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选股条件为红柱超过10

当杖子铁矿区位于河北省青龙满族自治县草碾乡黄木厂—当杖子—带，地处燕山山脉东段，属中低山丘陵区，海拔150～600m。

本区地质工作程度较高。20世纪60年代至80年代初期，地矿、冶金等部门的多家地勘单位在该区开展过地质、物探等工作，主要有京东地区1∶10万航磁测量、1∶20万青龙幅区调、冀东地区1∶5万航磁测量其中冶金部物探公司航磁一队圈定了青龙满族自治县当杖子航磁异常，编号为M29－391。1984年，河北省地矿局秦皇岛综合地质大队在该区进行了地面磁测工作，测线方向为南北，线距500m，点距50m，控制面积约25km2。以100nT等值线圈定异常面积约16km2按500nT等值线圈定异常，长约2km，宽约1.5km，异常长轴方向为北西西向，极大值为900nT异常中心在老滕家附近，与航磁异常吻合。

根据原有成果，河北省地矿局秦皇岛综合地质大队于2002年和2005年分别向立项主管部门申报当杖子工区异常查证项目。2006年完善了立项内容后，省局同意该项目先进行以地磁扫面为主配合地质填图的地表勘查，待工作成果提交后再决定是否钻探验证。

按设计要求，河北省地矿局秦皇岛综合地质大队于2007年5～12月在该区开展1∶10000的地质草测和地磁扫面(网度100m×40m)，控制面积20km2。依据磁测扫面成果布设并施测精测剖面一条，利用磁测软件进行了数据处理及反演解释，表明引起异常的磁性体规模较大，埋藏较深，并对引起异常的几种可能性进行了综合分析之后，再次向省国土厅申请当杖子磁异常实施工程验证，于2008年8月开始组织钻探施工。钻探至设计孔深700m时，仍未穿过盖层，测井结果显示孔底异常有加大的趋势，继续施工穿过盖层至896.49m直接见到铁矿体，终孔深度1102m，穿矿总厚度184m。依据见矿情况结合磁异常特征，预测矿床远景为大型铁矿床。

一、矿床地质背景

当杖子铁矿位于华北地台燕山台褶带马兰峪复背斜东端南侧四拨子台凹Ⅳ级构造单元中，属肖营子岩体东接触带外围部位。

区内出露地层为中元古界长城系高于庄组三、四段。主要岩性为灰白色中厚层夹薄层含燧石条带、结核白云岩。地层总体走向近东西，倾向南，局部呈舒缓波状，构成宽缓的背、向斜构造。

区内断裂构造发育，以近东西向和近南北向展布为主，控制着本区地层和岩体的空间分布，构成了本区的主体构造格架。区内断裂构造发育，主干断裂有北西向冷口－鸽子窝断裂、北东向青龙河断裂带，其余均为派生的次级断裂。次级断裂控制了本区内生金属矿产的形成与分布。

通过本次异常查证工作，大致查明了区内地层、构造、岩浆岩等地质特征，基本查明了区内地质体的磁性特征。通过定性定量解释，圈定了引起异常的地质体及空间分布。经深部工程验证，区内磁异常由铁矿床引起，铁矿体产于高于庄组沉积盖层之下，赋存于新太古界变质表壳岩———朱杖子岩群之中，属变质沉积铁矿床。围岩岩性为(黑云)角闪斜长变粒岩。

区内铁矿体产于高于庄组沉积盖层之下，盖层厚度大于896.49m，为一隐伏的盲矿床。其矿体规模、形态、产状等特征，依据ZK0001孔揭露控制情况结合地磁异常分布特征及磁测井资料，综合分析推断。

根据钻孔穿矿情况，钻孔见矿位置在孔深896.49～1080.50m井段，穿过矿带总厚184m。根据取样结果分析，按铁矿石工业指标(TFe≥20%)圈矿，共圈定3层主要矿体，分别编号M1、M2、M3，穿矿总厚163.46m。

M1矿体产于中元古界长城系高于庄组沉积盖层之下，矿体顶板围岩为高于庄组一段底砾岩。矿体顶部见有一层约厚26.42m的氧化矿。矿石呈赤红—褐红色，磁性很弱，属古风化壳的产物，说明M1矿体曾出露地表，矿体顶板及围岩已被风化剥蚀。该矿体的原始沉积顶板没有控制到。

