韓雪平， 胡 芳， 蔡立信， 曾廣華， 林 洪

(1.江西省地勘局贛西地質調查大隊，江西 南昌 330030;2.江西省地勘局九〇二地質大隊，江西 新余 338000)

松山鐵礦位于江西省分宜縣松山鎮(zhèn),屬于老礦山。目前礦區(qū)淺部礦層不斷被挖掘，淺部鐵礦資源被利用殆盡，尋找深邊部礦已經成為找礦的重中之重。大力開展深邊部勘查，井-地聯合磁測是鐵礦深邊部勘查必不可少的有效手段之一。磁法勘探是通過觀測和研究磁異常來尋找有用礦產或查明地下地質構造的一種地球物理方法(管志寧，2005；劉天佑，2007；吳曉峰等，2013)。通過對松山礦區(qū)開展井-地磁測工作，查明區(qū)內磁異常分布特征，有效地圈定區(qū)內磁異常和找礦靶區(qū)，并對井旁、井底盲磁性礦作出空間定位預測和驗證，為礦區(qū)內下一步工作提供物探異常依據。

1 區(qū)域地質背景

工作區(qū)屬于贛中整裝勘查區(qū)，位于欽-杭結合帶(肖光榮，2012；曾長育等，2015)東段，處于華夏板塊與揚子板塊拼合帶的南緣。屬于華夏板塊東南造山帶北緣的武功山隆起帶與北武夷隆起帶2個2級構造單元，北側少量歸屬萍鄉(xiāng)—樂平凹陷，是控制南華紀“新余式”鐵礦生成、定型、展布的主體構造。礦區(qū)鐵礦為火山沉積變質型，習稱“新余式”鐵礦(曾書明等，2011；肖光榮等，2013)。

2 礦區(qū)地質特征

松山礦區(qū)主要出露地層為南華系下坊組、大沙江組變質巖系。地層層序正常。位于神山倒轉背斜南西翼(曾書明等，2011)。礦區(qū)內總體構造為走向北北西—南南東，傾向南西西，傾角50°～70°的單斜構造。次級褶皺構造發(fā)育(發(fā)育不同程度同斜緊閉褶皺和不協(xié)調共軛褶皺)，及復雜的形態(tài)的單斜構造。褶皺構造從北西向南東由簡單到復雜、淺繁深簡，地質構造總的特征以褶皺為主，斷層次之(韓雪平，2014)。

3 地球物理特征及工作布置

3.1 巖礦石物理特征測定

礦區(qū)巖(礦)石標本可分為三類共計181組。第一類為砂巖、石英巖、千枚巖等無磁性；第二類為含磁鐵石英巖有磁性；第三類鐵礦石英巖有很強磁性。對在工作區(qū)采集的巖(礦)石標本進行了物性參數測定(劉良志等，2012)，主要巖礦磁參數統(tǒng)計如表1。

表1 工作區(qū)巖礦石磁性參數統(tǒng)計表

3.2 工作方法及技術

根據礦區(qū)地質和地球物理特征，在礦區(qū)投入1∶1萬地面高精度磁法測量工作，磁測按基本線距100 m、點距20 m的網度進行施測，測線方位角為238°。其中，西南部測區(qū)偶數測線為北小南大、測點編號東北小西南大；東北部測區(qū)奇數測線南小北大、測點編號西南小東北大(圖1)。在對研究區(qū)62線ZK6209孔進行井中磁測的基礎上，開展井-地磁測資料聯合反演解釋，研究地下地質、地球物理模型(向杰等，2016；張寶林等，2017)。

圖1 松山測區(qū)地面磁測工程布置圖Fig.1 The ground magnetic survey project plan in Shongshan survey area1.第四系；2.松山組上段；3.松山組下段；4.楊家橋組上段；5 楊家橋組下段；6.鐵礦層；7. 磁測樁線號

4 成果解釋

4.1 地面磁測成果解釋

在完成野外原始數據收集之后，對磁異常進行了化極、濾波、向上延拓等處理。其目的是壓制和去除干擾異常，避免高頻率的干擾異常影響礦致異常，同時劃分和提取有用異常信息，以更好地分析和提取地下有用地質信息。

