Question

磁法勘探在固体矿产勘探中的应用

Answer 1

磁测在固体矿产勘查中的作用主要是直接找矿和间接找矿两方面。

磁测是作为寻找磁铁矿床的方法而产生，并长期发展的。随着磁测精度的提高和基本理论的发展，磁测不仅能发现磁铁矿床，而且可能解决勘探方面的问题：确定矿体的深度、产状要素、磁化强度和估算磁铁矿石的储量。在这方面我国已有多个成功实例。

在间接找矿中，主要是用磁测查找在空间上或成因上与成矿有关的地层、构造、岩浆岩、蚀变岩石、矿化带等控矿因素。此外，利用所寻找矿种与磁性矿物的共生关系找矿，也属于间接找矿。目前磁法勘探的间接找矿作用，发挥的作用还很不够。

磁测寻找磁铁矿床的效果举世公认，最为明显。在寻找其他类型铁矿，以及铜、铅、锌、镍、铬、钼、铝土矿、金刚石、石棉、硼等各种金属与非金属矿床上，虽然大都属于间接找矿，但也起到重要作用。

（一）寻找各类铁矿床

我国铁矿的主要类型有：前震旦纪变质铁矿、碳酸盐类岩石与中酸性侵入体接触带铁矿、火山岩中铁矿、基性侵入岩中铁矿等。

1.变质岩中的铁矿

此类铁矿通常称为鞍山式铁矿，其磁铁矿石的感应磁化强度达0.03A/m～0.2A/m，围岩变质岩的磁化率小，两者有明显的差异。当矿体出露地表，磁异常有明显的峰值，异常可达上万纳特。航空和地面磁测异常就成为寻找此类矿床的有效找矿标志。地磁异常多为条带状，具有明显的走向方向。

2.中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带中的铁矿

此种铁矿产于中酸性侵入体，如闪长岩、花岗闪长岩与石灰岩、泥质灰岩、钙质粉砂岩等碳酸盐岩石的接触带及其附近，在矿体附近往往可见矽卡岩。中酸性侵入体具有磁性，可观测到明显的磁异常。碳酸盐岩石不具磁性，铁矿产于接触带及其附近，在碳酸盐岩石的平静磁场与侵入体磁场的过渡带上叠加的次级磁异常就成为磁测找此类铁矿的标志。

例如图3-8-5是河北某地1∶10万航磁图，图中有一个以30nT为接触带异常背景的孤立异常。由于异常位于某铁矿区外围，有必要查明异常的地质原因。磁异常分布区出露有中奥陶统马家沟灰岩，此种灰岩在该区为成矿围岩；在航磁图上异常处于30nT背景边部，说明异常位于接触带上，处于成矿有利地段。物探人员据此，初步判定可能是矿异常。为查明该异常，又布置了1∶5000比例尺的地面磁测，圈定了一个最大值只有350 nT的低缓异常，见图3-8-6。

图3-8-5 河北某地磁铁矿上的航磁异常

图3-8-6 河北某地磁异常平面图

单位nT

对上述异常经定性分析、定量计算，并研究了磁异常的空间分布和变化特点；根据当地矿体磁性参数和定量计算出的参数做了正演计算后，进一步确定了该异常为矿异常。经钻探验证证实了异常由磁性铁矿所引起。矿体为多层密集排列，而并非球形矿体。因其埋藏较深，故可近似看作球体。

3.火山岩中的铁矿

此类铁矿在我国统称为梅山式铁矿，可以分成两类。一是玢岩侵入火山岩中，分布在火山岩断陷盆地中间，以磁铁矿石为主；另一是玢岩侵入盆地基底层中，主要分布于火山岩断陷盆地边部或隆起断块中，以假象赤铁矿矿石为主。火山岩磁性比磁铁矿通常要小。考虑到火山岩磁场的干扰，用1∶5万或1∶2.5万比例尺航磁可发现铁矿异常。江苏某铁矿产于辉长闪长玢岩和黑云母安山岩接触带内即为此类矿典型一例。

4.基性岩中的铁矿

当地槽褶皱期后或地台活化时，基性岩沿深大断裂侵入，生成钒钛磁铁矿。矿石具有强磁性，基性岩具有磁性，两者仍有差别，仍可借助不同异常特征可用磁测圈定岩体及矿床。

（二）寻找其他金属矿与非金属矿

1.铜矿和铜镍矿

利用磁测找铜矿，一般分两种情况：一是含铜磁铁矿床；另一种是铜矿床中局部含有磁铁矿或磁黄铁矿。

对于含铜磁铁矿床，铜与铁共生，利用磁测找铁间接找铜。如湖北某地在进行1∶20万比例尺航磁测量时，曾在一条测线上发现强度较大的磁异常。开始按铁矿勘探，后来在强磁异常旁侧的次级低缓磁异常找到了深部含铜磁铁矿。