M1矿体底板位置及M2、M3矿体顶底板位置均已控制。根据钻孔岩心观察，矿心中轴夹角一般为80°～70°，表明矿体倾角一般为10°～20°，产状很缓，为一套近水平产出的矿体，平铺在盖层之下。在孔深980～1035m地段，局部构造片理化强烈。挤压构造破碎带两侧附近，矿体产状变化较大，倾角变陡，表明矿体曾遭受断裂及褶皱构造破坏，因此有可能存在矿层重复产出的现象。

二、地球物理特征

(一)物性参数

出露地层为白云岩，基本采集不到其他岩性标本。从周边地区岩性测试结果看，白云岩κ值=(1.28～8.09)×10－5SI、Mr=(0.7～350)×10－3A/m二长花岗斑岩磁化率κ=(77～667)×10－5SI、Mr=(3.4～67)×10－3A/m。

采集的钻孔岩心标本的磁性参数测定结果，磁化率κ=(44～7560)×10－5SI剩余磁化强度Mr=(88～4012)×10－3A/m，表明矿体磁性一般较弱，平均磁化强度约为M=45000×10－3A/m。

(二)航磁异常特征

根据1976年冶金物探航测队提交的冀东地区1∶5万航磁测量成果，当杖子航磁异常的等值线平面图反映:100nT等值线圈定的异常形态为一不规则的椭圆形，长轴方向近南北，异常范围长约6km，宽度大于3km，异常面积约20km2250nT等值线圈定的异常为一近东西向延伸的椭圆形，东西长约2.5km，南北宽约1.7km，异常面积约4km2，异常中心位于瓮圈—上窝棚一带，总体为一个低缓磁异常区。

图2－7－1 当杖子航磁异常查证地面磁测ΔT(nT)等值线平面图

( 三) 地磁异常特征

通过对航磁异常查证，地磁测量圈定的地磁异常 ( 图 2 － 7 － 1) 平面形态为椭圆形，长轴方向约 120°，异常极大值为750nT。以 300nT 异常等值线圈定的异常，面积约 5. 75km2以 500nT 异常等值线圈定的异常，面积约 1. 77km2以 600nT 异常等值线圈定的异常，面积约 0. 84km2以 700nT 异常等值线圈定的异常，面积约 0. 19km2。

异常区内出露岩石主要为中元古界长城系高于庄组三段中厚层夹薄层细晶白云岩和燕山期二长花岗斑岩。根据物性标本测定，区内白云岩、二长花岗斑岩均属无磁或微磁岩石，说明本区地磁异常并非地表基岩引起。因此推测，本区地下存在隐伏的强磁性地质体。

三、物探方法技术运用

采用地质草测、磁法扫面及精测剖面等方法，对 M29 －391 ( 当杖子) 航磁异常的性质、特征及异常区的地质特征和成矿条件进行综合评价。包括查明异常区内的地层、构造、岩浆岩的分布情况和地质特征，及区内地质体的磁性特征。通过定量定性解释、圈定引起异常的地质体及空间分布，为进一步工程验证提供依据。

( 一) 测地工作

1. 磁法扫面

本次磁法扫面测网按网度 100m ×40m 布设，测线方位 30°，用地形图结合手持 GPS 定点。按设计的工区位置和范围将测网布设于地形图上，并读取测点坐标制成测点理论坐标数据表，用 GPS 依据该坐标确定测点位置。工作过程中遇到村庄、河流、悬崖峭壁等障碍不能进行正点观测，将实测点的偏离方向和距离等都做了备注说明。

2. 精测剖面

采用 J2 型全站仪按理论方位、直读坐标法实测。在测区已有控制点 T1、T2 设站，放样两个以上的剖面线上的理论点位于实地，分两组在上述点位上架设全站仪，后视 E1 或 E2 并用第二点检核，然后按剖面理论方位半测回、直读坐标法测量剖面点。剖面测站点间距最大为537.11m，剖面测站点往返测距离误差最大为1.9cm，满足设计要求。

(二)地面磁测工作

本次完成1∶1万地面磁法测量20km2，网度100m×40m。1∶1000磁法精测剖面5.6km，点距10m，地面磁测参量为磁总量异常。观测方法是在测量敷设的测网上用总场磁力仪逐点进行ΔT值测量。

