孤山子超貧釩鈦磁鐵礦區(qū)位于河北省寬城滿族自治縣東南，長(zhǎng)12.5km，平均寬約3km，面積約22km2。孤山子超貧釩鈦磁鐵礦產(chǎn)于孤山子基性巖體內(nèi)。早在20世紀(jì)50年代就開(kāi)始了該巖體一系列地質(zhì)找礦工作，涉及鐵、銅、鎳、釩、鈦、鉑、鈀及磷等金屬和非金屬礦產(chǎn)。如1959年冶金部門(mén)對(duì)第四系砂礦、鐵礦進(jìn)行過(guò)評(píng)估;1960年省地質(zhì)四隊(duì)對(duì)超基性巖體中的銅、鎳進(jìn)行過(guò)評(píng)價(jià);1968年黃金六隊(duì)對(duì)銅、鎳進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)鉑、鈀進(jìn)行了了解;1970年省地質(zhì)五隊(duì)在巖體中部的白相溝一帶對(duì)磷礦及釩鈦磁鐵礦進(jìn)行過(guò)綜合評(píng)價(jià)，1972年又對(duì)鉑、鈀礦的賦存規(guī)律投入了部分地質(zhì)工作。從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，孤山子超貧釩鈦磁鐵礦首次開(kāi)發(fā)利用，幾經(jīng)資源/儲(chǔ)量核實(shí)，截止到2002年，區(qū)內(nèi)累計(jì)查明鐵礦石資源/儲(chǔ)量總計(jì)1777萬(wàn)t(333)。2006～2007年，省地質(zhì)五隊(duì)針對(duì)超貧釩鈦磁鐵礦進(jìn)行專門(mén)地質(zhì)普查，包括物探磁法測(cè)量。一、礦床地質(zhì)背景工作區(qū)所處大地構(gòu)造位置為中朝準(zhǔn)地臺(tái)燕山臺(tái)褶帶馬蘭峪復(fù)背斜東段北翼、寬城凹褶東南緣。區(qū)域上地層受大地構(gòu)造控制明顯，地層及斷裂帶走向均為北東方向，其中太古宇遷西群深變質(zhì)巖系構(gòu)成結(jié)晶基底，兩翼以中元古界蓋層為主，局部古生界及中生界少有出露。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)亦較頻繁，除中酸性巖體外，尚有大小不等的基性巖(脈)體分布。遷西群老變質(zhì)巖系地層多由黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖類組成，其內(nèi)夾有含鐵量水平較高的磁鐵石英巖，形成工業(yè)礦體后被廣泛開(kāi)采。隨著鐵礦開(kāi)采的深化，富含F(xiàn)e、V、Ti、P的基性－超基性巖體目前亦被當(dāng)作磁鐵礦選冶而創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。礦區(qū)位于密云－青龍東西向斷裂與喜峰口－湯道河北東向斷裂交會(huì)處，孤山子巖體主要沿北東向斷裂呈長(zhǎng)軸狀分布(圖2－9－1)。巖體總長(zhǎng)度約12km，寬度一般1.3～2.3km，中部及西南部較寬，而北東部較窄。西南端巖體成分為閃長(zhǎng)巖，中部及東北部以角閃輝石巖為主。巖體位于北西傾向正斷層上盤(pán)，其北西側(cè)局部平行出露有花崗閃長(zhǎng)巖脈，外圍為長(zhǎng)城系地層，再外圍為遷西群變質(zhì)巖地層。正斷層下盤(pán)600～700m遠(yuǎn)處尚有一南東傾向的平行逆斷層分布，除此以后兩側(cè)尚發(fā)育有數(shù)條平行不明性質(zhì)斷層，基本為控制地層分布的層間斷裂帶。圖2－9－1 孤山子鐵礦地質(zhì)圖地層呈單斜形式產(chǎn)出，總體走向50°～70°，傾向北西，傾角75°左右。從現(xiàn)有地質(zhì)資料認(rèn)為，巖體產(chǎn)狀應(yīng)與地層產(chǎn)狀一致。釩鈦磁鐵礦多分布在中部及北東段的角閃輝石巖中，巖體長(zhǎng)約7600m，最大出露寬度2500m，最小寬度750m，出露面積約13.3km2。其內(nèi)礦體形狀、產(chǎn)狀均很不規(guī)則。從各勘查剖面控制礦體情況表明，單層礦最小寬度約30m、最大寬度約500m，多層礦累計(jì)最大寬度1400m。西南端的閃長(zhǎng)巖體內(nèi)形成有一定規(guī)模的鐵礦體較困難，最好地段礦體品位、規(guī)模亦較差。二、地球物理特征孤山子巖體航磁異常呈北東長(zhǎng)軸狀，長(zhǎng)約11km，兩端寬度在1.5km左右，中間寬度約3km。異常外圍閉合強(qiáng)度250nT，最高強(qiáng)度3000nT。異常正負(fù)相伴，負(fù)異常分布在正異常北西側(cè)，與正異常呈平行狀，初步分析異常整體為一超大磁性體反映。區(qū)內(nèi)長(zhǎng)城系地層巖性為白云巖與少量頁(yè)巖，兩者均無(wú)磁性。閃長(zhǎng)巖磁化率κ約在1500×4π×10－6SI左右，其Mr多在800×10－3A/m左右。