之间,不易于开采工作的展开。
1.2 大冶铁矿大冶铁矿山位于黄石市境内,传说中的东邻三楚之首,是当地八景之一,全山共存有矿区6处,分别为铁门坎矿区、尖林山、龙洞矿区、狮子山矿体、尖山矿体与象鼻山。
其中尖林山矿区隐藏于山脉之内,其余矿区均位于大冶铁矿山之上。
大冶铁矿山的矿脉共有三种类型,包括赤铁矿石、金铁矿石与磁黄矿石等。
矿脉中的矿石种类主要分为磁铁矿与黄铜矿,剩余矿物为黄铁矿、辉铜矿、铜铁矿、白铁矿与斑铜矿等。
矿石构造种类包括致密块状构造、花斑状构造、蜂窝状构造等。
综合物探方法在地质找矿中的应用摘要:我国经济快速发展过程中,对矿产资源的需求量也在不断攀升,而矿产资源开采过程中会涉及矿产资源的勘测工作,此工作的重点在于方法得力。
本文基于地质找矿视角,探究综合物探法在其中的应用。
关键词:综合物探方法;矿产资源;应用引言矿产资源需求量不断攀升过程中,问题也随之出现,我国的露天矿越来越紧缺,特别是我国东部发达地区,地质找矿成为矿产资源开发过程中亟须处理的问题。
本文在论述前,先对物探技术进行概述,再对综合物探法的使用原则展开分析,最后通过论述三个地质找矿法来探究综合物探法的应用。
一、物探技术的概述所谓物探技术指对地球进行物理勘探的过程,更确切地讲,是对地球的物理勘探方法体系的运用。
具体过程是对地球物理场变化的预测,对地理物理场分布的预测,然后完成探索过程。
包括对地球近地空间以及地球本体内物质组成的探索、对介质结构的探索、对演化及形成过程的探索,实施了对地矿资源变化规律、周围衍生自然现象的研究探索。
通过对综合物探方法的合理利用,可以对地球内部资源实施精准探测,这无疑为地质找矿工作提供了有效的技术手段。
运用于地质找矿中的方法比较多,包括弹性勘测、磁导率勘测、密度勘测、热导率勘测、放射性勘测等。
比较常见的勘探测试方法是地震勘测法、磁法勘测法、重力勘测法等;基于研究对象的差异性视角展开分析,可以使用多种地址找矿的方法,例如,石油物理探测法、金属地球物理探测法等[1]。
基于矿产资源所属区域、空间位置差异视视角来讲,地址找矿方法也是非常多的,目前使用频率较高的方法有航空地球物流探测法。
二、综合物探方法在地址找矿中的原则当前,综合物探方法已经被广泛运用于地质找矿工作中,但是其运用过程需要遵循几大原则:第一,遵循科学推测原则。
从勘探结果视角来讲,技术人员需要通过大数据技术来完成数据处理工作,然后将其通过可视的方式完成勘探结果的对外展示。
在此过程中,重中之重是对材料的精准分析,然后完成地质找矿及勘测过程。
综合物探方法在深部找矿工作中的应用摘要:近些年来,我国经济得到了快速发展和进步,尤其是在发展过程中对于矿产资源的开发和利用也逐渐频繁,所以找矿方法对于矿产资源的开发起着重要的作用。
随着科学技术的发展,各种物探方法都逐渐发展起来。
本文主要就综合物探方法在深部找矿工作中的应用进行了分析研究。
关键词:综合物探方法深部找矿应用引言近年来,随着矿产资源勘探工作的普及和发展,在一定程度上促进了经济的发展,但是浅层矿产资源是有限的,已经不能完全满足社会的需求,所以深部找矿工作就随之而来,但是深部找矿的难度和投资风险比较大,物探方法的应用极其关键,在深部找矿工作中发挥着不容忽视的重大作用。
当前的物探方法主要是基于测区内不同岩、矿石间的物性差异而引起的地球物理异常响应来获取地下深部探查目标体的信息,具有多解性,单一的物探方法只是限于探测目标体的某种地球物理异常响应,想要给出精确的结论比较困难,这样一来就无法满足当前矿产资源勘查精度的需要,所以综合物探方法的应用在很大程度上使得矿产资源勘查精度得到提高,尤其是在深部找矿工作中有着不可忽视的重要作用。
一、综合物探方法的分类当前,主要的综合物探方法包括两个方面,具体表现在:1、电法勘探电法勘探主要是以岩、矿石间电性差异为基础,通过观测与研究天然及人工电场的时空变化规律来解决地质问题的方法。
它主要是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质(如导电性、导磁性、介电性)和电化学特性的差异,通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究,寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。
主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。
电法勘探具有利用物性参数多,场源、装置形式多,观测内容或测量要素多及应用范围广等特点。
电法勘探利用岩石、矿石的物理参数,主要有电阻率(P)、导磁率(u)、极化特性(人工体极化率和面极化系数、自然极化的电位跃变△e)和介电常数(e)。
综合地质找矿方法在矿产勘查中的应用石春【摘要】在以往1/20万~1/25万尺度下圈定的找矿远景区内,尚有许多空白区域未进行进一步的矿产信息检查工作,尤其是位于我国西南边陲的区域,其工程程度较低.本文在进行1/5万区域矿产地质调查工作的基础上,结合自身工作经历,总结了"1/5万水系沉积物测量+1/1万土壤地球化学测量+1/1万地质填图"组合,该方法组合是大面积范围内探求矿产资源的有效方法组合,具有良好的找矿效果.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2018(000)015【总页数】2页(P77,80)【关键词】综合地质找矿方法;金属矿产;应用研究【作者】石春【作者单位】甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院,甘肃酒泉 735000【正文语种】中文【中图分类】F426.1综合地质找矿方法是小比例尺矿产资源调查过程中常用的手段,虽然矿区范围内也使用多种找矿技术手段进行综合分析,但这种找矿技术结合是由明确的针对性的,根据成矿地质背景条件、矿种等所选用的技术方法不同。
本文所研究的综合地质找矿方法适用于小比例尺找矿信息的挖掘,为圈定有进一步找矿价值的找矿靶区或找矿远景区而进行。
1 1/5万水系沉积物测量1/5万水系沉积物测量适用于大面积范围内的找矿信息的普查,即在研究区域内开展系统的分散流样品采集、分析、总结等,圈定出单元素地球化学图、多元素异常图等,进而结合研究区成矿地质背景条件等信息,划分出找矿靶区,逐步缩小找矿靶区的面积,最终查找成矿有利地段[1,2]。
一般来说,水系沉积物的采样点布设按4点/km2进行,不同的地形地貌、气候条件等所采集的层位也有所差异。
总体来说,其采样部位位于河床底部,河流凸岸处,两条河流的交汇部位,巨大转石背后等处。
在系统采集样品的基础上,做好样品之间防污染处理,并送相关实验室进行测试分析。
在测试数据的基础上,反复剔除高值,并计算异常下限,异常上限以及背景值等,圈定各元素的单元素异常图,绘制与成矿有关关联的多个元素组成的组合异常图,综合异常图等图件,以此为据,选出三级浓度分带明显,异常中心突出,异常元素套合较好的区域作为重点验证区。
