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山西老官莊磁異常特征及成礦地質(zhì)因素分析論文
摘要：通過(guò)翼城對(duì)山西省翼城縣老官莊磁異常進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)該異常是一個(gè)疊加異常。既有侵入巖的影響，又有鐵礦的影響。鐵礦體主要賦存于異常邊部的高梯度帶上，其巖性為二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和馬家溝組碳酸鹽巖接觸形成的矽卡巖。
關(guān)鍵詞：疊加異常；矽卡巖型磁鐵礦床；磁物性測(cè)定；找礦標(biāo)志
1區(qū)域地質(zhì)背景
該異常區(qū)域地質(zhì)情況復(fù)雜，斷裂構(gòu)造發(fā)育，成礦條件十分有利。根據(jù)以往地質(zhì)成果，塔兒山一帶斷裂構(gòu)造主要呈NEE—NE向成組階梯狀平行排列，其性質(zhì)以壓扭性的正斷層為主，塔兒山區(qū)燕山期中偏堿入雜巖體出露面積180km2，實(shí)際隱伏范圍可達(dá)1700km2，主要巖石類型有二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、輝石閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖、霓輝正長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖、花崗斑巖、正長(zhǎng)斑巖等。地層主要是奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖，與巖體接觸交代后形成獨(dú)特的矽卡巖型磁鐵礦床。
過(guò)去也曾對(duì)該異常施工兩孔，孔深分別為490m和310m，但皆未見(jiàn)礦。2008年首先在異常中心施工了ZK802孔，未見(jiàn)礦。巖心磁物性測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)火成巖磁性偏高，地質(zhì)觀測(cè)巖石蝕變強(qiáng)烈，磁測(cè)井顯示該孔北部在240～350m范圍有旁測(cè)異常，結(jié)果在該孔以北100m異常高梯度帶上的ZK801孔首先見(jiàn)到厚近40m的磁鐵礦，第二批孔ZK803,ZK804也見(jiàn)到厚度不等的磁鐵礦層。經(jīng)對(duì)上述各孔進(jìn)行磁物性測(cè)定，并運(yùn)用GeoExpl軟件進(jìn)行了正反演計(jì)算，地表實(shí)測(cè)曲線與計(jì)算結(jié)果擬和較好，證實(shí)老官莊異常為一火成巖和北部磁鐵礦體引起的疊加異常，由此在該異常上取得了地質(zhì)找礦的重大突破。
2礦床地質(zhì)特征
礦體特征。鐵礦體位處老官莊磁異常區(qū)北部高梯度帶上，由ZK801，ZK803，ZK804孔不同深度見(jiàn)礦，見(jiàn)礦深度范圍250.85～347.50m，礦體標(biāo)高572.68～465.00m，見(jiàn)礦厚度3.47～39.74m。鐵礦體呈不規(guī)則透鏡狀沿東西主走向呈弧形展布，主傾斜方向北，兩側(cè)向西北和東北方向傾斜，傾角45°左右。上述三個(gè)鉆孔沿走向控制礦體長(zhǎng)度約300m，根據(jù)地面磁測(cè)資料推測(cè)礦體長(zhǎng)度500m左右，沿傾向延伸大于100m。礦體頂板為透輝石矽卡巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；底板為中奧陶統(tǒng)大理巖及二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖等，礦體呈捕虜體形式賦存于二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖體中。
礦石主要為磁鐵礦石。根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦石可分為稠密浸染狀—條紋條帶狀、次塊狀磁鐵礦等。圍巖蝕變普遍見(jiàn)有綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化及鈉化等。黃鐵礦化現(xiàn)象在巖漿巖中普遍發(fā)育，多呈星點(diǎn)狀、薄膜狀、條帶狀，局部呈團(tuán)塊狀。
3礦床成因及控礦因素分析
區(qū)內(nèi)礦床屬矽卡巖型鐵礦床，其成因主要是熱接觸交代作用成礦，屬高溫?zé)嵋弘A段成礦。與區(qū)域內(nèi)同類型鐵礦床一樣，老官莊鐵礦床的控礦因素也包括構(gòu)造、圍巖及巖漿熱液等。
