磁异常特征与矿床分布的关系

1. 磁异常特征与矿床分布的关系

1：10万航磁资料反映出的梅仙地区磁场特征是，在低缓稳定的正磁场（约100nT） 背景上，出现有规律的带状局部异常，并见有多处单峰跳跃异常，如南洋（丁家山）、关兜、 峰岩等。
1：2.5万地面磁测资料表明，梅仙镇北西、北东及南东侧存在三条醒目的磁异常带。 这些异常带一般呈NE走向，局部地段略转为弧形带状分布，长数千米，宽数百米至千余米，磁异常强度为数百纳特至数千纳特不等。丁家山矿床即位于梅仙镇北西岩兜至关兜磁异常 带上。
1994～1995年，中韩两国研究人员在丁家山矿床所做1：1万、75m×20m网度高精度 磁测资料表明，在3.45km2范围内，发现大小局部磁异常20余处，其中有一定规模的磁 异常9处，编号为M1－M8及M17。经深部验证，上述异常多数为铅锌多金属硫化物矿体 引起的矿致异常，钻孔见矿率达95％以上，隐伏矿体（带）的展布特征与地面磁异常特 征基本吻合。
2007年，江苏省有色金属华东地质勘查局814队，在梅仙探矿权许可证范围开展了1：1 万高精度磁法扫面工作，根据814队《福建省尤溪县梅仙矿区勘查高精度磁测成果报告》，共圈出了6个磁异常带及若干局部磁异常，其中M1异常带即为丁家山铅锌矿床所在区域，其余5个异常带（M2－M6）均在丁家山外围。丁家山磁异常主要有5个局部磁异常（M1－ 1－M1－5）组成，从钻探、坑道资料可知：M1－1、M1－2、M1－3磁异常主要是与铅锌矿体共 生的磁铁矿、磁黄铁矿引起；M1－4、M1－5磁异常可能由深部磁性体引起。
据梅仙铅锌矿区数百块岩石标本物性参数测定结果表明：磁黄铁矿、磁铁矿的磁性最 强，且它们的剩磁很强；绿片岩绝大多数不具磁性，但矿化绿片岩则往往具弱磁性；其他 岩石除辉石、玄武岩类岩石外，一般不具磁性。
铅锌矿石具有强磁性特征，与围岩有明显的物性差异，故磁异常可作为铅锌矿体的找 矿标志。纯铅锌矿石是无磁性的，但梅仙地区多数铅锌矿石的矿物组分含磁黄铁矿、磁铁 矿，它们之间有较密切的共（伴）生关系，因而磁性较强，能引起中、高强度磁异常，而 其围岩（绿片岩、安山岩、绢云母石英片岩、大理岩等）基本不具磁性或弱磁性，因此磁 法能直接寻找含磁黄铁矿、磁铁矿较多的铅锌矿。

2. 铁矿集中区航磁异常特征

晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内铁矿主要分布在辽宁西部宝国老、建平，河北大庙、峪耳崖、柞栏杖子、水厂、司马长、石人沟、庞家堡、支家庄，山西浑源、台怀和北京沙厂、四合堂等地，形成15个铁矿集中区。将铁矿集中区叠加到1:20万航磁图（图4-3和4-4）上，发现铁矿集中区均具有明显的航磁异常，但不同铁矿集中区的航磁异常特征略有不同，大致可分成3种类型：高背景异常区、高背景异常区边部和存在局部高异常的低背景区。
在1:20万航磁△T异常图（图4-3）中，水厂、沙厂、庞家堡和浑源铁矿集中区为大面积正磁异常区；宝国老、建平和支家庄等铁矿集中区为大面积正负磁异常区交界带，大庙、石人沟、峪耳崖、榨栏杖子、司马长和台怀等铁矿集中区为存在局部高异常的低背景区。

