河南桐柏地区成矿特征探讨

　　摘 要：通过野外实际工作，利用磁法和瞬变电磁法在桐柏地区将该地区的成矿特征进行了初步探测，推断该区域内铁矿系岩浆岩侵入所致而形成的透镜状或鸡窝状埋藏状态。
　　关键词：成矿特征；瞬变电磁；视电阻率
　　
　　1 地质概况
　　
　　桐柏地区位于秦岭造山带东部,为华北、扬子两大板块的碰撞造山带以朱阳关-松扒断裂和栾川-明港断裂为界。其间为北秦岭褶皱带,南北两侧分别为南秦岭褶皱带及华北板块南缘褶皱带。造山带基本构造格架为印支期前不同构造地层地体的堆垛叠置或拼贴焊接。现今构造格架是燕山期后前陆盆地发展所表现的盆岭构造，主要构造形式为沿早期韧性剪切带或不同岩性界面发育的层间剥离断裂、高角度正断层及造山带尺度上的环状构造(环状碱性岩墙)。本次勘查区域内，地形相对较为平坦，未见断层等构造。
　　
　　2 区域地球物理场
　　
　　地层密度和磁性参数值由高到低依次为桐柏片麻杂岩、毛集群、秦岭岩群、二郎坪岩群、歪山岩组、蔡家凹岩组及新生界,岩浆岩重磁参数值从超基性、基性、中性至酸性岩顺序降低。区域重磁异常与地层、岩体走向一致呈北西或北东向条带状分布,其重磁界面对应不同尺度的地层、构造或岩浆岩带根据相对重力低与负磁异常推断老和尚帽、围山城和天目沟等地分别存在隐伏花岗斑岩带或花岗岩体。已知磁铁矿均分布在磁力曲线高值附近，在电法曲线中反映为电阻率相对低值范围内。
　　
　　3 瞬变电磁施工及资料处理
　　
　　瞬变电磁法的勘探原理是利用人工在发射线圈加以脉冲电流，产生一个瞬变的电磁场，该磁场垂直发射线圈向两个方向传播，通常是在地面布设发射线圈，依据半空间的传播原理，把地面以上的忽略。当磁场沿地表向深部传播，当遇到不同介质时，产生涡流场或者遵照量子力学原理使活泼的碱金属产生能级跃迁或使含有大量氢原子的液体的氢原子核沿磁场方向产生定向排列。对于探测金属矿藏效果甚佳，通过要求输入初始模型。对初始模型的求取,通常有以下几种手段：①在矿区已有的地质资料(电测井或钻孔)或者区域地质资料。②用直流电法在工区作一个电测深,以该测点的电测深电阻率作为初始模型。③也可用视电阻率和其它全域电阻率计算方法得出初始模型,但要保证其计算的结果的正确性。当计算出地层电阻率后,要进行地形改正和倾角校正,用测量时记录的高程和倾角改正。最后做出地质拟断面图。
　　
　　4 地磁的岩性解释
　　
　　测量地磁异常以确定含磁性矿物的地质体及其他探测对象存在的空间位置和几何形状，从而对工作地区的地质构造、有用矿产分布及其他情况做出推断。磁性岩体及矿体产生的磁场叠加在地球磁场之上，引起地磁场的畸变。这种畸变一般称为地磁异常。在造岩矿物中，只有磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿和磁赤铁矿等少数矿物具有强磁性(见岩石物理性质)。因此，岩石及矿石的磁性强弱，主要决定于上述矿物的含量及分布情况。
　　
　　5 施工方法和成果解释
　　
　　由于矿体系磁铁矿，对由电流激发所产生的二次场、以及磁力作用反映敏感，故我们选用瞬变电磁法与磁法相结合。
　　黄楼2线共布瞬变电磁点21个（由于地形条件限制，该测线越往北为灌木所覆盖，瞬变电磁工作无法展开）、磁法测点31个，其中，1-10号点间距为10m，10-31号点间距为20m；黄楼4线在2线以西10米处，且与2线平行，共布测点15个，测点间距为20m；黄楼3线在2线以东15m处，且与2线平行布设，测点间距为20m。
　　通过磁力曲线图（由于篇幅有限，各测线磁力异常曲线图未附，仅作说明），反映出在所有施测的区域中，伽玛值普遍较高，这与该区域范围内广泛蓄矿的影响；在瞬变电磁视电阻率剖面图中，该区呈有规律的低阻异常，视电阻率在25-35欧姆•米之间，在视电阻率剖面图中们以蓝色渐变色表示（相对高阻我们以绿、黄、红渐变色表示）。相对高阻则推断为闪长岩石、角闪岩、辉绿岩脉电性反映。
　　

     
　　根据瞬变电磁法所绘出的视电阻率剖面图看，各条测线均有不同程度的异常反映（且各异常能够与磁法异常相吻合）。在黄楼1线瞬变电磁视电阻率剖面图看（见图1），在40m、70m处有明显低阻反映，其电阻率在30欧姆•米以下，推断有较好的成矿条件。在黄楼2线的视电阻率剖面图中反映出，该测线中深部视电阻率都相对较低个别点深部位置有火成岩侵入体存在（其视电阻率相对较高），在30m、70m、130m、170m、210m、250m、290m位置上的反映最好；在磁力曲线图中这几点位置的伽玛值也相对较高，伽玛值达到1800以上，而且此后的各测点的伽玛值也相对较高，推断该处铁矿埋深一般在30m-70m范围。

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　　在黄楼5线的瞬变电磁视电阻率剖面图中在60m--100m处中深部有一低阻反映，根据矿体的产状要素以及地形地质条件，推断该异常与黄楼2线的异常为同一成矿带。该测线的磁力曲线图中也反映了60m-100m处伽玛值处在上升趋势，而且伽玛值相对较高，达到了1500以上。（见图3）
　　
　　
　　6 结论
　　
　　由于瞬变电磁法一般采用时间道作为纵坐标绘制剖面图，本文中为突出显示异常，将异常部位放大（蓝色较深部位）。各矿体根据图件反映，视电阻率等值线在低阻的情况下呈闭合圈的形式出现，如第5勘探线的70-90米处、1线40m、70m处、2线在30m、70m、130m、170m、210m、250m、290m位置上的反映最好，由于浅表层相对高阻的等值线平行排列有明显的不同，推断该探区的铁矿赋存状态呈透镜状或鸡窝状，即各矿体不连续或联系性不强。推断该区域内矿体为火成岩成因矿体，30欧姆•米以下为质纯磁铁矿， 周边围岩为岩浆侵入后受热或随后发生化学作用而变质，或者由于其埋深距离地表较近由于地下水或其他原因将矿体表层风化，导致其电性反应与质纯磁铁矿电阻率有所增大，但相差不大。
　　目前该探区已有钻孔验证，已有铁矿开采，经钻孔和开采验证，证实该地区铁矿赋存确为透镜体或者鸡窝状，但其详细地质成因还有待于进一步研究。
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