根据磁异常特征预测红格岩盆底部大型铁矿

根据磁异常特征预测红格岩盆底部大型铁矿
武斌;曹俊兴;强羽
【摘要】为了满足国家经济建设对矿产资源的需求量,我国加大了对深部矿山的勘查.笔者通过分析四川省攀枝花市红格地区的地质环境和成矿条件,以及对航磁异常、地面高精度磁测和地质钻探工作的研究,根据磁异常特征准确预测了红格岩盆存在
大型的钒钛磁铁矿,阐述了该说明磁异常特征是预测岩盆底部大型铁矿一种找矿模式,是解决深部铁矿勘查最为有效的一种方法.
【期刊名称】《物探与化探》
【年(卷),期】2010(034)006
【总页数】6页(P795-799,805)
【关键词】磁异常;岩盆;构造;找矿模式;攀枝花钒钛磁铁矿
【作者】武斌;曹俊兴;强羽
【作者单位】成都理工大学,信息工程学院,四川,成都,610059;四川省地质矿产勘查开发局,物探队,四川,成都,610072;成都理工大学,信息工程学院,四川,成都,610059;
四川省地质矿产勘查开发局,物探队,四川,成都,610072
【正文语种】中文
【中图分类】P631.2
红格岩盆系指四川省攀枝花市红格地区的新九和猛新乡、米易县的垭口乡和会理县的矮朗乡铁矿地区。

岩盆就是岩浆侵入沉积岩层理面后，沉积岩底板在岩浆强大压力下，向下沉陷而形成的盆状的侵入体。

由于重力的作用，中央微向下凹陷，下部
有岩浆通道，构成岩盆的岩石主要为层状基性火成岩，岩盆规模一般较大，大的面积可达几万平方千米，而厚度只有直径的1/20～1/10，本区分布有一规模较大的基性—超基性岩体(红格岩体)，南北长16 km，东西宽6～10 km，面积约100 km2，是一个典型的岩盆。

岩盆蕴藏着丰富的矿产，历来为人们所关注，已经成为找矿的重要标志。

国内外许多矿产都产于岩盆构造中，故研究这种成矿规律有着重要的意义。

四川省攀枝花钛磁铁矿是我国典型的岩盆矿产，所以研究红格地区的岩盆成矿机理有着重要意义，并且利用磁异常特征预测在红格岩盆底部存在大型的铁矿成为目前最为经济，最为有效的手段和方法。