第41卷第4期地球科学 E a r t h S c i e n c eV o l .41 N o.42016年4月h t t p://w w w.e a r t h -s c i e n c e .n e t A pr. 2016d o i :10.3799/d qk x .2016.054基金项目:山东省地质勘查项目(N o .鲁勘字[2014]9号);山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室项目(N o .2014001);山东省 泰山学者 建设工程项目(N o .鲁政办字[2013]122号).作者简介:张岩(1985-),男,硕士研究生,工程师,主要从事固体矿产资源勘查㊁矿床学的研究工作.E -m a i l :s d d k y z y @163.c o m *通讯作者:于学峰,E -m a i l :x f e n g y @s o h u .c o m 引用格式:张岩,张尚坤,于学峰,等,2016.综合找矿方法在东阿单庄B I F 型铁矿床勘查中的应用.地球科学,41(4):655-663.综合找矿方法在东阿单庄B I F 型铁矿床勘查中的应用张 岩1,2,3,张尚坤1,2,3,于学峰1,2,3*,单 伟1,2,3,陈文韬1,2,3,闫 诚1,2,3,郭 朋4,李小伟51.国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东济南2500132.山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东济南2500133.山东省地质科学研究院,山东济南2500134.山东省物化探勘查院,山东济南2500135.中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083摘要:高精度磁测和井中三分量磁测是行之有效的磁法勘探手段,对于隐伏区B I F 型铁矿床勘查更具意义.单庄铁矿是山东省在黄河以北覆盖区发现的一处大-中型条带状磁铁石英岩矿床(b a n d e d i r o n f o r m a t i o n ,简称B I F ),矿体赋存于晚太古代泰山岩群山草峪组,目前已发现矿体20余个,矿体倾向南西,倾角为56ʎ~70ʎ,T F e 平均品位为28%,m F e 平均品位为22%.以单庄铁矿勘查为例,介绍了在覆盖区B I F 型铁矿床勘查中的综合找矿方法.在充分了解区域地质概况和航磁异常等物探成果的基础上,在成矿有利地段实施高精度磁测和磁测剖面测量,选取最优位置进行钻孔验证.本项目的实施结果表明,在钻探过程中或终孔结束前,要重视井中三分量磁测的重要性,因为它对于井下盲矿体的圈定和井中旁侧异常的指示将会起到至关重要的作用.关键词:磁法勘探;铁矿;单庄;东阿;山东;矿床地质.中图分类号:P 618.31 文章编号:1000-2383(2016)04-0655-09 收稿日期:2015-09-12A p p l i c a t i o n o f I n t e g r a t e dP r o s p e c t i n g M e t h o d o n S h a n z h u a n gB I FD e p o s i t i nD o n g eC o u n t yZ h a n g Y a n 1,2,3,Z h a n g S h a n g k u n 1,2,3,Y uX u e f e n g 1,2,3*,S h a n W e i 1,2,3,C h e n W e n t a o 1,2,3,Y a nC h e n g 1,2,3,G u oP e n g 4,L iX i a o w e i 51.K e y L a b o r a t o r y o f G o l d M i n e r a l i z a t i o nP r o c e s s e s a n dR e s o u r c eU t i l i z a t i o n ,M i n i s t r y o f L a n da n dR e s o u r c e s ,J i n a n 250013,C h i n a2.S h a n d o n g K e y L a b o r a t o r y o f M i n e r a l i z a t i o nG e o l o g i c a lP r o c e s s e s a n dR e s o u r c eU t i l i z a t i o n i nM e t a l l i cM i n e r a l s ,J i n a n 250013,C h i n a3.S h a n d o n g G e o l o gi c a l S c i e n c e s I n s t i t u t e ,J i n a n 250013,C h i n a 4.S h a n d o n g I n s t i t u t e o f G e o p h y s i c a l&G e o c h e m i c a lE x pl o r a t i o n ,J i n a n 250013,C h i n a 5.S c h o o l o f E a r t hS c i e n c e s a n dR e s o u r c e s ,C h i n aU n i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s ,B e i j i n g 100083,C h i n a A b s t r a c t :H i g h r e s o l u t i o nm a g n e t i c s u r v e y a n db o r e h o l e t r i p l e -c o m p o n e n tm a g n e t o m e t r y a r e t h ee f f e c t i v em a g e t i c p r o s p e c t i n gm e t h o d s ,e s p e c i a l l y m u c hm o r e s i g n i f i c a t i v e f o r t h e e x p l o r a t i o no f b a n d e d i r o n f o r m a t i o n (B I F )t y p e i r o nd e po s i t s a r o u n d c o v -e r a g e r e g i o n .T h eS h a n z h u a n g i r o nd e p o s i t ,l o c a t e d i n t h e c o v e r e d r e g i o n s o f n o r t ho f t h eY e l l o w R i v e r i nS h a n d o n g Pr o v i n c e ,i s am e d i u m -t o l a r g e -s c a l em a g n e t i t e -q u a r t z i t e t y p e i r o n d e p o s i t .T h e d e po s i t i n c l u d e sm o r e t h a n 20i r o n b o d i e s ,w h i c h o c c u r i n t h eS h a n c a o y uF o r m a t i o no f t h eN e o p r o t e r o z o i cT a i s h a n G r o u p .T h e i r o nb o d i e sd i p t ot h es o u t h w e s ta t56ʎ-70ʎ.A v e r a ge g r a d e i s a b o u t 28%f o r t h e t o t a l i r o n ,a n d 22%f o r t h em ag n e t i c i r o n .T a k i n g th e p r o s p e c ti n g o f t h e S h a n z h u a n g i r o n d e p o s i t a s a ne x a m p l e ,i t a i m s t o i n t r o d u c e a n i n t e g r a t e d p r o s p e c t i n g m e t h o d f o rB I F i r o nd e p o s i t s i nc o v e r e dr e g i