河北省迁安市低缓磁异常区铁矿资源远景评价

　　    冀东地区为我国较为典型的鞍山式沉积变质BIF型铁矿床赋存地，唐山迁安市境内铁矿山无论从数量及规模上均处于国内前列。迁安市丰富的铁矿资源为我国经济发展提供基础矿产资源的同时，也为我国的矿产资源安全贡献了力量。迁安境内传统的铁矿资源勘查及开发工作基本位于“西矿带”—迁安隆起西部的铁矿带，主体范围南起始于杏山矿区，途径菜园镇、前裴庄、后裴庄、马兰庄镇，北至水厂矿区，南北延伸近30km，东西跨越2～5km。自20世纪60、70年代地质找矿会战开始，至21世纪初“全国危机矿山接替资源找矿项目”的实施，迁安地区铁矿资源勘查工作从广度和深度上达到了一个新高点。截止目前，主要勘查工作均未跳出西矿带，而根据航磁异常分析，西矿带周边及中、东部大面积的山前冲洪积平原覆盖区存在大量的“低缓磁异常特征区”。而这些低缓磁异常是否为矿致异常，其资源前景如何尚未有人进行系统阐述。因此，在分析整理前期资料的基础上进行了探索，以期对后续的资源勘查工作有所裨益。

　　    1、区域地质

　　    1.1地层

　　冀东地区出露地层以太古界、元古界分布最广，其次为中生界侏罗系。变质含铁建造岩系分布于太古界和下元古界中，中元古界长城系地层不整合于太古界之上。太古代地层划为迁西群和滦县群。迁西群在迁安地区主要分布在迁安隆起的西北部及西部，水厂、羊崖山、大石河、杏山一带，出露三个组，即上川组、三屯营组和马兰峪组。三屯营组为迁安铁矿区主要赋矿岩性层，根据首钢地质勘查院多年来所积累的勘查资料及研究成果，把迁安铁矿区内变质岩系地层归属为迁西群三屯营组二段（Ars），具体又划分为四个岩性段。

　　1.2构造

　　冀东地区的大地构造位置在华北地台北缘燕山沉降带中部，马兰峪—山海关复背斜及兴隆复向斜、蓟县复向斜的部分地区。马兰峪—山海关复背斜又分为马兰峪背斜、青龙背斜、双山子穹窿、迁安隆起等[2]。目前，迁安已发现的铁矿主要分布于迁安隆起西部初期核缘部位。迁安隆起平面呈卵形，面积大约为1000km2，初期核缘环的边缘东西两侧分布着由迁西群含铁变质岩系所组成的弧形褶皱带。

　　    1.3岩浆岩

　　区域岩浆岩主要是燕山期细粒至粗粒花岗岩、黑云母正长岩及闪长岩等，出露范围主要在青龙及迁西北部。迁安矿区的岩浆岩可分为两类，一类是正长岩，分布在迁安矿区西部脑峪门、水厂及滦河以东附近地区；另一类是英云闪长岩—花岗闪长岩，分布在迁安地区中东部蟒山一带，即迁安隆起的核心部位。岩浆岩规模不大，对铁矿影响较小。其次有基性岩脉零星分布，沿边缘褶皱带顺层穿入，呈脉状产出，对矿体有一定的破坏作用。

　　    1.4矿带

　　迁安隆起西部边缘褶皱带为迁安铁矿区“西矿带”赋存的构造位置，根据一系列断裂构造将“西矿带”进一步划分如下：西矿带南部至曹庄断裂，北部至黄金寨断裂；横山断裂将西矿带分为南北两个区；北区矿体被柳河峪断裂分为东西部两个矿带，东部矿带为西峡口—宫店子—二马矿带，西部矿带为孟家沟—北屯—王家湾子矿带和水厂—磨石庵矿带；南区矿带为大石河—松汀—达家湾子矿带和护国寺—脑峪门—赵店子矿带。一般而言，迁安地区铁矿勘查及开发集中分布在上述铁矿带范围。

　　迁安隆起边缘褶皱带与迁安隆起中心混合花岗岩区之间为初期核心区（迁安中、东部山前冲洪积平原覆盖区），此构造部位存在一系列孤立的规模不一的顶部凹陷区，凹陷区内含铁岩系呈顶垂体/残留体的形式分布，并被第四系覆盖，其在航磁异常图上均显示出低缓磁异常；此外西矿带外围也存在大量的低缓磁异常特征区；上述特征区域共同构成迁安铁矿区的“低缓磁异常区”。