一般輝石巖磁化率κ多在4000×4π×10－6SI左右，其Mr多在1600×10－3A/m左右;釩鈦磁鐵礦、輝石巖磁性較強(qiáng)，磁化率κ多在(8000～45000)×4π×10－6SI左右，其Mr多在(3500～32000)×10－3A/m左右?？傮w看，區(qū)內(nèi)基性巖體外圍圍巖無(wú)磁性，基性巖體具弱～中等磁性。當(dāng)巖體中含釩鈦磁鐵礦時(shí)，磁性則變強(qiáng);其磁性強(qiáng)弱程度與釩鈦磁鐵礦品位正相關(guān)(圖2－9－2)。圖2－9－2 孤山子鐵礦地層磁異常變化圖三、物探方法技術(shù)運(yùn)用(一)工作目的及方法隨著近年來(lái)鋼鐵工業(yè)對(duì)鐵礦石品位要求的降低，規(guī)劃的承德市1000萬(wàn)t特鋼基地項(xiàng)目將孤山子超基性巖體低品釩鈦磁鐵礦列入礦產(chǎn)資源計(jì)劃之列。為了查清巖體內(nèi)鐵礦賦存部位，礦體規(guī)模、礦石品位及質(zhì)量變化情況，總結(jié)超貧釩鈦磁鐵礦成礦規(guī)律，研究礦石加工利用性能，探求礦床的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量及內(nèi)蘊(yùn)的經(jīng)濟(jì)資源量，為礦床開(kāi)發(fā)進(jìn)行概略經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，受地方政府委托對(duì)寬城滿族自治縣孤山子超貧釩鈦磁鐵礦進(jìn)行地質(zhì)普查工作。地面磁測(cè)為地質(zhì)普查工作中的一項(xiàng)內(nèi)容，其目的任務(wù)是先期對(duì)巖體出露區(qū)進(jìn)行磁法測(cè)量，以確定巖體分布范圍、巖體產(chǎn)狀、巖體整體含礦性、鐵礦富集部位、鐵礦規(guī)模等，為下一步地質(zhì)工程提供施工依據(jù)。本次布置地面磁法面積測(cè)量，比例尺1∶1萬(wàn)，網(wǎng)度100m×20m，測(cè)線方向?yàn)?35°，工作范圍的確定以覆蓋整個(gè)巖體為原則。野外工作于2006年9～11月進(jìn)行，實(shí)際控制面積約20km2?；€布設(shè)采用動(dòng)態(tài)GPS完成，儀器型號(hào)為美國(guó)天寶5800型，主要技術(shù)指標(biāo)如下:通道24頻道，跟蹤信號(hào)L1/L2，RTK平面精度(10mm+1ppm)RMS，RTK高程精度(5mm+1ppm)RMS。基線方向45°，點(diǎn)距100m。選擇1∶1萬(wàn)地形圖上孤山子山頂?shù)幕c(diǎn)為基點(diǎn)起算點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量網(wǎng)度及測(cè)線方向，算出其他基線點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行實(shí)地放樣，用木樁標(biāo)記。測(cè)線布設(shè)采用手持GPS完成，所用型號(hào)為GPS72型，儀器主要技術(shù)指標(biāo)為:并行12通道，每秒一次連續(xù)更新，精度1～5m。利用實(shí)地中央經(jīng)線及基點(diǎn)網(wǎng)坐標(biāo)，對(duì)手持GPS參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，然后根據(jù)測(cè)網(wǎng)計(jì)算坐標(biāo)，逐點(diǎn)布設(shè)點(diǎn)位并留布條標(biāo)記。磁法測(cè)量使用中國(guó)航空物探遙感中心生產(chǎn)的Hc－95a型手持式光泵磁力儀，主要參數(shù)為:測(cè)量范圍20000～100000nT，所測(cè)參量T，分辨率0.01nT，允許梯度20000nT/m，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)6700個(gè)讀數(shù)(帶掉電保護(hù)功能)。本次測(cè)量為中等精度磁測(cè)，室內(nèi)經(jīng)混合改正后得出各點(diǎn)異常值ΔT，繪制成果圖件。(二)成果解釋磁測(cè)清晰地圈定了孤山子基性巖體的寬度輪廓(圖2－9－3)，北東長(zhǎng)度延伸亦確定了邊界;南西走向端巖體鐵磁性物質(zhì)含量較低，與地質(zhì)圖上巖體南西部位的閃長(zhǎng)巖體相吻合。本次磁測(cè)控制巖體分布面積約16km2，但測(cè)區(qū)西南方向未將閃長(zhǎng)巖邊界測(cè)量完整，實(shí)際巖體總面積應(yīng)在20km2以上。其中部、北部為鐵磁性物質(zhì)含量較高的角閃輝石巖巖體，面積大約為13.6km2。