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摘要无棣大山航磁异常位于鲁北地区，其重磁特征均表现为潜凸区的高重磁异常，与济宁颜店铁矿及聊城东阿单庄地区发现的沉积变质型铁矿相似，通过对该区开展重磁及钻探验证工作，认为该区异常主要是由侵入于太古代TTG岩系的含磁铁矿的花岗闪长岩引起。综合分析该区及邻区物探及钻探资料，在该区铁矿找矿前景不好，针对该区大山磁异常的特征及引起该异常的原因有待进一步研究。
关键词重磁特征；铁矿；物探；钻探
中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0171-02
磁法勘探在物探技术中应用比较广泛，对国民经济和国防建设的发展有着至关重要的作用。磁法勘探是通过观测和分析由岩（矿）石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象分布规律的一种地球物理勘探方法。
近年来，山东铁矿勘查取得了较大进展，铁矿类型以沉积变质型为主，目前已知的铁矿主要分布在鲁中和鲁南，如洪范池铁矿[1]、石河王铁矿[2]、兖州颜店铁矿[3]及兰陵铁矿等，除济宁颜店铁矿赋矿层位为济宁岩群外，其他几个铁矿的赋矿层位均是新太古代泰山岩群山草峪组，这些铁矿都是通过对重磁资料进行研究和验证发现的。鲁北地区由于第四系覆盖较厚，目前无探明的铁矿资源地。而本次查证的航磁异常即位于鲁北，为海兴-大山航磁异常的一部分，重磁特征均表现为潜凸区的高重磁异常，通过对该区进行重磁及钻探验证工作，并经综合分析研究，以对该区铁矿找矿前景做出评价。
1地质背景
1.新太古代TTG岩系；2. 新太古代花岗闪长岩；
3.古近系东营组含砾砂岩、砂岩。
图1无棣地区前新近纪基岩地质图
区域大地构造位置位于华北陆块（Ⅰ级）-华北坳陷（Ⅱ级）-济阳坳陷区（Ⅲ级）-埕子口—宁津潜断隆（Ⅳ级）-埕子口潜凸（Ⅴ级）的西部。前新近纪地层主要有新太古代泰山岩群（现已厘定为新太古代TTG岩系），新生代古近系（图1）。新太古代泰山岩群（TTG岩系），由上到下分为柳杭组、山草峪组、雁翎关组。其主要岩性为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩夹透闪阳起片岩、变质砾岩、磁铁石英岩等，普遍遭受中高级区域变质作用，变质程度达角闪岩相。区域断裂构造以近东西向—北东向断裂为主，北西向断裂次之。区域内大断裂主要为近东西向—北东向的埕南断裂，该断裂产状近直立，物探特征为重力及航磁梯级带，为埕子口潜凸与大山潜凹的分界断裂。区域所属鲁北地区地质发展史上岩浆作用比较强烈，形成分布广泛、类型多样的岩浆岩。经钻探验证，岩性以花岗闪长岩为主。
2地球物理特征
2.1 航磁异常特征
航磁异常在凹陷区一般表现为平稳的负磁异常，在凸起区大多表现为相对高磁异常，高磁异常主要为潜凸区磁性基底上隆引起，岩体侵入也有一定的影响。预查区所在的埕子口潜凸（图2），航磁异常值达1400nT，应为泰山群上隆及其中所含铁磁性地质体引起。
图2区域航磁异常（△T）平面图
2.2 重力异常特征
鲁北地区大部分位于济阳坳陷，表现为相对平稳的重力低背景，其中分布几处重力高异常，为埕子口潜凸、无棣潜凸、义和庄潜凸、滨州潜凸、陈庄—青陀潜凸等凸起所引起，为泰山岩群及古生界上隆的反映。其中研究区南部等值线表现为密集的梯级带，反映断裂的存在，南部基底岩层相对下陷。
2.3 重磁参数分析
区内大多被第四系覆盖，在此参考研究区所在的鲁北地区及地质特征相近的鲁西南地区物性参数资料结合本次实测结果，各类岩、矿石的密度及磁性参数特征如下。