o n s .B a s e do nr e g i o n a l g e o l o g i c a l a n d g e o p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c s ,s u c ha s a e r o m a g n e t i c a n o m a l y ,ah i g h -r e s o l u t i o nm a g n e t i c s u r v e y an d p r o f i l em e a s -u r e m e n t i n f a v o r a b l e p r o s p e c t i n gp l a c e sw e r e c a r r i e do u t ,a n d t h eb e s t d r i l l i n g s p o t i s c h o s e n .I t i s f o u n d i n t h e s t u d y th a t t h e b o r e h o l e t r i p l e -c o m p o n e n tm a g n e t o m e t r y d u r i n g d r i l l i n g a n dr i g h tb e f o r ee n d i n g o fd r i l l i n g s h o u l db e p a i ds pe c i a l a t t e n t i o n ,地球科学h t t p://w w w.e a r t h-s c i e n c e.n e t第41卷w h i c hc o u l dn o t o n l y h e l p f i n db l i n do r eb o d i e s,b u t a l s o i n d i c a t e a b n o r m i t y a r o u n d t h eb o r e h o l e.K e y w o r d s:m a g n e t i c p r o s p e c t i n g;i r o nd e p o s i t;S h a n z h u a n g;D o n g eC o u n t y;S h a n d o n g P r o v i n c e;o r e d e p o s i t g e o l o g y.0引言产在前寒武纪古老变质岩系中的沉积变质型铁矿(b a n d e d i r o nf o r m a t i o n,简称B I F),在我国称为鞍山式铁矿,是全球最重要的铁矿工业类型(沈其韩,2012).我国的鞍山式铁矿主要产在华北板块25亿年前的太古代地层中,主要分布在鞍山-本溪地区㊁冀东地区㊁鲁西等地(沈其韩等,2009;万渝生等, 2012;张连昌等,2012;杨秀清等,2014).山东省东阿县单庄铁矿即为鲁西地区近年来发现的一个典型B I F型矿床,实现了山东省黄河以北隐伏地区铁矿找矿的新突破.我国金属与非金属矿物探经过60a的发展,物探方法由过去的4种增加至现今的40余种.目前已建立起第2代航空物探系列㊁地面高精度重力和磁勘查系列㊁综合电法系列㊁综合核物探系列以及地下物探和测井系列(孙文珂等,1997).其中磁法勘探在地面㊁航空与海洋磁测工作方面,磁力仪研制与生产方面,磁异常处理与转换技术方面,磁异常解释理论与方法方面,岩石磁性研究方面,基础地质研究㊁固体矿产勘查㊁油气勘查和其他领域中的应用方面取得了很大的进展(管志宁,1997;刘双等,2014;张壹等,2015).随着矿产勘查工作的不断推进,浅表矿产日益减少,深部隐伏矿已成为当前矿产勘查工作的主要对象(张前进和杨进,2010),危机铁矿山深部找矿迫在眉睫,但是这些矿体埋深大,产生磁异常较弱,因此需要对重磁数据进行精细化处理和解释,为危机铁矿山深部和外围找矿提供重要参考(刘天佑等, 2007;李淑玲等,2007).鲁西南覆盖区沉积变质型铁矿分布广泛,前人曾在该区完成了面积性的航磁㊁地质等勘查工作,由于缺乏对该区系统性㊁综合性的地质工作,铁矿勘查工作一直没有取得实质性进展.在综合分析以往地质资料的基础上,2008年以来,山东省地质科学研究院项目组在东阿县单庄地区开展了铁矿勘查工作,在磁法等物探手段的基础上,结合钻探验证,取得了较好的找矿效果.因此,磁法勘探在寻找隐伏磁铁矿体方面效果显著,是铁矿勘查的基本方法,也是矿产预测和找矿(尤其是隐伏矿的预测)中的重要手段和有效方法之一(娄德波等, 2008).同时,在钻探过程中,进行井中磁测非常重要,可以揭露深部和旁侧异常,为下一步的钻孔布设提供重要依据.本文是笔者在综合该区以往地质成果,结合近年在该区开展铁矿找矿工作基础上完成的,是综合找矿方法在东阿单庄B I F型铁矿床勘查中的典型实例,也是井中三分量磁测在预测B I F型铁矿床深部盲矿体方面的成功实例,具有典型的生产实用性和科学研究价值.1矿区地质特征该区大地构造位置地处华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)泰山-济南断隆(Ⅳ)乐平铺潜图1单庄铁矿区域地质图F i g.1T h e g e o l o g i c a l s k e t c ho f t h eS h a n z h u a n g i r o nd e p o s i t 凹陷(Ⅴ)(张增奇等,2014),属黄河冲积平原区.区内均为第四系覆盖(图1),厚度为87~252m.其下为奥陶纪㊁寒武纪地层,主要岩性为白云岩㊁灰岩㊁页岩㊁粉砂岩等.地层倾向为340ʎ~35ʎ,倾角为3ʎ~ 6ʎ,产状较平缓.含矿地层为新太古代泰山岩群山草峪组,该套地层为一套中深变质岩系,主要岩石类型为黑云变粒岩㊁赤铁矿化角闪石英片岩㊁斜长角闪岩等,含矿岩石为角闪磁铁石英岩㊁含石榴角闪磁铁石英岩㊁赤铁石英岩㊁磁铁黑云变粒岩等(岩石宏㊁微观656第4期 张 岩等:综合找矿方法在东阿单庄B I F型铁矿床勘查中的应用图2 单庄铁矿主要矿石和围岩宏观和镜下特征F i g .2T h eh a n d s p e c i m e n s a n dm i c r o g r a ph s o f o r e s a n d a s -s o c i a t e dw a l l r o c k s o f t h eS h a n z h u a n g i r o nd e po s i t e 图a 为矿区内主要含矿围岩,1.黑云斜长变粒岩,2.黑云钾长变粒岩,3.黑云二长变粒岩;图b 为矿区内主要矿石,1.含石榴石角闪磁铁石英岩,2.角闪磁铁石英岩,条带状构造;图c 为黑云变粒岩正交镜下特征,主要由黑云母㊁石英㊁钾长石组成;图d 为角闪磁铁石英岩反光镜下特征,磁铁矿大致定向分布,变质重结晶作用明显,后期黄铁矿交代早期磁铁矿特征见图2).工作区岩浆岩不发育,仅在新太古代泰山岩群变质岩系中穿插有花岗伟晶质岩脉,偶见薄层闪长玢岩㊁粗玄岩㊁安山岩等.根据区域地质特征和钻孔编录情况,笔者结合磁场分布特征㊁音频大地电磁测深等物探成果,在矿区内推断了6条有一定规模的断层,编号F 1~F 6,均为张性断层.其中,F 1㊁F 2和F 3断层走向均为NW 向,它们的形成时代早于另外3条走向为N E 的断层(F 4㊁F 5和F 6).F 1㊁F 2和F 3被后期F 4错断(图3).本文暂将本矿区分为北区柳林屯(C Y -3)矿段和南区前翟坊(C Y -2)矿段,共圈定大小矿体20余个,矿体走向为150ʎ~175ʎ,倾向S W ,倾角为56ʎ~75ʎ,T F e 平均品位为28%,m F e 平均品位为22%,预计铁矿石资源量可达1亿吨,是山东省在黄河以北隐伏覆盖区首次发现的大-中型铁矿产地.矿石金属矿物主要为磁铁矿,少量赤铁矿㊁黄铁矿,偶见黄铜矿㊁铜蓝.非金属矿物以石英㊁普通角闪石为主,其次为黑云母㊁石榴子石㊁绿泥石㊁斜长石㊁方解石㊁绢云母,副矿物有磷灰石.