從圖2可見，松山測區(qū)東部和中南部磁異常變化相對平穩(wěn)，而其他地區(qū)則為強磁異常，幅值高達數千nT，局部超10 000 nT，異常形態(tài)大都呈等軸狀或似等軸狀線性展布。根據區(qū)內地質礦產特征和調查結果，區(qū)內磁鐵礦床，采礦場、選礦場、尾礦庫等礦干擾和采礦選礦設施、廠房等非礦干擾是引起該區(qū)強磁異常的主要因素。測區(qū)中部北西向的異常分界線恰好對應分宜東坑鐵礦、大坪上鐵礦、山西坑鐵礦和分宜正榮鐵礦位置。

根據巖礦石物性測定結果及磁異常所處的地質背景、找礦意義和以往工作成果，全區(qū)圈出7處局部磁異常區(qū)，圈定一個找礦靶區(qū)(圖2)。并按照物探異常分類原則，屬“甲類”異常3個、“乙類”異常3個、“丙類”異常1個(表2)。

圖2 松山測區(qū)磁異常綜合成果解釋圖Fig.2 Explanation of the synthesis of magnetic anomalies in Shongshan survey area

C1-1：位于測區(qū)北部，為一中等正磁異常，△T化極異常極大值以1 000 nT圈出，異常等值線呈似等軸狀，異常范圍小。該異常在上延100 m圖上沒有反映，說明C1-1異常為淺源異常。異常區(qū)出露第四系，推斷為地表或淺部磁性干擾體所致，屬丙類異常。

C1-2：位于測區(qū)北部，為一強磁正異常，△T化極異常極大值以10 000 nT圈出，異常等值線呈橢圓狀東西向展布，其周邊均為明顯的負異常。該異常在上延100 m、300 m圖上仍有明顯的反映，但在上延500 m圖上跡象消失，說明C1-2異常為中深源異常。異常區(qū)出露南華系上統(tǒng)松山群大沙江組和第四系，異常處有鐵路、公路通過并有大片房屋建筑，因此，該異常應為地表鐵路房屋等人文設施干擾所致，但不排除地下有磁性地質體或礦體的存在，屬乙類異常。

C1-3：位于測區(qū)中部，為一強磁正異常，由多個圈異常組成的異常區(qū)，△T化極異常極大值以15 000 nT圈出，異常等值線呈等軸狀、似等軸狀，其周邊均為明顯的負異常。該異常在上延100 m圖上仍有明顯的反映，但在上延300 m圖上留有跡象，說明C1-3異常為淺源異常。異常區(qū)出露第四系，異常處有鐵路、公路通過并有大片房屋建筑，因此，該異常應為地表鐵路房屋等人文設施干擾所致，但不排除地下有磁性地質體或礦體的存在，屬乙類異常。

C1-4：位于測區(qū)中部，為一強磁正異常，△T化極異常極大值以15 000 nT圈出，異常等值線呈似等軸狀，異常范圍較大，東南部出測區(qū)范圍而異常不完整，其周邊均為明顯的高值負異常。該異常在上延100 m、300 m、500 m圖上仍有明顯的反映，說明C1-4異常為中深源異常。異常區(qū)出露南華系上統(tǒng)松山群下坊組和大沙江組，見鐵層層通過異常中心，異常處下坊組和大沙江組地層接觸帶上，地表強磁干擾相對較少。因此，該異常應為鐵礦層的反映，礦層延深較大，屬甲類異常。

C1-5：位于測區(qū)中南部西側，為一強磁正異常，由多個圈異常組成的異常區(qū)，△T化極異常極大值以5000 nT圈出，異常等值線呈橢圓狀近東西向展布，西側出測區(qū)范圍而異常不完整。該異常在上延100 m、300 m、500 m圖上仍有明顯的反映，說明C1-5異常為中深源異常。異常區(qū)出露南華系上統(tǒng)松山群大沙江組第四系，異常西側有鐵路、公路通過并有大片房屋建筑，因此，該異常應為地表鐵路房屋等人文設施干擾和中深部磁性地質體或礦體的綜合反映，屬乙類異常。

C1-6：位于測區(qū)中南部東端，為一強磁正異常，△T化極異常極大值以15 000 nT圈出，異常等值線呈橢圓狀北東向展布，異常范圍較小，東部出測區(qū)范圍而異常不完整，其周邊均為明顯的高值負異常環(huán)繞。該異常在上延100 m圖上仍有明顯的反映，上延300 m圖上留有跡象，說明C1-6異常為淺源異常。異常區(qū)出露南華系上統(tǒng)松山群下坊組和大沙江組，東部見北西向鐵層，地表強磁干擾相對較少。因此，該異常應為鐵礦層的反映，屬甲類異常。