1）沉积岩的密度与磁性。沉积岩的密度变化范围为（1.71～2.70）×103kg/m3。由新到老逐渐增大。沉积岩的磁性都十分微弱，在异常解释中可视为无磁性层。
2）变质岩类的密度与磁性。变质岩指泰山岩群变质岩，总体上具有密度高、磁性强、变化范围大的特、征。泰山群中各类岩石磁性变化较大，斜长角闪岩磁性较强，变粒岩类、片麻岩类、片岩类磁性相对较弱，平均磁化率κ=13950×10-64πSI，剩余磁化强度Jr=1755×10-3A/m。
3）岩浆岩的密度与磁性。辉长岩、辉绿玢岩等基性、超基性岩的密度大、磁性强；闪长玢岩等中性岩石的密度稍高、磁性稍强；二长花岗岩、奥长花岗岩等酸性岩石的密度较低、磁性较弱；安山岩、玄武岩等喷出岩具低密度、强磁性的特征。
研究区内钻孔所见岩性均为岩浆岩，密度参数方面，辉长岩密度最大，花岗岩密度最小，这与收集资料相近。磁参数方面，花岗闪长岩和花岗岩磁化率和剩磁均较高，可能与含磁铁矿有关。
4）铁矿石类的密度和磁性。铁矿石是区域上密度最大、磁性最强的地质体，且随着铁含量的增加密度增大、磁性增强。其密度σ=（3.46～4.1）×103kg/m3，磁化率κ=（68000～172000）×10-64πSI，剩余磁化强度Jr=（8545～216135）×10-3A/m。
因此，根据以上岩矿石磁性、密度差异，可以利用高磁测量及高精度重力测量有效的开展工作。
3找矿前景分析
1）重磁及钻探方法有效。重磁异常分析结合钻探验证在寻找铁矿方面已经取得了较好的效果，如辽宁马道铁矿[4]等。
无棣大山地区位于埕子口潜凸，重磁特征均表现为潜凸区的高重磁异常，与济宁颜店铁矿及聊城东阿单庄地区发现的沉积变质型铁矿相似，具有较好的航磁及重力异常，如航磁异常值达1400nT，为相对高磁异常，判断为泰山群上隆及其中所含铁磁性地质体所引起；同时也表现出重力高异常的特征。因此在本区开展钻探验证会是较为有效的找矿方法。
2）资料解释及异常验证情况。本区采用了高精度磁测、重磁剖面测量、钻探等手段，对研究区内航磁异常进行查证。其中对高磁工作所获得的原始ΔT资料进行了数据的处理及位场转换，处理方法有化极、上延、垂向导数、水平导数。同时利用重磁剖面进行反演和正演计算来解释重磁异常。纵观该区重、磁异常特征及钻探验证结果，可以认为该区异常主要是由侵入于太古代TTG岩系的含磁铁矿的花岗闪长岩引起。
在大山磁异常区钻孔深部见到了含磁铁矿的花岗闪长岩以及硅化钾化斑状花岗岩，孔内未见工业铁矿体。通过对岩芯进行物性测定进行正演拟合计算及磁三分量测井，推断该异常是由含磁铁矿的花岗闪长岩引起，为局部磁性体，但磁异常强度低。
3）本区铁矿找矿前景。通过本区的找矿工作，结合收集到的河北省2007年施工的钻孔ZK1[5]，资料显示，孔深853.26 m以上为新生界第四系、新近系和古近系，853.26 m以下为太古界变质岩，孔深1601.82 m终孔于太古界变质岩中，也未见矿。该河北省2007年施工的钻孔距本区内钻孔约4.7 km，位于无棣异常的边部。综合分析该区物探及钻探资料，认为该区铁矿找矿前景不好，针对该区大山磁异常的特征及引起该异常的原因有待进一步研究。
参考文献
[1]徐东来，胡艳霞.平阴县洪范池铁矿地质特征[J].山东国土资源，2008，24（1）：7-9.
[2]徐遂勤，李耀华.山东东平石河王铁矿磁异常特征分析[J].采矿技术，2011，11（3）：121-126.
[3]韩玉珍，王世进，李培远.济宁颜店铁矿地质特征及济宁岩群含矿性研究[J].山东国土资源，2008，24（2）：3-8.