構(gòu)造控礦。主要是接觸構(gòu)造控礦。由于巖漿巖上侵致使各種圍巖發(fā)生破裂，產(chǎn)狀變化很大，常成為巖漿巖的捕虜體。礦區(qū)以北地表中奧陶統(tǒng)O2灰?guī)r支離破碎，產(chǎn)狀起伏不定，傾角變化范圍15°～55°，也印證了這一點(diǎn)。同時(shí)在這一過(guò)程中形成了許多小規(guī)模的破碎帶和裂隙，極利于成礦元素的運(yùn)移、富集和交代。但是并非所有的接觸帶都能成礦，一般凹凸不平的接觸面或捕虜體有利于礦體的形成，反之較平整的接觸面則對(duì)成礦不利。例如在ZK804孔上部黃土層之下即為厚43m的中奧陶統(tǒng)馬家溝組三段泥質(zhì)角礫狀灰?guī)r，其與二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖形成的接觸蝕變帶厚達(dá)20余米卻未見(jiàn)礦化。而老官莊礦體經(jīng)三個(gè)鉆孔驗(yàn)證礦體完全賦存于侵入體中，尤其是ZK801孔頂、底板均未見(jiàn)圍巖，證明其捕虜體成礦的特征。
圍巖控礦。碳酸鹽類巖石也是形成矽卡巖型礦床必不可少的條件之一。根據(jù)ZK803，ZK804孔地質(zhì)資料，礦體底板直接為馬家溝組二段厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，因此鐵礦體的形成應(yīng)與該套地層有關(guān)。
巖漿巖控礦。在控制矽卡巖型礦床的諸因素中，巖漿巖是決定因素。據(jù)肉眼觀察和薄片鑒定結(jié)果，區(qū)內(nèi)二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖中暗色礦物角閃石、輝石等含量一般在10%～15%，局部達(dá)30%左右，給礦物間離子交換提供了充足的物質(zhì)來(lái)源。另外在ZK802孔（未見(jiàn)礦）巖石中常見(jiàn)有磁鐵礦團(tuán)塊或條帶，據(jù)此分析礦體中的鐵元素除熱交代作用成因外，其余部分有可能直接由二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖提供，以往很多老一代地質(zhì)工作者也認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)。
4地質(zhì)找礦認(rèn)識(shí)
眾所周知，矽卡巖類鐵礦床由于其成礦的特殊性，礦體形態(tài)及分布規(guī)律變化較大。
雖然目前探礦手段較以往有很大提高，但在黃土覆蓋區(qū)查找埋藏較深的隱伏礦床困難仍然很大。就塔兒山—二峰山一帶而言，已發(fā)現(xiàn)的磁鐵礦體形態(tài)、分布、規(guī)模復(fù)雜，磁異常性質(zhì)不盡相同，目前已知的有礦致異常、巖體異常、疊加異常等。因此，詳細(xì)分析已發(fā)現(xiàn)礦床的地質(zhì)和物探資料，對(duì)今后尋找同類型礦床具有很好的指導(dǎo)意義。
1）物探手段仍然是尋找磁鐵礦床的最有效的方法，但必須全面分析各種物探信息，尤其是未見(jiàn)礦孔的資料。本次工作中ZK802孔雖未見(jiàn)礦，但其巖心整體磁性高，暗色礦物含量較多，蝕變強(qiáng)烈。而三個(gè)見(jiàn)礦孔火成巖磁性低甚至無(wú)磁性，巖石褪色呈灰白色。
這種情況表明遠(yuǎn)離礦體的母巖其鐵質(zhì)仍保持原量，相對(duì)磁性較強(qiáng)，而礦體附近的母巖由于交代作用致使鐵質(zhì)大量析出磁性變?nèi)趸驘o(wú)磁性，掌握這一規(guī)律將對(duì)今后尋找同類型礦床具有較大指導(dǎo)意義。另外認(rèn)真分析鉆孔磁測(cè)曲線也能給下一步工作提供最直接的依據(jù)。
2）本礦區(qū)及周邊礦區(qū)中經(jīng)常在各種圍巖中見(jiàn)有磁鐵礦團(tuán)塊或角礫，其與圍巖界限分明，圍巖無(wú)蝕變現(xiàn)象，明顯為后期的產(chǎn)物，規(guī)模較大時(shí)即形成所謂的“干礦”。這種情況可能是由于矽卡巖型鐵礦形成時(shí)溫度較高，礦體最初處于熔融狀態(tài)，若遇有利空間如構(gòu)造薄弱帶或溶洞等則定位成礦。顯然這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在較大的礦體附近，是地質(zhì)找礦時(shí)不可忽視的線索。
3）正確判斷磁異常性質(zhì)很有助于區(qū)域上尋找成礦靶區(qū)。老官莊異常經(jīng)物探和地質(zhì)工作證實(shí)其為一疊加異常，礦體主要賦存于異常邊部的高梯度帶上，其相鄰異常如楊家莊、下院北、下院東等異常均在梯度帶上見(jiàn)礦，但其西部的萬(wàn)戶異常尚未見(jiàn)礦。該異常形態(tài)與老官莊異常極為相似，東部ΔZ等值線平緩，西部梯度明顯，以往驗(yàn)證鉆孔多布置在異常中心，地質(zhì)資料證實(shí)深部有二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和馬家溝組碳酸鹽巖接觸帶，因此其西部梯度帶范圍深部很有可能存在磁鐵礦體，可作為今后找礦工作的重點(diǎn)。
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