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大冶鐵礦是中國著名的大型矽卡巖型鐵礦床，歷年來累計探明鐵礦石資源儲量16647．38萬t，其主體礦量分布在一200m標高以上，前后已有1700多年的開采歷史。經過近5O年大規模的開采，全區保有資源量僅2800萬t，礦山資源短缺。礦體一200～一400m范圍已基本控制，而對一400m以下只施工了少量幾個鉆孔，雖然有鉆孔見礦(如ZK15-5孔等)，但深部(一400m以下)找礦沒有根本性的突破。而對其更大深度(一400～一1000m)接觸帶形態產狀等特征及含礦性研究不充分¨-2J。老礦山，地形復雜，地面磁測受到較大的影響，資料解釋推斷難度大，特別是地面磁測對深部磁性體的磁場信息非常微弱，加大了發現深部磁性體的難度。在井中進行高精度磁測數據采集和深部信息提取，是發現深部井旁礦體異常，較準確地對礦體(磁源體)進行空間定位預測，為探礦工程布置提供依據的有效手段。本文通過對大冶鐵礦全區40個鉆孔進行井中三分量磁測和部分孔磁化率測井資料進行總結。通過定性～半定量解釋研究，獲得了巖、礦體磁性變化特征，圈定了井旁盲礦異常，推斷隱伏礦頭(負磁荷源)、礦尾(正磁荷源)空間位置，對于深部隱伏礦體的定位及鉆探施工具有重要指導意義，取得了顯著的深部找礦效果。ZK15•7孔、ZK19—1—17孔的成功見礦就說明的這一點。

1礦區地質特征

1．1地層

主要為下三疊統大冶群灰巖和大理巖。其中與成礦關系密切的是厚層大理巖和白云質大理巖。

1．2構造

本區位于淮陽山字型前弧西翼，鐵山背斜北翼、鐵山巖體的南緣中段。區內地質構造復雜，褶皺與斷裂發育。構造線多呈NWW向、NW向和NNE向展布。與成礦、找礦有關的主要有：龍門山倒轉向斜和龍洞～獅子山倒轉背斜；熱力變質形成的波狀起伏多臺階接觸帶；以及總體上呈Nww向延展的接觸～斷裂復合構造帶。

1．3巖漿巖

區內巖體屬燕山期早期形成的鐵山侵入體。主要為石英閃長巖、黑云母透輝石閃長巖等。此外還存在一些成礦以后生成的脈巖(輝綠巖、閃長玢巖、煌斑巖)穿插，時有輕微破壞作用。

1．4圍巖蝕變

由巖體向外分為：蝕變閃長巖帶、內矽卡巖帶、外矽卡巖帶和外變質帶4個圍巖蝕變帶。其中外矽卡巖帶與透輝石或含金云母透輝石矽卡巖和礦體分布關系密切，是良好的找礦標志。

1．5礦床地質特征

礦床的形成與區內燕山早期巖漿侵入活動關系密切，該期形成的中細粒含石英閃長巖、黑云母透輝石閃長巖構成礦體的直接頂、底板圍巖。區內的控礦構造主要為巖體接觸帶、斷裂和褶皺，礦床成因類型屬高溫熱液接觸交代型(矽卡巖型)鐵礦床。鐵礦體的產出特征主要是巖體接觸帶成礦，見圖1。根據標高的不同，從上到下，形成目前認識的“第一、第二、第三成礦臺階”的成礦理論，oJ。其次亦有巖體內裂隙充填型鐵礦。本區礦床自西向東由6大礦體(鐵門坎、龍洞、尖林山、象鼻山、獅子山、尖山)組成，賦存于嘉陵江組和大冶組的大理巖與閃長巖的接觸帶內。已知礦體沿接觸帶續延4．3km，礦體產狀基本與接觸帶產狀吻合，主要走向呈Nww向。除尖林山礦體隱伏之外，其余礦體均出露地表。

2礦區地球物理特征

井中磁測是以研究巖(礦)石具有不同磁化強度所引起的地磁場變化為基礎的一種井中物探方法。因此，了解和分析巖(礦)石的磁性物理特征，是本方法工作的物理前提。礦區巖(礦)石磁性參數的統計資料71(表1、圖2)說明：磁鐵礦與圍巖(閃長巖、大理巖)具有明顯的磁性差異，本區具備了開展井中磁測地球物理前提。磁鐵礦具有最強的磁性，磁化率變化范圍大，為9000×10～～175000×10～SI，能引起強的局部磁異常。不同巖性的侵入巖具有較強的磁性，磁化率變化范圍為500×10～～12000×10～SI，斑狀花崗閃長巖、透輝石閃長巖、細斑含石英閃長斑巖、粗斑含石英閃長斑巖、閃長巖、黑云母透輝石閃長巖，磁化率依次增強。黑云母輝石閃長巖，也能產生較強的磁異常，為本地區深部找礦主要干擾磁性體，但整體異常特征規律存在差異。同時本礦區的磁鐵礦磁性復雜，表現為不均勻，變化范圍幅度較大，存在著磁化方向的變化。

