河南遂平石寨铺铁矿区地球物理特征及找矿远景.pdfVIP

资源调查与环境 RES OURCES S URVEY & ENVlR0NM ENT 第 3 2卷第 2期 V01 3 2 No 2 文章编号 ： 1 6 7 1 4 8 1 4 ( 2 0 1 1 ) 0 2 1 2 9 0 8 河南遂平石寨铺铁矿区地球物理 特征及找矿远 景 李 万忠 ，王凤奎。 ( 1河南省 地质 调查 院 ， 河南 郑州 4 5 0 0 0 1 ) ( 2河南省地矿局第二地质 队， 河南 郑州 4 5 0 0 0 0 1 ) ( 3内蒙古 自治 区第八地质矿产勘查开发院， 内蒙古 乌海市 0 1 6 0 0 0 ) 摘 要： 遂平石寨铺铁矿区位于河南省隧平县境 内， 属于沉 积变质型铁矿 ， 含铁层位是 太古界 太华岩群。 依据地球物理特征及 物探 高精度磁 法工作结果 ， 与舞阳铁矿成 矿条件对比 ， 预测西北 部找矿远景较好 。 关键词 ： 找矿远景 ；地球 物理特征 ； 铁矿 ； 河南 中图分 类号 ： P 6 3 1 2 文献标识码 ： A 遂平石寨铺铁矿勘查 区位于河南省隧平县， 在上世纪 8 O年代做过 1： 2万地磁测量和 1： 2 0 万 区域重力 调查 工作 ， 其 西部延 到河 南 省舞钢市 。 舞 阳铁矿铁 矿石 资源 量 5 4亿 t ，是 全 国十大 铁矿 区之一 。矿 床形 成于 太古 代 ( Ar ) ， 属 于沉积 变质 型铁矿 。 1 地质概况 遂平石寨铺铁矿 区位于中朝准地台南缘华熊台缘拗陷的渑池一 确 山褶断束内，其南侧 紧邻秦岭E W 断褶带东段北侧。 矿区地处鲁山背孜一 西平出山NW 向复背斜构造东段核部及 洛南 一 鲁 山一 息县一 固始 巨型走 向深 大 断裂逆 断层 构造带 及 附近 1 。 1 1 地 层 勘查 区地层 属 于华北 地层 区豫 西分 区渑 池一 确 山小 区 ， 具 典 型的双 层结 构 。基 底 岩系 为 太 古宇太 华岩 群含 铁岩 系 。 盖 层岩 系 为 中上元 古 界汝 阳群 、 洛峪群 、 震旦 系 、 寒 武系 、 奥 陶系 、 石炭系、 二叠系及侏罗 系、 白垩系、 古 近系、 新近 系 2 。太古界太华 岩群 ( Ar t h )赵案庄组 ( Ar z )地层和铁山庙组( Ar t )下部的岩性从下至上分别为： 铁铝榴石角 闪片麻岩 、 更长角闪 片麻 岩 、 蛇 纹磁 铁矿 ( A 矿 组 )、 含 石英 角 闪更 长 片麻岩 、 磷 灰蛇纹 磁 铁矿 ( B 矿组 )、 角 闪更 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 0 2 6 基金项 目： 地质大调查大调查项 目 资 2 0 1 0 矿评 O 1 1 2 1 5 资助。 第一作者简介 ： 李万忠( 1 9 6 9 ) ， 男 ， 工程师 ， 本科 ； 长期从事矿产地 质评价工作 。 l3 O 资源调查与环境 2 0 1 1 年 长 片麻岩 、 均质条带 状混合 岩 、 辉石 岩 、 角 闪片麻 岩 、 大理 岩 、 石 英磁 铁矿 ( C 矿 组)、 混合 岩 。 中元 古界早 期 1 0 0 O 2 2 1 8 m 厚 的熊耳 群火 山岩 ， 自下 而上 为许 山组 ( P t 1 2 x ) 安 山玢岩 、 火 山碎 屑岩 ；鸡蛋 坪组 ( P t )暗紫 红色英 安 岩 、 英安 流 纹岩 夹灰 绿 色杏 仁状 安 山玢 岩 ； 马 家 河组( P t 1 2 m) 各类玢岩。 中元古界汝阳群 ( P t r y ) 地层为： 兵马沟组( P t 2 2 6 )石英砂岩、 砂质泥 岩；云梦山组( P t 2 2 ) 砂岩、 玢岩；白草坪组( P t z Z b c)石英砂岩、 杂色砂质泥岩、 页岩； 北大尖 组( P t z 2 b d ) 石英砂岩、 页岩、 钙质砂岩、 白云质砂岩、 砂质灰岩。洛峪群可分为崔庄组( P t 。 )、 三 教堂组 ( P t 。 )及 洛峪 口组 ( P t 。 z ) 。