C1-7：位于測區(qū)中南部東端，為一強磁正異常，△T化極異常極大值以10 000nT圈出，異常等值線呈橢圓狀近東西向展布，異常范圍較小，東部出測區(qū)范圍而異常不完整，其周邊均為明顯的高值負異常環(huán)繞。該異常在上延100 m圖上仍有明顯的反映，上延300 m圖上跡象消失，說明C1-7異常為淺源異常。異常區(qū)出露南華系上統(tǒng)松山群下坊組和大沙江組，東部見北西向鐵層，地表強磁干擾相對較少。因此，該異常應為鐵礦層的反映，屬甲類異常。

表2 松山測區(qū)磁異常分類一覽表

4.2 井-地聯合反演

在礦區(qū)開展1∶1萬地面高精度磁測，由于地形復雜，地面干擾大，資料處理解釋推斷難度大，地面磁測縱向分辨率較差，通過聯合井中磁測來提高其縱向分辨率，發(fā)現井旁盲磁性礦，預報井底盲礦，確定礦體形狀、產狀、規(guī)模以及進行空間定位預測(蔡柏林等，1989；劉冬節(jié)等，2016；陶德益等，2011)。通過對礦區(qū)62線ZK6209孔進行井-地磁測資料聯合反演，綜合解釋地下地質體模型。

62線剖面鉆孔控制的已知鐵礦層最深在426 m左右，ZK6209實際鉆探深度745 m。由于62線磁異常受高壓線、公路和房屋等干擾，低緩異常受壓制，剔除干擾點后，基本恢復出異常的形態(tài)。在測線南端橫坐標400～600 m有一個幅值150～200 nT的弱磁異常，異常寬緩，可能為深部磁性體的反映。

圖3 正演模型△T⊥矢量圖Fig.3 The forward model Of △T⊥vector diagram

通過正演磁化強度為40 A/m，總磁化傾角42°，測線方位為57.7°的磁鐵條塊，所產生△T⊥矢量變化情況，不斷伸縮磁鐵條塊長度，來重復擬合ZK6209實測三分量△T⊥矢量形態(tài)(圖3)。并對62線進行2.5 D人機交互反演，對鉆已知礦體正演計算它們產生的磁異常值，如圖4中的紅線(正演異常)。通過不斷擬合，在剖面南部添加了磁性體的擬合結果，表明添加一磁性體，并同時將62線礦體下延至1 000 m以下可以較好地擬合實測異常。

圖4 62線井地聯合反演Fig.4 Joint inversion in figure 62 line well

根據地質、地面磁測資料及井中磁測資料綜合處理解釋分析，得出相關地下地質、地球物理模型，較準確反演出礦體形狀、產狀以及空間定位見圖4。通過對以往地質、鉆探資料收集，有效控制已知礦層深度，再根據62線磁測剖面資料分析，選擇磁異常有利成礦部位布置鉆孔ZK6209，通過鉆探和井中磁測進一步控制深部鐵礦層深度，預報井底盲礦，確定礦體形狀、產狀以及進行空間定位預測。為研究區(qū)深部找礦提供依據和模式。

5 結論

通過對礦區(qū)開展1∶1萬地面高精度磁測及井中磁測，對磁異常特征分析和 2.5 D反演，有效進行井-地聯合反演，分析和總結前人研究區(qū)的地質成礦理論和成礦模式的基礎上，得到以下結論：

(1)查明了測區(qū)范圍內的磁異常分布特征。共圈出了7處磁異常，并對測區(qū)7處磁異常進行了分類，劃分出礦致異?！凹最悺碑惓?個，具有找礦或特殊地質意義“乙類”異常3個，干擾引起的“丙類”異常1個。在測區(qū)圈定了一處找礦靶區(qū), 為下一步地質找礦工作部署提供了物探參考資料。

(2)對礦區(qū)ZK6209進行井-地聯合反演，較準確的探明地下地質體空間位置、形態(tài)及產狀；并很好的驗證了地面磁異常特征，為礦區(qū)找礦及下一步勘查工作提供良好的基礎和依據。

參考文獻

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