　　由于受到迁安隆起的影响，太古宙含铁片麻岩系底面大致以迁安城附近为中心最浅，向四周逐渐降深。反映在边缘褶皱带中向斜底部的深度上，东西两边外侧部位较深，可＞1km，而邻近中心的内侧部位则较浅。其中赋存的铁矿规模和资源量上，也是远离隆起中心的矿床要大于接近隆起中心的矿床。如：水厂矿床大于宫店子矿床；杏山矿床大于塔山矿床；彭店子矿床大于棒锤山矿床等。由此推定低缓磁异常区矿体在规模及资源量方面小于西矿带矿体。

　　    2、地球物理特征

　　    2.1磁参数特征

　　根据迁安铁矿区以往大量的物性研究工作可知，矿区铁矿石比围岩的磁性明显要高，一般在两个数量级以上，含铁片麻岩的磁性次之。含铁片麻岩在本区分布较广，依其分布和规模可形成一定的低缓异常。岩矿石视磁化率Κ′在空间分布上呈不均匀性，表现出随深度增加而有所增大的特点。

　　矿石具有明显的磁各向异性：磁化率沿层理面的走向方向大于倾向方向；沿走向（y）和倾向（x）大于垂直层面方向（z）。磁各向异性系数λ值一般在1.3～2.0之间，最大可达4.5（λ=（Κx＋Κy）/2Κz），其大小取决于矿石的结构、构造，往往是条带状>片麻状>条纹状>致密块状[3]。

　　总地磁场强度T=0.539Oe、地磁场水平分量强度H=0.28Oe、地磁场垂直分量强度Z=0.46Oe、地磁场磁化倾角I=58°、地磁场磁化偏角D=－7°[3]。

　　    2.2航磁异常

　　航空磁测对于从区域上判别构造和磁性体的异常，并对寻找深部盲矿体起着重要作用。由此作者从河北国土资源厅收集的迁安县、建昌营及野鸡坨等三幅《冀东测区航磁△T等值线平面图》进行二次开发，并获得航磁异常数据。处理范围西起于弧形异常带的西边缘，东至迁安、青龙的县界，南起野鸡坨、北至五重安，数据处理面积为1084km2，整体涵盖了西部弧形异常带及东部较大范围的低缓异常区。

　　（1）航次异常处理过程

　　航磁ΔT异常的化极处理。将倾斜磁化的ΔT场变换成垂直磁化的ΔZ场，化极处理参数按东经118°40、北纬40°10、高程100m计算：磁倾角：58°、磁偏角：-7°；化极转换处理后ΔT异常中心位置普遍向北移动了300～600m不等，化极后的ΔT异常位置基本与地质体对应。

　　航磁异常的化极延拓处理。为了压制浅部磁性体异常而突出深部磁性体信息，在化极基础上进行了向上延拓处理。根据位场理论，随着高度的增加，磁性体引起的异常幅度按指数规律衰减，浅部磁性体异常衰减最快，而深部磁性体异常衰减较慢。为了凸显断裂构造异常特征，对航磁异常进行了向下延拓处理，将异常下延至地表。

　　在化极的基础上进行了垂向导数处理，求取异常沿垂直方向的二阶变化率。侧重于突出、放大浅层地质体引起的高频异常，压制深部地质体形成的区域异常和分离叠加异常的影响。通过垂向一阶导数处理减弱了异常之间的干扰，对于圈定磁性体边界取得了明显效果。

　　水平方向导数的处理，由于断裂构造的存在，在化极的基础上对数据进行了北西向水平导数处理。

　　（2）航磁数据的处理研究

　　迁安矿区航磁ΔZ异常平面图反映出迁安铁矿区航磁异常与断裂构造密切相关，北面黄金寨断裂为一近东西向的负值区；南面为马各庄凹陷区，隆起区与凹陷区之间为曹庄断裂，呈现大面积的低值负异常；正异常基本分布在曹庄断裂及黄金寨断裂之间。

　　迁安矿区航磁ΔZ异常平面图中高值、带状异常呈“C”字形分布于西部，这正是迁安矿区“西矿带”之所在。西矿带分布区域呈现高磁异常，一般ΔZ≥2000nT，矿区铁矿露头上能引起上万纳特的磁异常。

　　西矿带内部及外围，以及东部平原第四系覆盖区域存在诸多的低缓磁异常区，ΔZ介于400～900nT。

　　迁安隆起花岗岩中心区为负磁异常，而其它区域均为正异常区，且随着远离中心区域距离增加，正磁异常数据特征愈加明显。

　　    3、钻探验证

　　磨石庵航低缓磁异常处于水厂异常的南部，被刘官营断裂断开；异常编号为冀C-2010-1212，异常极值为400nT、走向北东，以250nT异常圈为准，长约2300m、平均宽800m；上延300m以后，异常极值衰减至325nT，异常急剧向北东向收缩，南西向异常基本消失，显示深部矿体主要存在于冀C-2010-1212，显示该异常深部矿体规模较小，异常控制面积变化较大。