其 岩性分别 为 ： 砂岩 、 灰岩 、 页岩 、 白云岩类 。 震 旦系 ( Z ) 为一套砂岩、 页岩及冰碛砾岩层。寒武系为一套浅海 、 滨海相 的砂岩、 页岩、 白云岩、 豹皮状、 石灰岩、 鲕粒灰岩组合。 1 2 岩浆岩 根据舞阳铁矿勘探资料， 区内有太古代基性岩一 超基性岩、 燕山期 闪长岩、 花岗岩及正长 岩类侵入， 中元古代和古近纪安山岩喷出。但侵入体规模一般不大， 仅有数平方米至数十平 方米 。 1 3 构 造 工作区位于华北陆块南部， 基本构造格架表现为北西向片麻岩穹窿和北西与北东一 北北 东向断裂交织的断块( 中新生代盆岭构造) 。 区内褶皱不发育， 断裂以大致平行地层走向的北 西向断裂和北东向斜切断裂为主 ， 次为北北东向断裂。 北西向片麻岩穹窿在空间上控制着区内太古宙沉积变质铁矿床的分布， 地层产状一般 外倾 ， 倾角2 O 。 6 o 。 。 北西向断裂规模一般较大， 长数百米至数百千米 ， 断层性质多为逆断层 或 正断层 。 北东一 北 北东 向断 裂规模 相对较小 ， 长数百 米至几 十千米 ， 断层性 质 多为平移 断层 或 正断层 。 2 勘查区地球物理特征 2 1 磁 性特征 区内太古宇、 侏罗系、 白垩系地层具有中一 弱磁性 ， 是引起区域磁异常的主要因素 ， 古生 界 、 新生 界无磁 性或磁性微 弱 ( 表 1 ) 。 表 1 河南省中东部地层磁性表 Tab le 1 M a g ne t ic pr o pe r t ie s of s t r at a in m id- e a st e r n H e n a n pr o v ince 第 3 2卷第 2 期 李万 忠， 等 ： 河南遂平石寨铺铁矿 区地球物理特征及找矿远景 1 3 1 岩浆岩的磁性从酸性至超基性逐渐递增 ， 碱性岩无磁性 。酸性岩为弱磁性， 当受到蚀变 矿化作 用 ， 铁 磁性 矿物成 分增 多 时 ， 具有 中等至较 强磁性 。 中性岩 磁性 变化较 大 ， 从无 磁性 至 较 强磁 性 。 基性 岩 、 超 基性 岩 、 火 山岩多数具 有 中等 以上 的磁性 。 变质 岩的磁 性变化 较大 ， 从 无 磁性 至较 强磁性 。 而 沉积 岩 的磁性微 弱 。 磁 铁矿 磁性 最高 ， 是 引起局 部磁异 常 的主要 因素 。 上述 磁性特 征为磁 异 常的综 合推 断解 释 ， 寻找磁 铁矿提 供 了依据 。 2 2密度特 征 由表 2可知 ， 本 区地层密度具有从新至老逐渐增大的特征 ， 主要存在三个密度差异较大 的密度层和两个密度界面。它们依次为新一 古近系密度层 ， 其密度为2 2 S 1 0 。 k g m。 。中生 界一 上古生界密度层 ， 其平均密度为2 4 3 1 0 。 k g m。 。下古生界 、 太古界密度层 ， 其平均密度 为 2 6 6 1 0 。 k g m。 。它们 之 间的密 度差分 别 是 0 1 8 xlO k g m 、 0 2 2 1 0 。 k g m。 。铁 矿 的 密度值较高 ， 相对于其 围岩具有 0 3 0 1 0 。 k g m。 以上的密度差异。密度差异是重力测量方 法推测铁矿空间分布的地球物理前提。 2 3电性 特征 由表2可知， 工作区地层电阻率具有从新至老逐渐增大的特征 。 寒武一 奥陶系为高阻层 ， 其值可达数千欧姆 米 。新生界电阻率较低 。岩矿石电阻率 以灰岩、 白云岩最高， 其值可达 数万 欧姆 米 ， 其次 为砂 岩 ， 而铁 电阻率 较低 ， 只有 数百 欧姆 米 ， 与其 围岩有 较大 的电阻率 差 异 。 铁矿石极化率极高 ， 一般为n n ， 其它地层及围岩极化率较低， 一般小于2 9 ， 6 ， 而电阻 率较低一般为n n 。 n r r l。 表 2 河南省地层、 岩矿物性统计表 Ta b le 2 St a t is t ics o f phy s ica l pr o pe r t ie s of s t r a t a，r ock s a nd mine r a ls of He na n p r ov ince 资源调查与环境 3 勘查 区地球物理异常及解释 3 1 磁异 常特征 区域磁场位于豫中开阔平静负磁场区的汝阳一 舞 阳一 淮滨北西西 向带状负磁场中。