矿石结构以半自形粒状变晶结构为主.矿石构造主要为条带状构造,其次为块状构造㊁浸染状构造.按组成矿石的主要铁矿物划分,矿石类型为磁铁矿石和假象赤铁矿石两种,以前者为主.矿石的化学成分主要为S i O 2㊁F e O ㊁A l 2O 3㊁C a O ㊁M g O ㊁S ㊁P 2O 5,其次为C u ㊁P b ㊁S n ㊁M n ㊁T i ㊁C r ㊁N i ㊁M o ㊁V ㊁A g㊁Z n ㊁C o 等.2 综合物探工作2.1 岩石物性和区域航磁异常特征由表1可知,泰山岩群变质岩系总体磁性较高,该岩系中赋存的铁矿层具有更高的磁性,岩浆岩类岩石磁性总体偏低,沉积岩几乎无磁性.因此,采用磁法测量可有效圈定泰山岩群的分布范围,而且,铁矿层因其极高的磁性也可与泰山岩群变质地层加以区分.区域航磁主要有长清磁异常㊁东阿牛角店磁异常和平阴洪范池磁异常.本区位于洪范池异常西北侧,航磁背景值一般为50~250n T ,整体展示了沿北西走向分布的航磁异常带.本区与洪范池矿区㊁汶上-东平矿区的磁场特征类似,但强度略低,这可能与该区为隐伏覆盖区或寒武纪地层较厚有关.推测本区铁矿为汶上-东平铁矿带的北延部分,其走向应与汶上-东平铁矿带大体一致.泰山岩群中磁铁矿体中岩石磁性较高,可引起较强的局部磁异常.因此,对于该区铁矿勘查而言,利用高精度磁法测量寻找规模较大的磁铁矿床具有较好的地球物理前提.2.2 地面高精度磁测及异常特征在对区域岩石物性和航磁异常有了深入研究后,项目组针对本区开展1ʒ10000地面高精度磁测和1ʒ2000磁测剖面工作,以期全面了解和掌握测区地磁场的分布特征和分布规律,为在本区开展铁矿普查和大比例尺地质填图提供许多新的物探信息(卢焱等,2008).地面高精度磁测化极ΔT 等值线平面图(图4a )显示该区大部分磁场变化比较简单,磁场比较平稳,异常明显,形态规则,ΔT 值一般在-90~300n T 变化.共圈定4处异常,分别为辛庄异常(C Y -1)㊁前翟坊异常(C Y -2)㊁柳林屯异常(C Y -3)和姜庄异常(C Y -4).本文重点讨论C Y -2和C Y -3两个异常及它们之前的数个次级异常.磁测工作采用重庆奔腾数控技术研究所生产的W C Z -1质子磁力仪,测量参数为地磁场总场值(T ).该仪器主要参数为:测量范围为20000~100000n T ;测量精度为ʃ1.0n T ;分辨率为0.1n T ;允许梯度ɤ5000n T /m ;工作温度为-10~50ħ.磁测面积工作比例尺为1ʒ10000,测网网度为100mˑ20m ,方位角为0ʎ,磁测剖面工作比例尺为756地球科学h t t p://w w w.e a r t h-s c i e n c e.n e t第41卷图3单庄铁矿基岩地质(附工程部署)图F i g.3T h eb e d r o c k g e o l o g i c a l s k e t c ho f t h eS h a n z h u a n g i r o nd e p o s i t e(w i t h p r o j e c t d e p l o y m e n t)表1区域岩(矿)石磁性参数统计T a b l e1S t a t i s t i c s o f t h e r e g i o n a l(o r e)r o c km a g n e t i c p a r a m e t e r s类别标本名称块数κ(10-64πS I)J r(10-3㊃A/m)变化范围平均值变化范围平均值铁矿石条带状角闪石英磁铁岩561210~21500073200542~50000022900条带状磁铁角闪石英岩173100~10720025200262~149003020黑云变粒岩2920~17971270~66897变质岩含石榴石黑云变粒岩7951~4600016700271~78002020斜长角闪片麻岩22235~46001700140~64004000辉绿岩451150~67603690261~39381019岩浆岩二长花岗岩850~16507260~205110花岗岩67506214沉积岩石灰岩95微微微微注:κ为磁化率;J r为剩余磁化强度; 微 代表数值在检测限以下.856第4期张岩等:综合找矿方法在东阿单庄B I F型铁矿床勘查中的应用图4单庄地区高精度磁测әT化极等值线平面图F i g.4T h eh i g h-p r e c i s i o nm a g n e t i cәT a n o m a l y c o n t o u r s u r f a c e s o f t h eS h a n z h u a n g a r e aa.原等值线平面图;b.上延1000m等值线平面图;图中高精度磁测剖面1600和6680代表点号,40代表线号1ʒ2000,点距为10m.对әT进行化极上延处理后,随着上延高度的增加,中高频磁异常逐步消失,上延1000m(图4b)后异常基本连成一片,区域磁特征更加清晰,说明该磁性体向下有一定的延伸,即反映基底岩性的特征.由物性资料可知,如无大规模的岩浆岩体,这些磁异常应为泰山岩群变质岩系所致.因此可以推断,区内大规模的宽大异常大致反映了泰山岩群地层的分布特征,而在异常中形成的较强局部异常,则为B I F 所引起的,这也是本次工作的重点.C Y-2前翟坊异常位于测区的东南部,前翟坊村以南200m处,以ΔT值240n T圈定等值线往南未封闭.异常呈椭圆状,长约为1500m,宽约为1000m,走向为142ʎ,ΔT极值为340n T,磁场值由极值中心向外梯度递减.大致以260n T等值线圈定异常,与ΔT原平面相比,其异常主体向北发生偏移约为400m,ΔT化极上延150m㊁500m甚至1000m后异常仍然非常明显,说明该磁性体向下具一定延伸.此外,在ΔT化极上延150m垂向二阶导数等值线平面图上也有明显的高值异常,进一步指示了该异常为矿致异常的可能性.C Y-3柳林屯异常位于测区东北部,柳林屯以东100m处,以ΔT值200n T圈定等值线呈椭圆形,异常长约为2000m,宽约为1500m,走向为90ʎ,ΔT最高值为340n T.对异常进行化极处理后,大致以220n T的等值线圈闭,与ΔT原平面异常相比,异常主体向北发生偏移400m左右,幅值有所增强.ΔT化极上延500m后异常仍然非常明显,说明该磁性体向下具一定延伸,在ΔT化极上延150m垂向二阶导数等值线平面图上以ΔTᵡ零等值线圈闭的异常也有明显的高值反映,进一步显示了该异常为矿致异常的可能性.由于C Y-2和C Y-3异常等值线均为东密西稀(图4),推测矿头位于异常中心偏东方向,矿体倾向近于西.为了证实磁测扫面的准确性,方便下一步地质钻探验证,笔者又做了数条精测剖面来大致确定磁性体的具体分布范围.下面重点介绍两条剖面,分别956地球科学h t t p://w w w.e a r t h-s c i e n c e.n e t第41卷图5 C Y-2异常40线精测剖面(a)和反演综合剖面(b)F i g.5T h eh i g h-p r e c i s i o n p r o f i l e(a)a n d t h eh i g h-p r e c i s i o n p r o f i l e i n v e r s i o n(b)o f t h eL i n e40f r o mt h eC Y-2a n o m a l y为C Y-2异常40线剖面和C Y-3异常77线剖面.C Y-2异常40线精测剖面反演综合剖面图(图5),剖面方位角为86ʎ,异常剖面长约为2k m,由图中可以看出,ΔT曲线3100~4500号点间有明显的峰值异常区,对应异常峰值区,依据模型反演计算其下方推断出4个强磁性地质体分布,它们近平行排列,倾向近于西.类似于C Y-2异常,C Y-3异常77线精测剖面方位角为86ʎ,异常剖面长约为1.1k m,ΔT曲线3100~4500号点间有明显的峰值异常区,对应异常峰值区,依据模型反演计算其下方推断出3个强磁性地质体分布,它们近平行排列,倾向近于西. 