[4]董英君.应用重磁方法勘查铁矿的效果——以辽宁建昌县马道铁矿为例[J].矿床地质，2006，25（3）：321-328.
[5]焦海燕.磁法勘探在河北海兴平原区普查找矿中的应用研究[D].石家庄经济学院，2010.
关键词重磁特征；铁矿；物探；钻探
中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0171-02
磁法勘探在物探技术中应用比较广泛，对国民经济和国防建设的发展有着至关重要的作用。磁法勘探是通过观测和分析由岩（矿）石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象分布规律的一种地球物理勘探方法。
近年来，山东铁矿勘查取得了较大进展，铁矿类型以沉积变质型为主，目前已知的铁矿主要分布在鲁中和鲁南，如洪范池铁矿[1]、石河王铁矿[2]、兖州颜店铁矿[3]及兰陵铁矿等，除济宁颜店铁矿赋矿层位为济宁岩群外，其他几个铁矿的赋矿层位均是新太古代泰山岩群山草峪组，这些铁矿都是通过对重磁资料进行研究和验证发现的。鲁北地区由于第四系覆盖较厚，目前无探明的铁矿资源地。而本次查证的航磁异常即位于鲁北，为海兴-大山航磁异常的一部分，重磁特征均表现为潜凸区的高重磁异常，通过对该区进行重磁及钻探验证工作，并经综合分析研究，以对该区铁矿找矿前景做出评价。
1地质背景
1.新太古代TTG岩系；2. 新太古代花岗闪长岩；
3.古近系东营组含砾砂岩、砂岩。
图1无棣地区前新近纪基岩地质图
区域大地构造位置位于华北陆块（Ⅰ级）-华北坳陷（Ⅱ级）-济阳坳陷区（Ⅲ级）-埕子口—宁津潜断隆（Ⅳ级）-埕子口潜凸（Ⅴ级）的西部。前新近纪地层主要有新太古代泰山岩群（现已厘定为新太古代TTG岩系），新生代古近系（图1）。新太古代泰山岩群（TTG岩系），由上到下分为柳杭组、山草峪组、雁翎关组。其主要岩性为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩夹透闪阳起片岩、变质砾岩、磁铁石英岩等，普遍遭受中高级区域变质作用，变质程度达角闪岩相。区域断裂构造以近东西向—北东向断裂为主，北西向断裂次之。区域内大断裂主要为近东西向—北东向的埕南断裂，该断裂产状近直立，物探特征为重力及航磁梯级带，为埕子口潜凸与大山潜凹的分界断裂。区域所属鲁北地区地质发展史上岩浆作用比较强烈，形成分布广泛、类型多样的岩浆岩。经钻探验证，岩性以花岗闪长岩为主。
2地球物理特征
2.1 航磁异常特征
航磁异常在凹陷区一般表现为平稳的负磁异常，在凸起区大多表现为相对高磁异常，高磁异常主要为潜凸区磁性基底上隆引起，岩体侵入也有一定的影响。预查区所在的埕子口潜凸（图2），航磁异常值达1400nT，应为泰山群上隆及其中所含铁磁性地质体引起。
图2区域航磁异常（△T）平面图
2.2 重力异常特征
鲁北地区大部分位于济阳坳陷，表现为相对平稳的重力低背景，其中分布几处重力高异常，为埕子口潜凸、无棣潜凸、义和庄潜凸、滨州潜凸、陈庄—青陀潜凸等凸起所引起，为泰山岩群及古生界上隆的反映。其中研究区南部等值线表现为密集的梯级带，反映断裂的存在，南部基底岩层相对下陷。
2.3 重磁参数分析
区内大多被第四系覆盖，在此参考研究区所在的鲁北地区及地质特征相近的鲁西南地区物性参数资料结合本次实测结果，各类岩、矿石的密度及磁性参数特征如下。
1）沉积岩的密度与磁性。沉积岩的密度变化范围为（1.71～2.70）×103kg/m3。由新到老逐渐增大。沉积岩的磁性都十分微弱，在异常解释中可视为无磁性层。