区内 磁场强度一般在 1 0 0 2 0 0 n T， 最高可达 8 0 0 n T， 单异常范围 1 2 O 0 k m 。异常走向多为北 西向， 它们分别伴生有同方向的强度 、 范围大小不等的负异常， 最低值达一6 0 0 n T。西部磁 场走向为北西西走向， 东部呈近东西走向， 中部被数条北东向异常梯级带或扭曲带错断或扭 曲 。 勘查区航磁异常( 图1 ) 可分成两个部分。东部异常区呈东西走 向， 在阳丰和焦屯存在两 个异常中心， 均呈东西向的椭圆状展布 ， 异常强度一3 O O 1 3 0 0 n T。西部异常总体呈南北向 展布， 但其 内的8个小局部异常大部分呈北东走 向， 这些小局部异常面积 0 2 2 k m。 ， 异常 强 度 一1 0 0 0 1 4 0 0 n T。 64 56 68 70 197 72 2 、 、 Z 、 、 ， J ， ， 。 7 3 6 康庄 2 一 一 ， 一 一 ， ， ， 一一 ， t 、 、 、 一 J 80 摹 曝 j 80 ， 一 ， 广 、 f 、 、 ， ： 玉 山 正 厂 1 1 t 、 I 1 = 二 ， | 78 ： C ： l l 76 ( 74 L 、 、 、 一 一 ( 7 8 一 = 一 一 、 76 I H 3 三 一 三 1董 72 ( 蒌 、 星 兰 一J 、 、 囔 7 0 一 36 7 0 、 、 l 68 、 7 0 1 自 7 7 2 6 8 、 一 I 、 、 l 6 B8 62 B6 1 97 58 60 ， 囡z 囚， 囚 回s 图 1 遂平石寨铺区地磁 Z a 异常图 Fig 1 Te r r e s t r ia l Z a a n o ma ly p la n o f S h iz h a ip u a r e a，S u ip in g co u n t y 1 一 地磁 异常等值线 ； 2 - 已完成 1 ： 1 万高精度磁法测量主干剖面线及编号 ； 3 一 已完成1 ： 1万高精度磁法测量 辅助剖面线及编号 ； 4 一 野外踏勘路线及编号 ； 5 一 工作区范围 第 3 2卷第 2期 李万 忠， 等 ： 河南遂平石寨铺铁矿 区地球物理特征及找矿远景 1 3 3 对 比舞 阳铁矿 矿床研究和钻探验证成果 ， 勘查 区范 围较大( 5 0 - - - 2 0 0 k mz ) 、 场值较高 ( 2 0 0 8 0 0 n T) 的近 等轴 状异 常显 示 太古 字太 华 岩群含 铁变 质岩 系地 层或 中生界 盆 地 的侏 罗系 、 白垩 系地层 分布 。而范 围较 大 、 场 值较 高椭 圆状 、 条 带状 异常 ， 多 显示 埋深 较 浅 、 规 模 较 大或埋 深较 大 的磁铁 矿或太 古宇 太华 岩群 含铁 变质 岩系分 布 。低 缓磁异 常 和弱小 异 常显 示埋深较大的或规模较小的太古宇太华岩群含铁变质岩系和含磁铁矿岩体 。 3 2 重 力异 常特征 勘查区位于豫中南开阔平静高值重力场区的汝阳一舞阳一淮滨北西向带状高值重力场 区。重力 场 由数条 高低异 常带 和梯级 带 组成 ， 与 区域磁场 走 向一致 ， 被数条 北东 向异 常梯级 带 或扭 曲带错 断或扭 曲 3 。 重力 场强度 一 般在 一4 O 1 O 一1 0 1 0 ms _ 。 ， 局部异 常沿 北 西向形成两高夹一低的特征。低值带位于隧平一 马乡一 包信一带， 驻 马店一 正 阳梯级带以南为 驻马店一 正阳高值异常带 ， 反映了华北陆块南缘埋深较浅的古生界以老沉积地层 隆起特征。 由数条重力高低异常带和梯级带显示三门峡一 鲁山一 固始断裂带特征和其控制的地层相对升 降的构造特征 。 南部驻马店一 正阳高值异常带主要反映了下古生界隆起的特征。北东向异常 梯级带或扭曲带均为北东向次级断裂构造的反映。 区域重力异常， 主要反映了北部太古代隆 起带南部斜坡带。 该斜坡带主要 由近东西 向的断裂带组成 ， 并叠加有不同时期的北西向和北 东向断裂带， 是一个复杂的构造地区， 北东 向断裂构造与成矿关系密切。 