1.1 构造及岩浆活动
红格地区成矿后的构造以南北向短列为主，派生一系列北东—南西向和北西—南
东向断裂，二者组成“入”字型。

次于南北向构造的还有东西断裂构造及帚状构造，在时代上分为海西期构造和印支期构造。

在红格矿区主干断裂自东向西，由密变稀，一般倾向东，倾角陡。

后者仍叠加在南北构造体系上，主要格架是南北撒开，向南收敛，突向南西的弧形断裂，断裂面倾向东，北东倾角60°～70°。

这两期断裂构
造对矿体起着破坏作用(图1)。

该区的岩浆活动可分为海西期、印支期及燕山期。

海西早期的岩浆岩为含钒钛磁铁矿的层状基性—超基形岩体。

岩体侵位于震旦系
上统灯影灰岩以及震旦系上统与古元古界会理群不整合面上。

红格岩体出露范围约100余km2。

同位素等时年龄为3.34～3.56亿年。

海西晚期岩浆岩有玄武岩、早期辉绿岩、正长岩。

本区玄武岩称龙舟山玄武岩。

分布在本区的东部龙舟山，大黑山一带。

玄武岩中侵入有正长岩脉，花岗岩。

玄武岩的同位素等时年龄为2.33亿年。

早期辉绿岩成脉状侵入于基性—超基性岩体及震旦纪以前的地层中。

花岗岩、正长岩又侵入辉绿岩中。

东部可见玄武岩与辉绿辉长岩，二者呈渐变过渡关系，故与玄武岩的形成时期相当。

正长岩有碱性正长岩和正长岩。

碱性正长岩大部分呈脉
状，部分呈岩墙产出。

正长岩呈岩墙产出，侵入于玄武岩以前的岩浆岩和震旦纪以前的地层中。

碱性正常岩脉的同位素年龄为2.63、2.46亿年，相当于晚三叠世。

印支期花岗岩(即矮朗河花岗岩)分布于东部及东南部，边缘与围岩同化混染后，形成花岗闪长岩，石英二长岩。

花岗岩岩体侵入于玄武岩，又被白果群覆盖。

同位素年龄为2.01亿年，相当于三叠纪。

岩体中侵入有晚期辉绿岩和花岗斑岩岩脉。

燕
山期岩浆岩仅有一些很小的辉绿岩脉，辉绿玢岩岩脉及花岗斑岩脉。

这些岩脉侵入于花岗岩，三叠系—侏罗系地层中。

1.2 成矿作用
红格地区的主要矿产为钒钛磁铁和与钒钛磁铁矿共生的铌钽矿，其次是位于拉扯沟的磁铁矿，滚猪凼，李家沟的赤磁铁矿，土埚箐铜矿等。

还有在新近系，第四系河湖沉积物及河床的重砂样中，发现有锡石，白钨矿;重砂异常面积达2 km2，重砂
中白钨矿最高达0.1 g/T，锡石最高达0.3 g/T。

到1980年底，在红格地区已查
明有路枯、中干沟、安宁村、湾子田四个大型钒钛磁铁矿区，白草、马鞍山、中梁子、巴巴吊四个中型矿区。

与钒钛磁铁矿共生的铌钽矿赋存于花岗伟晶岩脉和碱性正长岩脉中，前者含矿性最好。

红格层状基性—超基性岩体(红格岩体)呈南北向，原始产状倾向西或北西，倾角较小(10°～20°)，属单斜层状岩体，局部地段显示出盆状构造特征。

一般认为，该层状岩体侵位于震旦系上统灯影灰岩以及震旦系上统与古元古界会理群的不整合面上。

岩体顶盖为灰岩，多已剥蚀掉;岩体底板(会理群的变质岩系)在南北上呈波动起伏。

这种起伏变化直接控制着岩体的岩相和矿体的
发育，在底板下降地段岩体各岩相发育齐全，厚度大，矿体的数量多，矿层厚，矿石品位较高。

当底板抬升时岩体的岩相不发育，常见缺失、尖灭，即使有厚度也小，同时矿体的数量少，矿体薄，矿石品位也较贫。

岩体产出于泥盆纪，为辉长岩—
辉石岩—橄辉岩型。

岩体分异良好具有多层韵律结构。

自上而下呈现四个大的韵
律旋回。

在每个韵律层的下部或底部形成厚大的矿层。

在红格岩体的各岩相带(含
矿带)在各地段的发育或保存情况差异较大。

岩体南部发育较完全，保存较好。

北
部发育和保存不完整。

西部主要是辉长岩相带。

矿床赋存在基性—超基性层状岩
体中。

岩体的三个岩相带即为三个含矿带，包含了六个含矿层，即辉长岩含矿带(ν)的中含矿层(ν2)和下含矿层(ν3)、辉石岩含矿带(φ1)的上含矿层和下含矿层
(φ2+3)、橄辉岩含矿带(δφ)的上含矿层(δφ1)和下含矿层(δφ2)。