图4-3 晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内铁矿集中区及航磁异常图

航磁化极处理结果（图4-4），铁矿集中区的航磁异常特征都有所变化，主要表现为铁矿集中区的正磁异常范围扩大，如宝国老、建平、石人沟和支家庄等铁矿集中区的航磁异常特征变为了大面积正磁异常区；其次是局部异常更加突出，如柞栏杖子、司马长和庞家堡等铁矿集中区的局部异常更加明显。
铁矿集中区的航磁异常特征主要反映了区内的成矿地质背景，如：水厂铁矿集中区的大面积正航磁异常主要由迁西群三屯营组引起；庞家堡铁矿集中区的大面积正航磁异常主要由太古宇桑干群引起；大庙铁矿集中区的正航磁异常主要反映了基性杂岩体；司马长铁矿集中区的主要地层为新太古界滦县群变质岩和中元古界长城系大红峪组长石石英砂岩，未见岩浆岩，地层磁性较弱（据董杰2009，滦县群磁化率K平均值：变粒岩为116×10-5SI、片麻岩为541×10-5SI），这是造成该区区域航磁异常属于低背景的主要原因；台怀铁矿集中区的主要岩性为新太古界五台群石英岩、片岩、夹磁铁石英岩等，古元古界滹沱群砾岩、石英岩、千枚岩、白云岩等和太古宙花岗片麻岩，其中除磁铁石英岩及磁铁矿层外，其他岩石的磁性都较低，这是该区区域航磁异常属于低背景的主要原因等。此外，部分铁矿集中区的航磁异常特征还受周围、特别是铁矿集中区南部的地质背景影响，如石人沟铁矿集中区在1:20万航磁△T异常图上为低磁场背景区，航磁化极处理后变成了大面积正磁异常区（由本区的含矿地层迁西群马兰峪组引起），究其原因，原始航磁图中的低磁场背景是由于斜磁化影响，南侧遵化强磁场背景的北侧伴生负异常所致；建平铁矿集中区在1:20万航磁△T异常图上为大面积正负磁异常区交界带，航磁化极处理后变成了大面积正磁异常区（由本区的含矿地层建平群引起），造成航磁异常化极前后变化的主要原因也是斜磁化影响的结果；支家庄铁矿集中区在1:20万航磁△T异常图上也为大面积正负磁异常区交界带，航磁化极处理后变成了大面积正航磁异常，究其原因，本区铁矿为接触交代型，产于燕山期中酸性侵入岩体西北部与元古宇或古生代碳酸盐岩地层的接触带附近（部分为岩体顶部的飘浮体），岩体的规模较大，而且该区南部还出露大面积的太古宇阜平群，因此造成该区航磁异常化极前后变化的主要原因是斜磁化等因素。

图4-4 晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内铁矿集中区及航磁化极异常图

3. 　矿带遥感和航磁异常特征

2.1.3.1　矿带遥感地质特征
本区处于—NW向构造带上。图2-1-8清晰地反映出本区线性构造十分发育，主要有NNW、NWW、NEE和NNE向四组。环形构造是矿带内除线性构造外的重要构造现象（何允中，1992）。由图2-1-8和图2-1-1可明显看出几乎所有斑岩铜矿床（点）都和环形构造有关系。在青泥洞隆起的核部，以复式环形构造区的中心为准，大致等间距（40～50km）地排列着三处复式环形构造区。最南为莽总马拉松多环形构造区，向北依次为玉龙环形构造区和夏日多环形构造区。

图2-1-8　玉龙马拉松多矿带卫片解译图（据何允中，1992）


图2-1-9　玉龙-马拉松多矿带航磁△T平面等值线图（据何允中，1992）

1—正异常；2—负异常；3—零等值线
1）莽总-马拉松多负向环形构造区
莽总-马拉松多地区有三个呈深色调、轮廓清楚、边缘略有重叠的环形构造连接在一起，组成一个大的环形构造区。这个构造区面积达数百平方公里，是研究区的主要构造单元之一。
2）玉龙环形构造区
在玉龙地区有几个规模相近的正向、负向环形构造，与平面旋扭构造区重叠在一起，形成一种复杂的复合构造。该构造区面积约30km2。
3）夏日多环形构造区
该区由5～6个直径为4～6km的环形构造和2个直径约10～20km的环形构造组成，主要集中在长约20km，宽约10km的范围内（图2-1-1）。区内各环形构造多以弧形的山脊和沟谷围限，有较明显的轮廓，目前已知的斑岩矿床（点）则位于环形构造的中部。
与前述矿带区域地球化学异常对比可发现，本区的环形构造区与多元素地球化学异常有极好的对应关系，几乎是每个指示元素正异常均有与之相对应的环形构造，或者说，在每一个环形构造区均出现有指示元素的多元素正异常。
2.1.3.2　矿带航磁异常分布特征
图2-1-9为本区航磁△T异常图。很明显，整个矿带恰好处于一个NW向的正异常带上，其两侧为负异常区，说明矿带上航磁异常特征为相对磁力高。正异常区与遥感解释的环形构造相对应，可能是岩体所致。地质上该带出露岩体规模较小，这与航磁异常特征和遥感影像特征不符，推测岩体在深部有膨大现象。与前述区域地球化学异常分布特征比较可知，航磁正异常带、遥感环形构造带、指示元素的正、负异常带三者相互吻合很好。
综上所述，本矿带的地、物、化、遥特征显著，很具代表性和典型意义，现将其综合结构模式概括如下。