3 3高精度磁测剖面特征及解释 2 0 0 8年在 1： 2万 磁异 常 的基 础 上 ， 布 置了了 2 O条 1 ： 1万高精度磁法测量， 点距 2 0 m， 总测 量 长度 9 1 8 k m， 主要 控 制 了 1：2万高 精 度磁 测 异 常 的西 南 部 4 。剖面测量结果在区域上与 1： 2万 高精度磁测发现 的异 常形态、 位 置基本 一 致， 进一步证 明了下部磁性体 的存在， 其 中 Z 0 7线 和C 2 8线 最具代 表性 ， 叙述 如 下 ： 3 3 1 Z0 7线 该 线 位 于 本 区 的 中部 贯 穿 南 北 ， 取 其下半部进行反演计算 ， 通过分析和反 演计 算该 异 常是 由一 斜磁 化 二 度无 限延 深 板状 体上顶 埋 深 为 7 5 9 6 m， 水 平 宽度 为 6 5 2 8 m， 磁 化 强 度 为 一5 6 9 3 3 A m 所 引起 ( 图 2、 图 3 ) 。 3 1 2 Z2 8线 f 。 、 、 _ 0 5 l0 l5 2 O 图 2 ZO 7线 磁测 剖 面 ( 五 点 圆 滑 ) 图 Fig 2 M a gn e t ic s ur v e y pr o f ile o f line Z0 7 该线 位 于本 区的东部 贯穿 南北 ， 取其 下半 部进 行反演 计算 ， 通过 分析 和反演计 算该 异 常 是 由一斜 磁化 二度 无限延 深板 状体 上顶埋 深 为5 0 8 4 12 1 ， 水平 宽度为 1 0 5 4 2 m， 磁化 强度 为 4 3 5 8 4 A m 所 引起 ( 图 4 、 图 5 ) 。 反演结果显示， 磁性体的顶部埋深在 5 O O 7 5 0 r n左右 ， 在磁性体顶部可能为一层厚度 1 3 4 资源调查与环境 2 0 1 1 年 斜磁化二度无限延深板状体上顶埋深为7 5 9 6 m， 水平宽度为6 5 2 8 m，磁化强度为一 5 6 9 3 3 A m 1 0 0 0O 0 r ： 1 60om 一 一 I 4 0 0 OO 2 0 0 0 0 、 o OO 1南 = = = 一 一2 0 0 o o L f 一 1 c 一 ， 、 ， 一 一 0 y V 1 0 o 1 ， 、 、 门 0 J 图 3 Z 0 7 线剖面反演结果 图 Fig 3 I nv e r s io n ma p of p r o f ile o f lin e Z07 较薄 、 磁化强 度 中等 的磁铁矿 体 。在矿体 6 0 0 的下部 为一个体积较大， 向下延 深较大 的岩体 。 结合成矿地质条件 的初步分析 ， 该 区位 于下古生界 断隆上 ， 推测北侧断 5 0 0 裂带附近有太古界分布。上述磁异常是 岩体和太古界含磁性地层的表现， 局部 高磁 异 常可 能是 磁铁 矿 的反 映 。西北 部 大的正磁异常与负磁异常交接部位 的弱 的 正磁 异 常符 合 矽 卡 岩 型铁 矿 的规 律 ， Oo 是 该 区寻找矽 卡岩型铁 矿的有利 地 区。 4 找矿远景 2 0 0 ( 1 )勘查 区铁 矿 化体 的电 阻率 与 正 常 围岩 的 电阻率 存 在一 定 的差异 。本 区 铁 矿化 体的 正常 围岩 是太 华岩 群 片麻 岩 。 0 0 5 0 lo o 1 5 0 2 0 0 系列 ， 其 电 阻率 一 般 为 1 5 0 0 0 Q m 左 图4 Z 2 8 线磁测剖面( 五点圆滑) 图 右 ， 铁 矿化 体 的 电阻率 一般 为 5 5 0 0 Q F i g 4 Ma g n e t i c s u r v e y p r o f il e o f l i n e Z 2 8 m左右， 电阻率存在有明显的差异 ， 为电法勘查提供了条件。 ( 2 )综合物探找矿效果明显。磁场范围较大、 场值较高椭圆状 、 条带状异常 ， 多显示埋 深 较浅 、 规 模较 大或埋深较 大 的磁铁矿或 太古 字太华岩群 含铁 变质岩 系 。 