矿体集中在辉长岩的下含矿层、辉石岩含矿带和橄辉岩含矿带，以辉石岩含矿带中的矿石最富，矿体最集中。

每一矿层由数个厚度和大小不等的矿体构成。

这些矿体呈层状、透镜状及条带状，产状与岩层产状一致，其数量、厚度与岩相带的发育程度相关。

岩相带发育完全，矿体的数量多，厚度也大。

在岩层与矿体、岩石与矿石没有截然的界线。

矿体多赋存在每个韵律的下部，从上至下，由贫矿向富矿渐变过渡。

矿体的产状与岩体的流层产状一致，常成带、成段分布。

矿体形态受岩体及底板形态控制。

2.1 岩矿石的磁性特征
表1给出了本区按磁性的强弱划分出的强、次强、中强、弱磁(无磁性)四个级别。

从表1可以看出辉绿辉长岩、辉长岩、玄武岩、正长岩磁性变化较大，对查明基性—超基性岩体的分布是一种干扰，且辉绿辉长岩对基性—超基性岩体起着严重
的破坏作用。

一些红土或浮土，其磁性与辉长岩磁性相近。

当堆积厚度大时，也会引起一定规模的异常，形成浅部干扰体。

从而可以得出，钒钛磁铁矿、赤磁铁矿可以产生很强的磁异常，而辉绿辉长岩、辉长岩、辉石岩、橄辉岩等也可以产生较强的异常。

当它们埋藏较浅，又有一定规模时，还是可以区分的。

但是当辉绿辉长岩的规模较大，埋藏又浅，而含矿岩体的埋深较大，加上有一定的浅部干扰存在，则辉绿辉长岩与含矿岩体的异常就难以区分了。

磁测异常往往是含矿带的综合反映，而不能反映出单个矿层和矿体。

对于磁法勘探来说，含矿带、含矿岩体具有等效的概念。

磁法所圈定的“矿体”常是指含矿带或含矿岩体。

所谓“含矿岩体”是指矿石的TFe含量大于15%的岩体，TFe含量小于15%时，则称矿化岩体。

钒钛磁铁
矿床中除以铁、钛、钒为主外，还伴生有铬、铜、钴、镍、镓、锰、铂、铌及硫、磷等多种有用成分。

2.2 岩盆的磁场特征
红格岩盆以红格—昔格达—中干沟为界，分东部异常区和西部异常区。

两异常区
在中干沟附近相交。

异常的分布和特点反映了磁性体的分布状况，而磁性体的分布又受构造断裂的控制。

因此，沿红格—昔格达—白沙沟方向应是昔格达主干断裂
的展布方向。

而两侧异常区反映了与主干断裂伴生的次级断裂的展布方向。

从图2可以看出，整个红格岩盆，从航磁异常看分布着多个磁异常，均沿着昔格
达主干断裂两侧展布，并且东部异常区比较明显，而西部异常区紧西南分布有
M108异常，西北不明显。

东部异常区分布有M98、M99、M109、M110、
M123五个大的异常，除M109以外，均处于红格岩盆的边缘。

M109由于断裂
切割，出露地表，所以虽然处于岩盆的中部，异常幅值还比较大的原因。

而西北无异常或很低，是由于东西向断裂切割比较严重，把西北面的红格岩盆破坏掉了，也可能是原来的岩盆被破坏后埋藏很深(大于1 500 m)，导致该区航磁异常的幅值低。

在红格地区磁异常的存在和分布往往与基性—超基性岩体的存在有着密切的关系。

只要岩体的埋深不是很大，体积不很小时，在地表总有磁异常与之对应。

磁异常所反映的磁性体是整个含矿岩体(或含矿带)，单个矿体或矿层的异常是难以区分出来的。

磁异常的强度与含矿带中含矿性(贫富)密切相关。

红格岩体北段是一个基性—超基性岩岩盆，四周所见的基性—超基性岩体属岩盆的边部。

盆底被正长岩或花
岗岩覆盖，在盆底可能有含矿带存在。

所以从航磁异常分析，可以看出岩盆区对应四周异常强，中部异常相对低，形成了一强异常围绕在该段的边部。

强异常对应着盆边，中部低值区对应着盆底。

在红格岩体的盆底中部，被一组近东西向的断裂切割，岩体的底板明显窿起，且盆底变得很薄。

红格岩体可视为一个西部残缺的岩盆，“镰刀包围区”则是岩体的盆底所在。

从图3中可以看出，该剖面从红格岩盆的中部开始，异常高值对应白沙坡和路枯异常，对应着红格岩体的盆底，向北黑谷田异常中值区也对应岩盆的盆底，再向北到纸房沟，又为相对异常高值区，又是接近红格岩体的盆边。