2）变质岩类的密度与磁性。变质岩指泰山岩群变质岩，总体上具有密度高、磁性强、变化范围大的特、征。泰山群中各类岩石磁性变化较大，斜长角闪岩磁性较强，变粒岩类、片麻岩类、片岩类磁性相对较弱，平均磁化率κ=13950×10-64πSI，剩余磁化强度Jr=1755×10-3A/m。
3）岩浆岩的密度与磁性。辉长岩、辉绿玢岩等基性、超基性岩的密度大、磁性强；闪长玢岩等中性岩石的密度稍高、磁性稍强；二长花岗岩、奥长花岗岩等酸性岩石的密度较低、磁性较弱；安山岩、玄武岩等喷出岩具低密度、强磁性的特征。
研究区内钻孔所见岩性均为岩浆岩，密度参数方面，辉长岩密度最大，花岗岩密度最小，这与收集资料相近。磁参数方面，花岗闪长岩和花岗岩磁化率和剩磁均较高，可能与含磁铁矿有关。
4）铁矿石类的密度和磁性。铁矿石是区域上密度最大、磁性最强的地质体，且随着铁含量的增加密度增大、磁性增强。其密度σ=（3.46～4.1）×103kg/m3，磁化率κ=（68000～172000）×10-64πSI，剩余磁化强度Jr=（8545～216135）×10-3A/m。
因此，根据以上岩矿石磁性、密度差异，可以利用高磁测量及高精度重力测量有效的开展工作。
3找矿前景分析
1）重磁及钻探方法有效。重磁异常分析结合钻探验证在寻找铁矿方面已经取得了较好的效果，如辽宁马道铁矿[4]等。
无棣大山地区位于埕子口潜凸，重磁特征均表现为潜凸区的高重磁异常，与济宁颜店铁矿及聊城东阿单庄地区发现的沉积变质型铁矿相似，具有较好的航磁及重力异常，如航磁异常值达1400nT，为相对高磁异常，判断为泰山群上隆及其中所含铁磁性地质体所引起；同时也表现出重力高异常的特征。因此在本区开展钻探验证会是较为有效的找矿方法。
2）资料解释及异常验证情况。本区采用了高精度磁测、重磁剖面测量、钻探等手段，对研究区内航磁异常进行查证。其中对高磁工作所获得的原始ΔT资料进行了数据的处理及位场转换，处理方法有化极、上延、垂向导数、水平导数。同时利用重磁剖面进行反演和正演计算来解释重磁异常。纵观该区重、磁异常特征及钻探验证结果，可以认为该区异常主要是由侵入于太古代TTG岩系的含磁铁矿的花岗闪长岩引起。
在大山磁异常区钻孔深部见到了含磁铁矿的花岗闪长岩以及硅化钾化斑状花岗岩，孔内未见工业铁矿体。通过对岩芯进行物性测定进行正演拟合计算及磁三分量测井，推断该异常是由含磁铁矿的花岗闪长岩引起，为局部磁性体，但磁异常强度低。
3）本区铁矿找矿前景。通过本区的找矿工作，结合收集到的河北省2007年施工的钻孔ZK1[5]，资料显示，孔深853.26 m以上为新生界第四系、新近系和古近系，853.26 m以下为太古界变质岩，孔深1601.82 m终孔于太古界变质岩中，也未见矿。该河北省2007年施工的钻孔距本区内钻孔约4.7 km，位于无棣异常的边部。综合分析该区物探及钻探资料，认为该区铁矿找矿前景不好，针对该区大山磁异常的特征及引起该异常的原因有待进一步研究。
参考文献
[1]徐东来，胡艳霞.平阴县洪范池铁矿地质特征[J].山东国土资源，2008，24（1）：7-9.
[2]徐遂勤，李耀华.山东东平石河王铁矿磁异常特征分析[J].采矿技术，2011，11（3）：121-126.
[3]韩玉珍，王世进，李培远.济宁颜店铁矿地质特征及济宁岩群含矿性研究[J].山东国土资源，2008，24（2）：3-8.
[4]董英君.应用重磁方法勘查铁矿的效果——以辽宁建昌县马道铁矿为例[J].矿床地质，2006，25（3）：321-328.
[5]焦海燕.磁法勘探在河北海兴平原区普查找矿中的应用研究[D].石家庄经济学院，2010.