3地质钻探验证和井中三分量磁测3.1地质钻探验证结合本区航磁异常特征,笔者发现高精度磁测异常与其有很好的一致性.另外,结合区域地质条件,本区应处于汶上-东平铁矿带的北延部位,由于B I F型铁矿床属沉积变质型铁矿床,整体产状相对较为稳定,本区矿体产状可能与同矿带内其他矿床矿体产状近于一致,类比本区东南方向约15k m的洪范池铁矿,推测本区铁矿矿体总体走向为150ʎ~ 175ʎ,倾向S W,产状较陡.鉴于以上分析,笔者首先在C Y-2和C Y-3异常分别布设了Z K4001和Z K7701两个钻孔.钻探结果显示:Z K4001在851~1080m处分别见有4层磁铁石英岩矿体,最厚层可达23m.Z K7701在900~ 1157m处分别见有4层磁铁石英岩矿体,最厚层可达21m.笔者又按照预设的勘查线布设了数个钻孔,多数均达到了预期地质勘查目的.根据勘查线剖面图,基本确定了矿体倾向S W,倾角为56ʎ~75ʎ.两个矿段之间的次级异常经钻探验证也均为矿致异常(Z K4901和Z K2901两个钻孔均见有工业矿体).3.2井中三分量磁测井中三分量磁测是地球物理测井的一种,它主要用来勘查磁铁矿床或含强磁性矿物的多金属矿床.特别在深部磁性矿床的勘查中,由于探管距离磁性体较近,测量的磁异常曲线自然明显(陈天振等, 2008).根据井中三分量磁测数据,绘制出әT㊁әH㊁әZ等曲线图可有效寻找钻孔底部的盲矿体.笔者选取取得较好测井效果的Z K4002和Z K4003钻孔测井成果予以介绍:测井工作采用了中装集团重庆地质仪器厂生产的J G S-1B智能综合数字测井系统及J C X-3型井中磁力仪探管.测井主机技术指标:数字传输信号频率为066166型铁矿床勘查中的应用第4期张岩等:综合找矿方法在东阿单庄B I F Array图6 Z K4002㊁Z K4003井中三分量磁测测井曲线F i g.6T h r e e c o m p o n e n t s o f g e o m a g n e t i c p r o f i l e s o f b o t hb o r e h o l eZ K4002a n db o r e h o l eZ K4003әZ代表磁异常垂直分量;әH代表磁异常水平分量模量;әT代表磁异常矢量地球科学h t t p://w w w.e a r t h-s c i e n c e.n e t第41卷9600b i f/s;井下供电电源为D C60~120V/0.5A,电压调整率为1%,纹波小于0.5%;深度范围ɤ2100m;工作温度为-10~50ħ;工作电源为A C220ʃ22V,频率为50H z;测井速度为0~ 30m/m i n(可调).J C X-3型三分量磁力仪探管主要技术指标:测量范围为-99999~99999n T;X㊁Y磁敏感元件转向差ɤ400n T;Z磁敏感元件转向差ɤ300n T;倾角测量范围为0ʎ~45ʎ,误差小于0.2ʎ;方位角测量范围为0ʎ~360ʎ,误差小于2ʎ(倾角ȡ3ʎ);探管耐压> 150k g/c m2;仪器工作电源为D C12V/200m A;工作环境为0~70ħ,湿度为90%(40ħ).Z K4002位于Z K4001偏东约100m处,施工目的是为控制矿体产状.在1215~1250m见有厚约20m磁铁矿层(含夹石),在钻进至1319m处进行了井中三分量磁测,测井曲线如图6,测井结果显示在1190~1249m处为磁铁矿层,这与实际见矿情况一致.但是在1259m至孔底,әZ呈负开口,开口幅度随深度加深逐渐增大,对应的әT矢量,呈平行状态指向钻孔的北侧上方,据此推断孔底在仪器范围内可能存在隐伏磁铁矿体,建议钻进验证,结果继续钻进后在1332~1363m处见有厚约21m的磁铁矿层(含夹石),说明井中三分量磁测的准确性和必要性,否则笔者很可能错过了该层主矿体.在施工过程中笔者发现,在钻孔上部的预计见矿位置并未见矿,但是测井曲线和结果上显示726~799m和900~1176m井段检测到钻孔旁侧异常,但是结合岩心并未发现磁铁矿层,推测Z K4001钻孔中发现的两层矿体向上很可能发生了尖灭,这些都指示了井中三分量磁测对于矿体的圈定也会起到至关重要的作用.Z K4003钻孔位于Z K4002钻孔偏东约210m,在834~890m㊁974~1013m和1020~1086m这3处位置检测到较明显磁异常,әZ㊁әH曲线为明显异常形态,呈锯齿状剧烈波动,表明矿层磁性不均匀,有弱磁性的夹层存在.对比钻孔编录资料,这3处井段均对应磁铁石英岩矿层,中间夹层为黑云变粒岩.自1231m位置以下,直至1268m井段,әZ 曲线由正值逐渐过渡到负值,且有随深度增加,逐渐呈负开口的趋势,而әH曲线呈明显负开口趋势,因此笔者推断钻孔深部可能仍有磁性体存在(图6).经钻探验证,在1290~1293m井段发现一段磁铁石英岩矿层,与测井推断吻合,再次印证了井中三分量磁测对于矿体的圈定发挥着重要作用.4结论(1)以区域航磁等地球物理资料为基础,通过在覆盖区实施高精度磁法测量和钻探等地质工作方法,山东省黄河以北实现了隐伏铁矿找矿新突破.(2)在主要铁矿带的延伸方向上,要充分研究铁矿带内的各矿区矿体的特征,尽量做到对矿体产状的准确预判,有利于实现找矿新突破.(3)在钻探过程中或终孔结束前,要重视井中三分量磁测这一物探方法,它对于井下盲矿体的圈定和井中旁侧异常的指示将会起到至关重要的作用.致谢:该论文是山东省东阿县单庄地区铁矿普查项目成果的一部分,是全体参与项目的科研人员的工作结晶.物探方面得到了山东省物化探勘查院李斌工程师㊁张清友工程师㊁孙波工程师的支持和帮助.另外,非常感谢两位匿名审稿人提出的中肯意见.R e f e r e n c e sC h e n,T.Z.,L i,W.H.,X u,S.Q.,e ta l.,2008.T h e M e t h o do fB o r e h o l e T h r e e-C o m p o n e n t M a g n e t i c S u r v e y a n d I t sE f f e c t i v eO r i g i n a l l y E x p l o r a t i o n.P r o g r e s s i n G e o p h y s-i c s,23(3):892-897(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s h a b s t r a c t).G u a n,Z.N.,1997.R e s e a r h e sa n d P r o g r e s s e s o n M a g n e t i cP r o s p e c t i n g i nC h i n a.A c t aG e o p h y s i c aS i n i c a,40(S u p-p l.1):299-307(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t). L i,S.L.,M e n g,X.H.,F a n,Z.G.,e ta l.,2007.A p p l i c a t i o no fF i n eG r a v i t y a n d M a g n e t i cD a t aP r o c e s s i n g a n dI n t e r-p r e t a t i o n i n t h eP r o s p e c t i n g o fC r i s i sM i n e s.E a r t hS c i-e n c e,32(4):559-563(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s ha b-s t r a c t).L i u,S.,H u,X.Y.,L i u,T.Y.,2014.C h a r a