　　1976年冶金部地质局在冀东会战时施工的19-19’号勘探线ZK1901孔在300m深处见到近40m厚（工程控制厚度）的磁铁矿矿体,对低缓磁异常为矿致异常的可能性进行了钻探验证。据此，作者将磨石庵冀C-2010-1212航磁异常上延300m后进行分析，反演其深部磁铁矿体，并估算其远景资源量：

　　由于南西向异常较弱，上延300m后，收缩较大，由此异常走向长度仅考虑北东侧异常，这种情况下推测铁矿体走向延伸600m、倾向延伸200m、平均厚度30m、体重值为3.25g/cm3，通过估算，预测磨石庵异常磁铁矿石远景资源量为1170万吨。

　　    4、资源远景评价

　　基于上述的钻探验证结果，作者将迁安矿区航磁异常数据上延300m，以排除浅部小磁铁矿体及含铁片麻岩的影响，并对延拓后的航磁异常分析。选择异常变化不大、梯度明显、形态较规则或与其它异常有所融合，控制面积有所加大的异常进行反演，并将反演结果为磁铁矿体的磁性体进行资源远景的评价。

　　根据实际情况共计选择10个磁异常：木厂口、松汀、高引铺、磨石庵、吴官营、孟庄、小张庄、新立庄、西里铺、平林镇。其磁异常特征基本为低缓磁异常，异常△Z极大值主体范围为400～900nT；其形态以椭圆形的二度异常为主，长度一般＜3000m、宽度一般＜1500m。

　　经过反演分析，木厂口、松汀、高引铺、磨石庵、吴官营、孟庄、小张庄、新立庄、西里铺低缓磁异常为矿致异常，而平林镇低缓磁异常极有可能是含铁片麻岩所引起。矿致低缓磁异常反演矿体呈现如下特征：规模小，走向延伸＜1500m，倾向延伸＜300m，矿体厚度范围为15～30m；矿体埋藏较浅，矿头埋深主体为100～250m。通过估算，上述9个低缓磁异常区深部铁矿石远景资源量约1.78亿吨（矿石体重取值3.25g/cm3）。

　　   5、总结

　　迁安隆起西部边缘褶皱带为传统的铁矿勘查及开采区—西矿带；而在西矿带周边及迁安中、东部平原第四系覆盖区分布有规模不等、强度不高、连续性不好的零散低缓磁异常，构成迁安矿区的“低缓磁异常区”。

　　西矿带因受盖层保护，剥蚀程度低，铁矿体保存较完好，航磁异常数据呈现高值正异常≥2000nT，局部铁矿体裸露部位磁异常数据达上万纳特；中、东部受迁安隆起影响较大，地形隆起后原来的含铁片麻岩系及铁矿体被剥蚀掉，或在局部形成的顶部凹陷区残留，后被第四系冲洪积层覆盖，形成低缓的航磁异常区，数值约400～900nT。

　　根据钻探验证，迁安低缓磁异常多为矿致异常，可作为进一步找矿勘查工作的潜力区。迁安地区铁矿石的磁性比围岩高两个数量级以上，含铁片麻岩的磁性次之，含铁片麻岩在分布较广、厚度大时也能引起200～400nT的低缓异常。勘查工作中为了排除浅部大面积含铁片麻岩系导致的磁异常影响，在航磁数据处理时可进行延拓处理，上延300～500m不等。

　　根据反演分析，低缓磁异常区深部磁铁矿体规模较小，走向延伸＜1500m，倾向延伸＜300m，矿体厚度范围为15～30m；与发育于迁安隆起边缘褶皱带的西矿带相比，中、东部低缓磁异常区发育于迁安隆起的初期核心区，含铁片麻岩系呈残留体或者顶垂体状孤立分布，厚度小，深部找矿潜力小，矿体埋藏较浅，矿头埋深主体为100～250m。

　　9个低缓磁异常区的远景资源量估算结果为1.78亿吨左右，单个磁异常区远景资源量主体为800～2000万吨，但低缓磁异常区规模小，分布较分散，且第四系覆盖较厚，存在村庄、城镇、道路、河流及人工湖泊等地物覆盖压矿的问题。目前阶段西矿带仍将是找矿突破的关键地段，而低缓磁异常区可作为迁安铁矿区进一步找矿勘查的后备工作方向。

　　                    摘自《河北地质》2022年第3期