再从东西向的综合剖面图可以看出，红格岩体就是一个西部残缺的岩盆。

在岩盆的边部分布着强或较强的磁异常，而在盆内异常的强度减弱，范围也减少。

航磁异常M99经化极处理后，浅部并无异常，而航磁异常幅值高，说明深部可能有厚大的含矿岩体存在。

红格岩体的北端存在强度大、范围广的磁异常，不仅是由出露地表的含矿岩体引起，可能是盆底确有规模大、磁性强的含矿层存在。

下面以白沙坡异常为例，介绍岩盆型钒钛磁铁矿的磁异常特征。

白沙坡异常是航磁的M109异常的东南部分，1987年地磁测量确定为CZ12磁异常。

近期又在该地区开展了地面高精度磁测，两次地磁测量获得的磁异常形态基本一致，范围大小也一样。

从图4可以看出该异常处在红格岩体的中部偏东南，也就是靠近岩盆的盆底所在地区。

白沙坡异常主体分布在无磁性的花岗岩和灯影组底地层上，南西部有小范围的辉长岩出露，但由于该处辉长岩磁性不很强，对异常形态影响不大。

异常走向北西，异常幅值极值在1200 nT左右，异常南部以及垂直于异常走向的北东方向均伴有负异常。

对该异常上钻孔ZK007的岩芯标本进行了的物性测试，测试结果(表2)显示该钻孔的花岗岩体几乎无磁性，而钒钛磁铁矿磁性强。

从三分量磁测井数据，该井段划分出1段含矿(化)层，位于该井段的448.8～566.2 m段，长117.4 m，三分量磁异常特征表现为不连续的正负高值波动，推断该段为磁铁矿含矿(化)层。

白沙坡地区印支期花岗岩在本区分布较广，覆盖面大，对含矿层破坏也明显，以往的磁测资料和地质分析表明，花岗岩对含矿岩体的上部含矿层(辉长岩相带)有明显的破坏和吞蚀，花岗岩产状应视为岩盖形。

而对中含矿层(辉石岩相带)及下含矿层
(橄辉岩相带)破坏较小。

通过对该异常剖面的反演推断该处深部有规模较大的低缓异常体，为岩体的钒钛磁铁矿化，钒钛磁铁矿体赋存于该矿化体中。

矿体的埋藏深度约为427m，与1981年推断的结果(300 m左右)相差很大，矿体产状近陡立，倾角约80°，倾向北东(图5)。

钻孔最终在448.8 m见到矿，说明推断解释结果很好。

白沙坡磁异常验证矿层厚117.4 m，并且Fe品位高，说明红格岩盆底部存在规模很大的钒钛磁铁矿。

只是在同样的磁异常幅值下，岩体的钒钛磁铁矿化越大，铁矿(体)埋藏的越深，岩盆底部越存在大型铁矿。

红格地区各种地质资料和磁异常说明，红格岩体是一个岩盆。

不仅周边存在钒钛磁铁矿，而且中部也存在大的钒钛磁铁矿，规模很大，并且在红格地区在航磁异常的分布区，地面总有相对应的地磁异常存在;含钒钛磁铁矿的岩体或含矿带上磁异常
的规模往往较大，成带成片出现。

当异常在1 000 nT以上，又有一定规模时，特别是当异常强度达3 000 nT以上时，基本上可以肯定是钒钛磁铁矿引起的。

在岩盆的中部，异常幅值小，是由于钒钛磁铁矿埋深大造成的，也说明有大的钒钛磁铁矿存在。

所以利用磁异常特征预测红格岩盆底部大型铁矿是一个非常有效的手段。

红格岩体是一个被破坏的岩盆，岩盆底部存在大型的钒钛磁铁矿藏，将成为我国重要的钢铁基地。

【相关文献】
［1］黄仲良.石油重.磁.电法勘探［M］.东营:石油大学出版社，2004.
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［3］蒋航，王国忠.四川省渡口市红格地区地磁异常解释及成矿区划报告［R］.成都:四川省地质矿产勘查局物探队，1981.
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