c t e r i s t i c s a n dA p p l i-c a t i o n s o fV a r i o g r a mf o rG r a v i t y a nd M a g ne t i cF i e l d s.E a r t hS c i e n c e,39(11):1725-1734(i n C h i n e s e w i t hE n g l i s ha b s t r a c t).L i u,T.Y.,W u,Z.C.,Z h a n,Y.L.,e t a l.,2007.W a v e l e tM u l t i-S c a l eD e c o m p o s i t i o no fM a g n e t i cA n o m a l y a n dI t sA p-p l i c a t i o n i nS e a r c h i n g f o rD e e p B u r i e dM i n e r a l s i nC r i s i sM i n e s:AC a s eS t u d y f r o m D a y e I r o n M i n e s.E a r t hS c i-e n c e,32(1):135-140(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s ha b-s t r a c t).L o u,D.B.,S o n g,G.X.,L i,N.,e t a l.,2008.T h eA p p l i c a t i o no f M a g n e t i c M e t h o di n N a t i o n a l M i n e r a lP r e d i c t i o n.P r o-g r e s s i nG e o p h y s i c s,23(1):249-256(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).L u,Y.,L i,J.,B a i,X.S.,e t a l.,2008.A p p l i c a t i o no f M a g n e t i cS u r v e y o n H i d d e n I r o n D e p o s i t P r o s p e c t i n g C a s e266第4期张岩等:综合找矿方法在东阿单庄B I F型铁矿床勘查中的应用S t u d y o nL u a n p i n g I I I r o nD e p o s i t i n H e b e iP r o v i n c e,C h i n a.J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y(E a r t hS c i e n c eE d i-t i o n),38(4):698-702(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s ha b-s t r a c t).S h e n,Q.H.,2012.A N u m b e r o f I s s u e sT h a t s h o u l db eN o t e d i nD e e p A n s h a n I r o n M i n eE x p l o r a t i o n.A c t aG e o l o g i c a S i n i c a,86(9):1331-1334(i nC h i n e s e).S h e n,Q.H.,S o n g,H.X.,Z h a o,Z.R.,2009.C h a r a c t e r i s t i c so f R a r eE a r t hE l e m e n t sa n dT r a c eE l e m e n t s i n H a n w a n g N e o-A r c h e a nB a n d e dI r o n F o r m a t i o n,S h a n d o n g P r o v-i n c e.A c t aG e o s c i e n t i c aS i n i c a,30(6):693-699(i nC h i-n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).S u n,W.K.,W a n g,J.L.,Q i,W.X.,e t a l.,1997.A R e v i e wa n d P r o s p e c t sf o rt h eG e o p h y s i c a lE x p l o r a t i o no n M e t a l l i c a n d N o n m e t a l l i c D e p o s i t si n C h i n a.A c t a G e o p h y s i c a S i n i c a,40(S u p p l.1):351-361(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s h a b s t r a c t).W a n,Y.S.,D o n g,C.Y.,X i e,H.Q.,e ta l.,2012.F o r m a t i o nA g e so fE a r l y P r e c a m b r i a nB I F si nt h e N o r t hC h i n aC r a t o n:S H R I M P Z i r c o n U-P bD a t i n g.A c t a G e o l o g i c a S i n i c a,86(9):1447-1478(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b-s t r a c t).Y a n g,X.Q.,L i,H.M.,L i,L.X.,e ta l.,2014.G e o c h e m i c a lC h a r a c t e r i s t i c s o fB a n d e dI r o nF o r m a t i o n s i nL i a o n i n g-E a s t e r n H e b e iA r e a:Ⅰ.C h a r a c t e r i s t i c so f M a j o rE l e-m e n t s.A c t aP e t r o l o g i c aS i n i c a,30(5):1218-1238(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).Z h a n g,L.C.,Z h a i,M.G.,W a n,Y.S.,e t a l.,2012.S t u d y o f t h e P r e c a m b r i a nB I F-I r o nD e p o s i t s i n t h eN o r t hC h i n aC r a-t o n:P r o g r e s s e sa n d Q u e s t i o n s.A c t a P e t r o l o g i c a S i n i-c a,28(11):3431-3445(i n C h i n e s e w i t h E n g l i s ha b-s t r a c t).Z h a n g,Q.J.,Y a n g,J.,2010.T h e A p p l i c a t i o no fI n t e g r a t e dE l e c t r i cM e t h o d s t o t h