矽卡岩型铜矿和超基性岩中的铜镍矿，往往局部含有磁铁矿或磁黄铁矿。这时磁测仍是找这两种矿的有效手段。由于铜矿体的范围往往超过磁性矿物范围，所以磁测不能用来圈定矿体范围。超基性岩中的铜镍矿，磁异常除作为找矿的标志外，还用来圈定超基性岩体。如甘肃某铜镍矿产于二辉橄榄岩、辉石橄榄岩的超基性岩中，矿石中含有大量磁黄铁矿，磁化率比超基性岩大4倍左右。1∶10万航磁发现异常，地磁检查后发现在矿区外围两个1000 nT左右的异常（见图3-8-7）。根据异常的错动，推测有平推断层。经钻探后在异常50m～100m深处见到了岩体和矿体，该矿现已成为我国大型的铜镍矿产地之一。

图3-8-7 甘肃某铜镍矿区磁异常剖面图

1—镍矿体；2—超基性岩；等值线单位为nT

2.多金属矿与锡矿

多金属矿中的矽卡岩型矿床，往往含有磁铁矿或磁黄铁矿，使用磁测方法较为有效。如河北某地的多金属矿，产于石英斑岩与震旦系的外接触带。航磁异常反映为250nT～500nT的局部异常。经地面工作证实，强磁异常由磁铁矿化矽卡岩引起；而其低缓磁异常系由深达100m以下的以钼为主的铁、铜、锌、钼多金属隐伏矿床所引起。

在许多锡矿区，往往有磁黄铁矿化；且其范围比锡矿化的范围大，发育更广泛。在这种矿床发育地段一般均有磁异常，广西大厂锡矿床就有这种特点。大厂长坡矿区的地质磁性模型，浅部为陡产状体而深部为平缓层状体，反映了该区地质构造控制的特点。基于这样的模式指导进一步磁异常的解释，定量建立了大厂长坡及大福楼磁异常与锡矿推断关系图。利用这些推断结果而设计的钻孔，发现了新的矿床，其规模属于大中型。

3.铬铁矿

铬铁矿产于超基性岩中，而超基性岩有较强的磁性，用磁测可以圈定超基性岩体。能否从中区分出矿体异常，则要视矿体与岩体是否有磁性差异而定。如云南某地，铬铁矿产于浅变质的矽质粉砂岩、泥质板岩、千枚岩中，铬铁矿具有较强磁性，而围岩属磁性弱的浅变质岩。因此，在铬铁矿上有数百纳特的磁异常，见图3-8-8。该区依据这些异常找矿，见矿率达50%以上。

4.基性与超基性岩中的石棉矿

由于石棉矿与基性、超基性岩有成因关系，而基性、超基性岩具有磁性，故利用磁测圈定这些岩体间接指出石棉矿的赋存部位。辽宁某地层区内震旦纪厚层灰岩的平静磁场中出现北西向分布的规则磁异常带，异常强度在150nT～300nT，呈狭长带状、梯度较大；工区南部构造复杂，Ⅱ号异常走向变化为断层错动所致，见图3-8-9。经多个钻孔控制，证实此磁异常带为与石棉矿共生的辉绿岩引起。

图3-8-8 云南某地铬铁矿区磁异常图

图3-8-9 辽宁某石棉矿区磁异常平剖图

5.铝土矿

前苏联利用磁测寻找铝土矿进行了较多研究，前苏联本土的铝土矿床可分为：①风化壳型（红土型）；②复成型（红土-沉积型）；③古地台、新地台及地槽褶皱区沉积型（再深积型等类型）。其中地台型磁测效果最好。

6.硼矿

辽宁某地硼矿产于太古宙变粒岩层（深变质岩）所夹大理岩中。有两种类型的矿体，一为硼镁石为主，含有磁铁矿的矿体；另一为硼镁石-硼镁铁矿共同组成的矿体。

磁铁矿-硼镁石矿的磁化率一般为（10000～15000）×4π×10^－5SI。虽然硼镁石矿体不具磁性，但可利用与硼镁石在成因上有空间关系的磁铁矿，采用磁测来寻找硼镁石矿。由已知矿体得知该区无磁性干扰，因此认为异常以硼镁石为主的含磁铁矿的矿体所引起。对异常进行验证，在11m～15m深处见到了较大的硼矿体。

7.金、铂、金刚石、钨等砂矿

在普查这些矿床时，可用地球物理方法圈出隐伏的古河床、河谷、矿囊以及其他在砂矿中堆积有重矿物的地段。这些重矿物富集的地段常有磁铁矿。因此，普查隐伏砂矿时，常用垂向电测深法确定基岩表面起伏。若在基岩埋深最大的地段或古阶地上发现磁场增高，则能推测有磁性矿物。