低缓 磁异 常和弱小 异常多显示埋深较大的或规模较小的太古宇太华岩群含铁变质岩系和含磁铁矿岩体。 ( 3 )高磁 测量解 释 为薄板状 体 者对应 单层 矿 ，多层迭 加 板状 体者 对应 多层 矿 ；模 型体 肿 加 肿 伽 m 肿 ： 0 吨 第 3 2 卷第 2期 李万忠 ， 等 ： 河南 遂平 石寨铺铁矿区地球 物理特征及找矿远 景 1 3 5 斜磁化二度无限延深板状体上顶埋深为5 0 8 4 m， 水平宽度1 0 5 4 2 m ， 磁化强度为4 3 5 8 4 A m 6 0 0 O oo 0 - 6 o o 一一一一 - 一 士 V 一V 、 图 5 Z 2 8 线 剖面反演 结果 图 Fig 5 I nv e r s io n ma p of p r o f ile o f line Z2 8 与主矿体在位置、 层数、 规模、 产状存在较好 的对应关系 。 ( 4 )通过地球物理特征与舞阳铁矿对比， 在绿岩带沉积建造的基础上， 舞阳地 区铁矿床 的地( 航) 磁异常形态具有两高夹一低 的特征， 显示遂平石寨铺西北部有较好的找矿远景。 5 结 语 遂平石寨铺铁矿是隐伏铁矿床 ， 在收集前人的工作资料基础上 ， 开展中大 比例尺的物探 工作 ， 归纳与推演矿化体埋深及位置 ， 并 与舞阳铁矿床进行对 比， 推测西北部具有寻找隐伏 磁 铁矿 的找 矿远景 。 参 考 文 献 1 3 河南省区域地质调查队 河南省区域地质志 M 。 北京 ： 地质 出版社 ，1 9 8 6 ： 6 6 3 6 6 6 。 2 王贵成 ， 曹平 ， 张钦 礼 舞 阳铁矿地质构造的历史动力学研究 J 矿业工程 ， 2 0 0 6( 4 ) ：1 2 1 4 3 董英君应用重磁方法勘查铁矿 的效果 J 矿床地质 ， 2 0 0 6 ， 2 5 ( 3 ) ：1 2 3 6 2 3 4 河 南省地质 调查 院 中国地 质调查 局的地质 大调查项 目一 河南省舞 阳一 新 蔡地 区铁矿勘 查报告 R 2 00 8 5 王贵成 ， 曹平 ， 张钦礼河南 省舞阳铁 矿 田太古代古 地史及铁矿的形成过程研 究 J 湖南有 色金 属， 2 0 0 6( 3 ) ： 5 - 8 6 牛文革 ， 李耀辉 ， 田恪 强 河 南省舞 阳冷 岗铁 矿床地质 特征 及控矿 因素 I- J 矿产 与地质 ，2 0 0 3 ，1 7 ( 5 ) ：6 1 3 6 1 5 7 徐开礼， 朱志澄 构造地质学 M 北京： 地质出版社， 1 9 9 7 ： 1 3 0 - 1 4 4 8 高飞 ， 丁守 良， 靳拥护 ， 等 河南省 禹州泉店铁矿床地质特 征及找矿远景 I- j 矿产与地 质，2 0 0 9 ， 2 3 1 3 6 资源调查与环境 2 0 1 1 年 ( 3 )： 2 4 7 2 5 2 Ge o ph y s ica l cha r a ct e r is t ics a nd o r e - h u nt in g pr o s pe ct o f S h iz h a ipu ir o n min e r a liz a t io n a r e a in S u ipin g co u n t y，He n a n p r o v in ce L I Wa n z h o n g WANG F e n g k u i。 ( 1 H e n a n I n s t it u t e o f g e o lo g i ca l s u r v e y ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 ， C h i n a ) ( 2 N o 2 G e o lo g ica l T e a m； He n a n B u r e a u o f G e o l o g y a n d Mi n e r a l R e s o u r ce s ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 ， C h in a ) ( 3 No 8 G e o l o g i ca l P a r