eE x p l o r a t i o no fD e e p C o n c e a l e dO r eB o d i e s.G e o p h y s i c a l&G e o c h e m i c a lE x p l o r a t i o n, 34(1):40-43(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).Z h a n g,Y.,Z h a n g,S.X.,L i a n g,Q.,e t a l.,2015.A p p l i c a t i o no fB o u n d a r y I d e n t i f y i n g T e c h n o l o g i e s U s i n g G r a v i t y a n dM a g n e t i c M a p s i nT h r e e-D i m e n s i o n a lG e o l o g i c a lM a p-p i n g o f W e s t e r nJ u n g g a rA r e a.E a r t hS c i e n c e,40(3): 431-440(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).Z h a n g,Z.Q.,Z h a n g,C.J.,W a n g,S.J.,e ta l.,2014.V i e w so nC l a s s i f i c a t i o na n dC o n t r a s to fT e c t o n i cU n i t s i nS t r a t ai nS h a n d o n g P r o v i n c e.S h a n d o n g L a n da n d R e s o u r c e s, 30(3):1-23(i nC h i n e s ew i t hE n g l i s ha b s t r a c t).附中文参考文献陈天振,李卫花,徐遂勤,等,2008.井中三分量磁测方法与初探效果.地球物理学进展,23(3):892-897.管志宁,1997.我国磁法勘探的研究与进展.地球物理学报,40 (S1):299-307.李淑玲,孟小红,范正国,等,2007.危机矿山重磁资料精细处理与解释:以湖北省大冶铁矿为例.地球科学,32(4): 559-563.刘双,胡祥云,刘天佑,2014.重磁场的变差函数特征及应用.地球科学,39(11):1725-1734.刘天佑,吴招才,詹应林,等,2007.磁异常小波多尺度分解及危机矿山的深部找矿:以大冶铁矿为例.地球科学,32(1):135-140.娄德波,宋国玺,李楠,等,2008.磁法在我国矿产预测中的应用.地球物理学进展,23(1):249-256.卢焱,李健,白雪山,等,2008.地面磁法在隐伏铁矿勘查中的应用 以河北滦平I I号铁矿为例.吉林大学学报(地球科学版),38(4):698-702.沈其韩,2012.鞍山式铁矿深部找矿整装勘查中应注意的若干问题.地质学报,86(9):1331-1334.沈其韩,宋会侠,赵子然,2009.山东韩旺新太古代条带状铁矿的稀土和微量元素特征.地球学报,30(6):693-699.孙文珂,王继伦,齐文秀,等,1997.我国金属与非金属矿物探的回顾与展望.地球物理学报,40(S1):351-361.万渝生,董春艳,颉颃强,等,2012.华北克拉通早前寒武纪条带状铁建造形成时代 S H R I M P锆石U-P b定年.地质学报,86(9):1447-1478.杨秀清,李厚民,李立兴,等,2014.辽冀地区条带状铁建造地球化学特征:Ⅰ.主量元素特征.岩石学报,30(5): 1218-1238.张连昌,翟明国,万渝生,等,2012.华北克拉通前寒武纪B I F 铁矿研究:进展与问题.岩石学报,28(11):3431-3445.张前进,杨进,2010.综合电法在深部隐伏矿体勘查中的应用实例.物探与化探,34(1):40-43.张壹,张双喜,梁青,等,2015.重磁边界识别方法在西准噶尔地区三维地质填图中的应用.地球科学,40(3): 431-440.张增奇,张成基,王世进,等,2014.山东省地层侵入岩构造单元划分对比意见.山东国土资源,30(3):1-23.366。
第43卷 第2期2013年03月吉林大学学报(地球科学版)Journal of Jilin University(Earth Science Edition)Vol.43 No.2Mar.2013 综合找矿方法在覆盖区的应用———以山东省单县大刘庄铁矿勘查为例郝兴中1,2,杨毅恒3,李英平2,王巧云2,王英鹏2,王立功1,21.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 1000832.山东省地质调查院,济南 2500133.北京信息科技大学理学院,北京 100192摘要:山东省铁矿分布广泛,在鲁西南广大覆盖区产有许多铁矿床,其中在菏泽市单县地区发育沉积变质型铁矿。
简要介绍了单县大刘庄铁矿区的地质特征:该矿床埋藏于第四系—古近系巨厚层(覆盖厚度达458~549m)以下,赋存于新太古代泰山岩群山草峪组中;区内铁矿体总体呈层状、似层状、透镜状,产状与围岩一致,走向为NW—SE,总体倾向SW,倾角为45°~60°;铁矿中全铁平均品位约25%,磁性铁平均品位约20%。
详细介绍了运用地质、物探等勘查方法进行找矿的过程:通过对区内的物探数据进行分析,解译了矿区基岩的地质特征和隐伏断层的重要信息;根据大比例尺地质、物探示矿信息特征,建立了包含地质环境、矿床特征和地球物理特征(明显高磁异常和高重力异常及其梯度带)的预测模型;通过对大刘庄铁矿的勘查,总结出了在厚大覆盖层下铁矿床的勘查流程:“航磁异常选区→资料全面系统收集→工作区优选→磁法测量和重力测量→地质信息分析→大比例尺高磁和重力剖面、CSAMT和SIP测量→通过优选成矿有利部位→深部钻探施工→井中磁测”。
关键词:山东省;单县;铁矿;勘查;预测中图分类号:P618.31 文献标志码:A 文章编号:1671-5888(2013)02-0641-08收稿日期:2012-05-18基金项目:中国地质调查局地质调查项目(1212010631301,1212010981102,1212011085305);山东省矿产资源潜力评价项目(1212010813014)作者简介:郝兴中(1980—),男,博士研究生,高级工程师,主要从事矿产资源勘查及评价工作,E-mail:57820696@qq.com。
Application of Integrated Ore Prognosis Method in Covered Area:A Case Study of Shanxian Iron Deposit in Shandong Province,ChinaHao Xingzhong1,2,Yang Yiheng3,Li Yingping2,Wang Qiaoyun2,Wang Yingpeng2,Wang Ligong1,21.School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China2.Shandong Institute of Geological Survey,Jinan 250013,China3.School of Applied Sciences,Beijing Information Science and Technology University,Beijing 100192,ChinaAbstract:There are many iron deposits under the covered area in southwest of Shandong province.In Shanxian