4. 铁矿矿致航磁异常分布特征

晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内铁矿矿致异常共1010处，其中已知铁矿异常255处，推断铁矿异常755处，分布情况如图4-2所示。
对比图4-1与图4-2可以发现，晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内铁矿矿致异常的分布特征总体上与已编号航磁异常的分布特征相似，也可以大致划分出3条NE向异常带、1条NNE向异常带、1条近SN向异常带和两个无明显走向的异常区，它们分别是：
张家口－承德－建平－库伦、峨口－灵丘和太师屯－马兰峪－太平寨3条NE向铁矿矿致异常带，西柏坡－王安镇－谢家堡N NE向铁矿矿致异常带，长凝－杏山－水厂近SN向铁矿矿致异常带，以及怀安和敖汉旗两片铁矿矿致异常区。

图4-2 晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内铁矿矿致异常分布图

A—张家口－承德－建平－库伦航磁异常区；B—峨口－灵丘航磁异常区；C—太师屯－马兰峪－太平寨航磁异常区；D—西柏坡－王安镇－谢家堡航磁异常区；E—长凝－杏山－水厂航磁异常区；F—怀安航磁异常区：G—敖汉旗航磁异常区
与晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内已编号航磁异常带（或区）（图4-1）相比，除主要有3处不同外，其他地区的铁矿矿致航磁异常带（或区）的展布特征与已编号航磁异常带（或区）的展布特征基本相同。3处不同表现在：①太师屯－马兰峪－西盘山－缸窑岭已编号航磁异常带变成了太师屯－马兰峪－太平寨NE向铁矿矿致异常带、即太师屯－马兰峪－西盘山－缸窑岭已编号航磁异常带的西段，而东段（西盘山－缸窑岭一带）的铁矿矿致异常较少、难以成带；②南口－龙门所－三道川和喀喇沁旗等地方的铁矿矿致异常较少，难以形成与已编号航磁异常展布特征相似的铁矿矿致航磁异常带（或区）。
另外，从图4-2中还可以看出，已知铁矿矿致异常主要集中分布在宝国老、西官营、承德、太平寨、水厂、杏山、司家营、马兰峪、太师屯、王安镇、峨口等地区，这些地区也是晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内的主要铁矿分布区；而推断铁矿矿致异常除在前述主要铁矿分布区内尚有较多分布外，在建平、南票区、平泉、兴隆、丰宁、谢家堡、天镇、阳原等地也有较多分布。
根据晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内尚有约2/3推断铁矿矿致异常（755处）这一实事表明，该成矿带内仍有较大的找矿潜力，重点找矿地区除冀东－密云、宝国老－西官营、承德－平泉、五台－恒山、涞源等重要铁矿矿集区外，还有上面谈到的建平、南票区、兴隆、丰宁、谢家堡、天镇、阳原等分布有较多推断铁矿矿致异常的地区。

5. 　区域航磁异常特征概述

由图2-2可以看出，塔里木盆地航磁异常可划分以下几个区：
2.2.1　北纬40°以北的变化平缓的负异常区
该区的磁场强度在—120～—200nT之间，对比地质图，在盆地北缘阿克苏至柯坪地区已广泛出露元古宇浅变质岩系及古生界。元古宇浅变质岩系主要为一套绿色片岩类，经物性测定其磁化率均低于20×10-5，表明是一套非磁性层或弱磁性层。北纬40°以北的平缓负异常区，主要反映出元古界为无磁性或弱磁性的浅变质岩系。较厚的古生界不过是使区域负异常变得更加平缓而已。
2.2.2　北纬40。以南的大面积正异常区
该区实质被北东向构造分割为若干条北东走向正、负相间的磁异常带。它们的共同特征是幅度不大、变化宽缓，正异常带的强度大致在100～200nT。异常带的走向不仅与阿尔金山的前寒武系地层平行，还与侵入到这套地层中的太古宇花岗片麻岩类（γ1-2）的走向也一致（张用夏，1979）。该区出露的太古宇结晶杂岩系均深度变质，其磁化率皆大于1000×10-5。显然，这些正异常带是具有较强磁性的太古宇深部岩相构造带的反映。负异常带的强度大致在—30～—150nT。其所对应的出露区如罗布庄罗北一井，在井下2229～2340m处见到前寒武系变质灰岩层，可与阿尔金山出露区对比，属元古宙，磁化率为（3～10）×10-5，属弱磁性层。因此相对较低的负异常条带为变质程度较浅、岩浆活动不发育的元古宇浅变质岩相构造带的反映。这种正、负相间排列的条带异常，也不排斥是结晶基底中发育的复背斜构造和复向斜构造在磁异常上的显示。
2.2.3　盆地中央纬向正异常带
大致为一条分布在北纬39°～40°的东西向正异常带。全长1200km，宽约40～50km。在西段，正异常带的强度一般为50～150nT，局部高达300nT，在平缓磁异常的背景上叠加有窄小的异常或线性异常。在东段，正异常的强度一般为100～200nT，局部达300nT以上，同样有局部异常叠加。对于该高磁异常带的性质和成因目前认识分歧较大，在本文中的4.4节中将详加讨论。