巖體范圍內(nèi)發(fā)育形態(tài)十分不規(guī)則而強(qiáng)度高的正異常，沿著巖體北西邊界呈帶狀分布的異常特征尚明顯，異常帶總長(zhǎng)約6.5km。其內(nèi)2000nT等值線基本封閉，3000nT及其以上異常于帶內(nèi)斷續(xù)分布，反映出巖體雖較連續(xù)，但其內(nèi)鐵磁性物質(zhì)不甚均勻的特點(diǎn)。正異常左側(cè)分布負(fù)異常，且其梯度變化較大，零等值線附近背景場(chǎng)基本呈窄的條帶狀縱貫測(cè)區(qū)西北部，與巖體西北側(cè)不明性質(zhì)斷層對(duì)應(yīng)較好，推斷斷層傾向應(yīng)為南東方向，斷層下盤(pán)地層應(yīng)為無(wú)磁性的沉積地層。這些特征反映該斷層應(yīng)為孤山子基性巖體的主要控巖構(gòu)造，巖漿通道亦對(duì)應(yīng)分布在其中的某一地段或與該斷裂帶互相聯(lián)通。各測(cè)線右端正異常梯度變化較緩且低緩異常范圍較大，推斷地下巖體有向東南方向傾伏的可能;但巖體東南側(cè)外圍分布一北西傾向正斷層，推斷該斷層產(chǎn)狀較陡或深部?jī)A向有變化。圖2－9－3 孤山子鐵礦磁測(cè)異常圖圖2－9－4 孤山子磁測(cè)上延100m異常圖工區(qū)中部及東南大部分地區(qū)發(fā)現(xiàn)多體磁異常: 2000nT 等值線基本相連，3000nT 以上異常斷續(xù)分布其中，總體認(rèn)為由孤山子巖體的核部———超基性輝石巖引起。輝石巖整體含鐵量較高，而形成了大面積的礦化帶及局部的工業(yè)礦體。結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)結(jié)果推斷，2000nT 等值線圈定范圍即為地表礦化帶范圍，4000nT 等值線圈定的異常基本反映了鐵礦體存在的范圍。包括主要異常 35 個(gè)，總面積為 2102806m2?？傮w分析認(rèn)為，雜亂的磁異常主要反映磁性體淺部特征。為了解巖體深部主要磁性物質(zhì)富集地段，對(duì)磁異常進(jìn)行了進(jìn)一步研究，對(duì)磁測(cè) ΔT 數(shù)據(jù)進(jìn)行 100m 上延處理 ( 圖 2 －9 －4) ，之后在上延等值線圖上切取一條剖面進(jìn)行二維反演。從上延 100m 異常圖可見(jiàn)，異常極值中心有一定南東向偏移，異常長(zhǎng)軸特征明顯，兩個(gè)平行異常帶所對(duì)應(yīng)的磁性體應(yīng)產(chǎn)于工區(qū)東南位置處; 異常左翼梯度較右翼稍顯寬緩，考慮到斜磁化因素，推斷強(qiáng)磁性體產(chǎn)狀應(yīng)較陡。異常北西側(cè)邊部負(fù)異常帶明顯存在，且變窄，推斷巖體下邊界向里收縮。為此，又利用磁法軟件對(duì)上延 100m 后的 60 剖面異常進(jìn)行二維反演( 圖 2 － 9 － 5) 。雖然計(jì)算的板狀體模塊欠合理，但基本能反映出巖體主要的強(qiáng)磁性部位的產(chǎn)出形態(tài)———南東向傾斜、深部富集規(guī)模大這一特征。圖 2 －9 －5 66 剖面延拓異常推斷成果圖四、驗(yàn)證結(jié)果根據(jù)磁測(cè)圈定異常結(jié)果，地表施工了大量槽探工程。通過(guò)取樣，圈定了多條超貧品位釩鈦磁鐵礦體。根據(jù)局部地段地表見(jiàn)礦情況，施工了控制鉆孔，基本查清了該礦體的規(guī)模。通過(guò)資源/儲(chǔ)量估算，提交mFe品位≥8%的122b經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量7.80億t，平均品位8.94%;mFe品位介于6%～8%的333內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量2.68億t，平均品位6.58%;mFe品位≥8%的(333)內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量4.93億t，平均品位8.94%;mFe品位介于6%～8%之間的(333)內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量1.95億t，平均品位分別為6.58%;mFe品位介于4%～6%之間的333內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量7.99億t。各類型資源/儲(chǔ)量合計(jì)為25.35億t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)往年(2002年以前時(shí)期)資源/儲(chǔ)量總量。(本節(jié)供稿人:劉潤(rùn)平楊志宏李曉敏)
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。