County of Heze City,the iron ores are sedimentary metamorphics deposits.These ironbodies occurs in the Shancaoyu formation of the Neo Archean Taishan Group,buried under Quaternaryto Paleocene stratum with the thickness from 458mto 549m,appearing as stratum,stratoid,lenticular,and consistent with its surrounding rock,with occurrence of NW—SE strike,tendency SWof dip angle 45°-60°.The iron average grade is TFe 25%and mFe 20%.This paper introduced aprospecting process including geological methods and geophysical exploration methods in detail.Withthe help of the analysis from geophysical data in Shanxian County iron area,important geologicalinformation,such as the geological characteristics of bedrock,the buried faults,has been abstracted.Further with large scale geological information and geophysical information,a forecasting model thatconcludes geological environment,deposit characteristics and geophysical characteristics(highermagnetic anomaly,higher gravity anomaly,and its gradient zone)is established.Following theexploration of Daliuzhuang iron deposit under a thick stratum,a exploration flowchart is depicted as thefollowing:aeromagnetic anomaly selection,comprehensive and systematic data collection,explorationareas selection,magnetic and gravity survey,analysis of the geological information,the large scalemagnetic and gravity section survey,CSAMT and SIP survey,mineralization position selection,deepdrilling exploration magnetic survey in drilling hole.Key words:Shandong province;Shanxian County;iron deposits;exploration;forecasting0 引言随着矿产勘查工作的不断推进,浅表矿产日益减少,深部隐伏矿已成为当前和今后矿产勘查工作的主要对象[1]。
近年来,由于我国经济迅速发展,铁矿石需求量增大,铁矿供应形势也越来越严峻[2]。
鲁西南覆盖区沉积变质型铁矿分布广泛,前人曾在该区完成了面积性的航磁、地质等勘查工作,由于钻探技术手段的限制,铁矿勘查工作一直没有取得实质性进展。
在综合分析以往地质资料的基础上,2007年以来,山东省地质调查院在单县地区开展了铁矿勘查工作,取得了较好的铁矿找矿效果。
在铁矿勘查过程中使用了多种勘查手段,包括磁法、重力等物探手段和钻探手段:磁法勘探效果显著,是铁矿勘查的基本方法,也是矿产预测和找矿(尤其是隐伏矿的预测)中的重要手段和有效方法之一[3-6];重力是铁矿勘查的辅助方法之一[7];在钻探过程中,进行井中磁法测量非常重要,可以揭露深部和旁侧异常,来指导下一步的钻孔施工[8]。
本文是笔者在综合以往地质成果,并结合近年来在单县大刘庄地区开展铁矿找矿工作基础上完成的,对于指导该区今后铁矿勘查工作有着重要的实际意义。
1 区域地质概况单县大刘庄铁矿区位于山东省菏泽市单县东南部,属孙溜镇、龙王庙镇管辖。
大地构造位置属鲁西南潜隆区南部、青堌集凸起区东段,东侧以丰沛断裂为界,南侧为虞城凹陷、北侧为金乡凹陷。
该区地表完全被第四系覆盖,无基岩露头;其下部为新近系、古近系砾岩及泥岩等。
经勘查,区内沉积地层(第四系冲积物,新近系、古近系砾岩及泥岩等)覆盖厚度达458~549m,基岩地势总体显示NW高、SE低;其下伏有奥陶系、石炭系、二叠系和新太古代等地层[9](图1)。
其中:区内新太古代泰山岩群山草峪组赋存沉积变质型铁矿,该地层主要位于区内中部偏北侧,在孙溜镇—龙王庙镇—蔡堂镇—终兴镇一带;岩性主要为黑云变粒岩、石榴黑云变粒岩、磁铁石英岩、磁铁石英角闪岩等。
区内侵入岩不发育,主要有正长花岗岩脉、花岗闪长岩脉、伟晶花岗脉等,穿插于泰山岩群中。
该区构造主要以NW向、近EW向、NE向为主。
1956年测得的1∶20万单县航磁异常区位于单县龙王庙—蔡堂一带,其磁场形态中部高、四周低。
龙王庙以北为近东西走向的负磁场区,极小值小于-250nT;龙王庙以南为长轴的东西向椭圆状正异常区,极大值大于400nT,正磁场分布面积约500km2。
2 岩石物性和勘查方法选择2.1 岩石物性特征区域岩石物性特征见表1。
从表1中可以看出:泰山岩群总体磁性较高,该层中赋存的铁矿层具有更高的磁性;而奥陶纪—二叠纪地层以及新生代地层则磁性较低或基本没有磁性;岩浆岩类岩石磁性总体偏低。
因此,采用磁法测量可有效圈定泰山岩群的分布范围;而且,铁矿层因其极高的磁性也可与泰山岩群变质地层加以区分。
由此可见,对于该区内的铁矿勘查而言,高精度磁法测量是最主要的勘查方法。
246 吉林大学学报(地球科学版) 第43卷 1.大汶口组;2.石盒子组;3.山西组;4.太原组;5.本溪组;6.马家沟组;7.山草峪组;8.隐伏地质界线;9.隐伏不整合/假整合地质界线;10.推断隐伏断裂;11.大刘庄铁矿区位置。
图1 山东省单县地区基岩地质图Fig.1 Geological map of Shanxian County area in Shandong Province表1 单县地区主要岩、矿石物性统计表Table 1 Statistical table of physical parameters on main rocks in Shanxian area岩类时代主要岩性ρ磁参数кJr样品数备注沉积岩类第四系黏土、细砂土1.52微微16新近系泥岩、泥质砂岩等2.13微微22古近系泥岩、砾岩等2.32微微35二叠系砂岩、页岩、灰岩2.62微微35石炭系页岩、砂岩、灰岩2.62微微35奥陶系灰岩2.72微微32变质岩类新太古界黑云变粒岩2.88 1 460 1 850 30(泰山岩群)斜长角闪岩2.82 1 100 1 755 33条带状磁铁石英岩石榴石磁铁石英岩3.08~3.49 12 720~137 000 8 400~95 000 36铁矿石岩浆岩类(未定)正长花岗岩2.61 90 25 6伟晶花岗岩2.75 25 5 24花岗闪长岩2.80 368 200 30 注:ρ为密度,g/cm3;к为磁化率,10-6 4π;Jr为剩余磁化强度,103 A/m。