3井中磁測方法原理

3．1井中磁測基本原理

不同的磁源將產生不同形態的磁場，這種磁場的特征可用磁力線來描述，磁力線總是由正磁荷發出而收斂于負磁荷。在空間任一點處，磁力線的切線方向，就是該點的磁場強度5T的方向。△的大小則以垂直于磁力線方向上，單位面積通過的磁力線數來表示，磁力線越密處，磁場越強，反之則越弱。磁力線能形象地描述但不便直接用來進行數量上的計算。當磁源發生變化時便改變了磁場的特征，在鉆孔中將測出不同形態的磁異常。實際上磁異常的特征除了取決于磁源這一內因外，還與觀測鉆孔的位置有關。井中三分量磁測是采用高精度重力傳感器定位，獲得軸向和垂向兩個座標系統的分量數據，測井儀井下探管中裝有3個互相垂直的磁靈敏元件，分別稱為、Y、z元件，是沿井軸測量磁場強度在、y、z軸的分量。

3．2井中磁測技術方法

(1)正常場的選定采用鄂州市碧石渡磁測總基點作為鐵山礦區正常場值：Z=33000nT；Ho=35000nT；To=48100nT。

(2)測試方式和點距的選取采用點測方式，取5m點距，下放電纜時作初值探測，加密和檢查探測時，提升電纜進行。

(3)井中磁測各類磁異常圖的含義和圖示方法①磁異常垂直分量△z曲線。將沿井軸所得的垂直磁異常△z=Z—Z以磁異常值為橫座標，井深為縱座標繪制成的曲線圖。它表征磁性體產生的垂直磁場沿井軸的變化特征，該曲線以正常場為“0”線，左負右正取值，負值表示△z向上，正值表示△z向下(指向地心)。②水平分量模差△曲線。由實測的水平分量模值日(H=(X+y)Ⅳ)減去正常水平分量(Ho=(+】／0))，所得出的差值△日=H一鞏。它是以AH模差值為橫座標，井深為縱座標繪制成的曲線圖。由于礦體的走向近東西向，勘探剖面大體上接近南北向，則水平磁場H矢量與正常水平場矢量的夾角較小，可將△近似地當作水平磁異常△或其磁北分量△。特別是鉆孔為直孔時，水平分量的模值總是準確的，因此該曲線具有重要意義。③磁異常總矢量△。磁異常總矢量△在橫剖面(垂直礦體走向)中的投影矢量圖△7''''和縱剖面(平行于礦體走向)中的投影矢量圖△n。是由水平分量異常在橫(縱)剖面中的投影△(A)與垂直異常△z合成的磁異常矢量沿井軸分布在橫(縱)剖面中的投影的矢量向線簇。它形象地描繪出磁性體所產生的磁力線在橫剖面(通常為勘探剖面)和縱剖面中的分布情況。④磁異常矢量近似地在磁北剖面中的投影圖。是由水平模差△與垂直磁異常△z合成的矢量△，形成沿井軸分布的矢量向線簇圖。該圖與△H、△z曲線繪制于同一座標系的圖中，并附上地質柱狀圖和磁化率曲線圖作為綜合測井曲線圖。

4大冶鐵礦深部鉆孔井中磁異常解釋與工程驗證

對全區40個鉆孔開展了井中二三分量磁測和磁化率測井，其中18個鉆孔發現磁異常。采用定性分析、半定量一定量解釋相結合，推斷其磁異常為盲礦體引起。下面以見礦較好的15線和19—1線來說明井中磁測的找礦效果。

4．1龍洞一尖林山礦段15線ZK15-5孔井中磁異常推斷解釋及驗證情況

ZK15—5孑L井中磁異常見圖3。ZK15—5孔位于標高一700in，呈現井旁礦異常，異常具礦尾特征，磁異常矢量向線簇向北發散，三分量異常反延交點位于南側，推斷深部三分量異常為標高一700in附近井旁盲礦體引起，南傾，距井口水平距離約30m，方位230。。經ZK15-7孔鉆探驗證，于792．55～819．20m處見26．65m磁鐵礦，與推斷標高位置吻合(見圖4)，該孔為大冶鐵礦深部找礦第一鉆，實現了大冶鐵礦深部找礦的突破。

4．2象鼻山礦段19．1線ZK19—1—15孔井中磁異常推斷解釋及驗證情況

ZK19一l_l5孔井中三分量磁異常見圖5、圖6。在孔深750In左右處發現異常，井深5951TI(標高一419m)井段磁異常矢量向線簇呈收斂狀，具礦頭特征。

5結論

大冶鐵礦接替資源勘查深部找礦的突破，是井中磁測方法應用的一次成功實例，效果顯著。井中磁測接近磁源體，在探測范圍內，是尋找井旁盲礦體最直接、有效的物探方法之一。通過對磁異常矢量向線簇呈現發散狀或者收斂狀分析研究，判斷礦體“尾”部(正磁荷源)還是“頭”部(負磁荷源)，能夠較準確地對磁源體(礦體)進行空間定位預測，為工程驗證提供靶區。