Question

变质矿床成矿模型与地球物理特征

Answer 1

通过变质作用产生的矿床包括世界上的大型铁矿床、大型锰矿床、钛矿床。在非金属矿产中，变质成因的矿床有石墨、蓝晶石、矽线石、金云母、刚玉，压电石英、大理石、石英岩等许多矿床。

图1-5-9 冀东某地的Δg和Z_a平面图

实线—Δg等值线（以10g.u.为单位）；

虚线—Z_a等值线（以nT为单位）

图1-5-10 冀东某地Z _a向下延拓400m的平面图

（以nT为单位）

在大多数情况下，铁矿床的分布受褶皱构造的控制，并有明显较高的磁场和重力场。例如，含铁石英岩的磁化率由3×10^－3SI（κ）到8×10^－2SI（κ），密度由3.1g·cm^－3到3.8g·cm^－3，而围岩实际上无磁性，其密度也低得多（2.7g·cm^－3～2.9g·cm^－3）。

实例：冀东某沉积变质铁矿。图1-5-9为冀东某地前震旦纪沉积变质铁矿区南部的重磁异常平面图。1973年第一个钻孔（ZK1）证实，该异常是由沉积变质铁矿所引起的，并发现了次生风化淋滤型富铁矿的迹象。此后，对物探工作提出的地质任务是：对异常作出远景评价；进一步提供矿体的空间分布情况，以指导钻探工作；希望找到次生淋滤富铁矿，并指出富矿的有利部位。

本区的原生磁铁矿（黑矿）和次生赤铁矿（红矿）的密度都在3.2g·cm^－3以上，围岩（混合花岗岩等）的密度均在2.7g·cm^－3以下；黑矿磁性很强，红矿和围岩都为弱磁性或无磁性的。

由图1-5-9可见，存在东西两个磁异常，分别称为Ⅰ、Ⅱ号磁异常，Ⅰ、Ⅱ号异常的等值线都是近南北向的，二磁异常间的等值线发生局部畸变，称为Ⅲ号磁异常，三个磁异常相互叠加使它们各自面目不清。在磁异常的范围内，仅有一个重力异常，在重力高的东南部等值线有向外突的趋势，区域场自东南向北西逐渐增高。为区分叠加异常，对磁异常向下延拓了400m，其结果如图1-5-10所示。对重力异常，用圆周法进行了区域场和局部场的划分，并用艾勒金斯公式计算了重力异常的垂直二阶导数g_zz，见图1-5-11。

图1-5-11 冀东某地的局部重力异常和g _zz平面图

实线—局部重力异常等值线（圆周平均法，半径R＝800m，以g.u.为单位）；点线—g_zz等值线（艾尔金斯公式，半径r＝300m，以0.1pMKS为单位）

由图1-5-10可见，Ⅰ、Ⅱ号磁异常已明显分离且形态清晰；Ⅲ号磁异常明显存在且异常值大于2000nT。由图1-5-11可知，存在三个局部重力异常且与三个磁异常的形态、位置大体一致。Ⅲ号磁异常值较Ⅰ、Ⅱ号的小，而Ⅲ号重力异常值较Ⅰ、Ⅱ号的大。推断三个异常可能由三个矿体引起的，其中Ⅲ号异常可能由强磁异常、高密度的黑矿和高密度弱磁性的红矿共同引起的。