图2-2　塔里木盆地及天山地区航磁△T及Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ条带域分布图

6. 区域航磁异常特征

熊盛青等(2001)对青藏高原中南部地区岩矿石所测磁性参数见表1-7。
表1-7 青藏高原中南部地区岩矿石磁性特征统计


(据熊盛青等，2001)
从表1-7可以看出，本区岩矿石的磁性有以下特点:
1)各类沉积岩磁性较弱，一般不会引起磁异常。
2)部分变质岩有磁性，可以引起磁异常。
3)各类侵入岩磁性较强，将是引起磁异常的主要因素，但部分花岗岩(中酸性岩)由于磁性弱将无异常反映。中酸性侵入岩显示出两种不同的磁性特征，部分花岗岩磁性较弱，花岗闪长岩、闪长岩一般具有一定磁性，有的较强。
4)基性—超基性岩具有最强的磁性，并且由于其往往呈带状分布，故将引起宽带状强磁异常。个别基性岩具强磁性，多数为弱磁性。超基性岩一般磁性很强，剩磁一般大于感磁，并且感磁弱的岩石具剩磁较强的特点，表明超基性岩具有最强的磁性。
5)火山岩广泛分布区由于磁性不均匀，产生杂乱的磁异常场。
6)铬铁矿磁化率中等，虽有磁性，但由于其往往产于超基性岩体中，故不易与超基性岩区分，但超基性岩体异常可为间接寻找铬铁矿提供线索。
根据1969～1972年和1998～1999年两次航磁成果，熊盛青等(2001)认为高原基底属弱磁性，不存在大范围太古宇强磁性结晶基底。雅鲁藏布江航磁异常带是由北、南两条异常带平行构成的规模巨大的航磁异常带，自西向东，呈北西—北西西—东西向展布，异常带南北宽20～60km，全长约1400km，一般强度为200～300nT，梯度变化为20～30nT/km。南北两带之间相距25～30km，北边正磁异常带可一直往西延伸至国境外，总体呈北西西走向，形成略为向南凸出的弧形异常带;而南边正磁异常带向西至萨噶已基本消失，向东延伸可达曲松、朗县。在上延5km航磁异常图中，南北两条正磁异常带有明显反映，上延至10km和20km后南边正磁异常带已无显示，而北边正磁异常带仍有明显反映，说明引起南边磁异常带的磁性体向下延深较为有限，引起北边正磁异常带的磁性体则有较大的延深。熊盛青等(2001)认为雅鲁藏布江航磁异常带可能主要由蛇绿岩所引起，北带是一条规模更大的蛇绿岩带，可能是早期侵位的蛇绿岩带，被后期的花岗岩和其他地层所掩覆，并提出了新特提斯洋可能存在两次成洋、两次闭合的演化过程。
王希斌等(1987)对雅鲁藏布江蛇绿岩带地表出露的各个蛇绿岩体进行了详细研究，指出该岩带东西段之间在蛇绿岩岩石组合类型、地幔岩熔融残余类型、蛇绿岩形变等方面存在着较大差别。结合航磁特征分析，这种差别与其说是同一条蛇绿岩带东西方向上发生的变化，不如说是反映了北、南两条蛇绿岩带的存在，可能更为合理。即地质上通常所称的雅鲁藏布江蛇绿岩带西段(桑桑-大竹卡段)蛇绿岩与东段(泽当-罗布萨段)蛇绿岩，它们并不处在同一条航磁异常带上，而是分别位于雅鲁藏布江异常带的南、北带上，相当于航磁推测的南岩带的中段和北岩带的东段，进一步印证了北、南两条蛇绿岩带的存在，它们共同构成了雅鲁藏布江缝合带。
航磁成果表明，喜马拉雅山北坡一带，自札达向东经普兰、仲巴、萨嘎、定日一线，以平静磁异常为主，梯度变化为5～10nT/km。在札达、普兰一带，大部分为强度达20～30nT的平静正磁异常，偶见有强度达100nT以上的局部磁异常。由普兰向东则逐渐过渡为平静的负磁异常，磁异常强度为－20～－150nT;且越向东负值越大，而局部异常更为稀少，强度也较弱，为20～50nT。在冈底斯山至念青唐古拉山一带，分布着强度较大、正负剧烈变化的北西向磁异常，形成一系列正负相间的串珠状磁异常条带，梯度变化达30～50nT/km，磁异常一般强度为－100～200nT，最大强度可达1200nT以上，表明雅鲁藏布江缝合带两侧具不同的构造环境。