1.仪器性能及使用情况

本次工作使用的仪器为手持式(He4)光泵磁力仪，型号为HC－95型。正式生产前对所用的仪器进行了一致性测定，在工区现场按照设计要求进行联测，总均方误差ε=3.63nT，满足设计要求。

日变站观测仪器为CZM－3质子磁力仪，观测磁场值自动记录，采样间隔120s。日变站设在了村东树林里，远离公路和其他工业设施，附近没有磁性干扰物。站点地磁场平稳，磁场水平梯度小，保证了日变观测数据准确可靠。

在工作过程中，仪器设备的使用和维护分包到人，严格按照仪器说明书和操作规范执行，确保工作顺利进行和数据资料质量可靠。

2.基点选择

本次工作在当杖子东侧树林里选了一个基点，基点位置远离公路和电力设施，没有磁性干扰。

3.扫面观测和质量评述

每日的观测均始于基点终于基点，测点点位准确，遇到障碍物都进行了合理的移点。工作中每隔一定间隔及时核对仪器存储号和测点号，并做好记录遇到电量不足引起仪器性能变化时及时采取了重复观测等措施，以确保工作质量。

质量检查工作按照一同三不同的原则进行，检查点的分布比较均匀。磁测精度以均方误差作为衡量标准，检查点数176个，检查率为3.5%，均方误差ε=6nT，达到了设计的精度要求。

4.室内工作

每天野外工作结束后对存储于仪器内的数据及时进行输出整理，对存储号和测线的点线号进行核对，确认无误后对原始数据进行初步整理、改正和异常值计算。异常值计算公式为:

ΔT=Tc—T0+ΔHT+ΔTT式中:Tc为观测点读数，T0为基点磁场值，ΔHT为日变改正量，ΔTT为梯度改正量。

(三)数据处理及解释推断

首先对平面资料进行了化极处理。化极前后的ΔT等值线平面形态特征变化明显，长轴走向总体呈北西—南东两侧梯度变化较大，由原来的南西侧梯度小、北东侧梯度较大变化为南西侧梯度大、北东侧梯度小。结合区域地质特征推测磁性体倾向北偏东。

通过异常中心部位实施了精测剖面(编号为100线、剖面方向30°、点距10m)，利用中国地质大学(武汉)的磁法勘探软件(MAGS2.0)对该剖面进行数据处理及反演解释，对引起异常的地质体空间分布特征作定性、定量分析。解释方法主要有:磁场的空间解析延拓、欧拉齐次方程法反演、归一化总梯度计算、二度半人机交互反演等。

1)解析延拓主要做了4个高度的向上延拓，分别为100m、200m、300m、400m。从上延结果看，异常形态规则地表观测极大值755nT，上延400m后衰减为487nT，梯度－0.67nT/m，表明该异常是由具一定埋深和规模的磁性体引起。

2)用欧拉齐次方程法确定磁性体位置和深度，结果为主磁性体水平位置在600～650号点附近，埋深530～715m。

3)利用归一化总梯度计算，异常中心位于570～600号点，垂向深度650～700m。

通过上述不同方法计算认为，磁性体主要分布于600号点为中心的地段内，埋深550～700m。利用本次采集标本的物性测定结果进行二度半人机交互反演结果表明，给定的磁性参数不足以引起观测到的磁场值磁性参数选用区域平均值，即按白云岩κ=2.95×10－5SI、花岗斑岩κ=300×10－5SI计算，结果亦不能引起上述剖面观测磁场值。因此，推测地下深处存在较强磁性的地质体。

经反复修改地质模型及参数后，以4个截面形状、磁性参数均不相同的地质体计算，可得到较理想的拟合结果(图2－7－2)。3个磁化强度大于10A/m的地质体彼此连接，呈水平略向北东倾斜的不规则板状体，最大厚度近100m其中，磁化强度为32.5A/m的地质体位于590～660号点，埋深550～700m，宽度700m磁化强度为15A/m的地质体位于660～760号点，埋深670～880m，宽度1000m。后二者是引起本区异常的主要磁性体。

图2－7－2 当杖子100线精测剖面解释综合成果图

通过以上解释认为，引起本区磁异常的地质体埋藏较深，规模较大，且磁性不均匀，形状为不规则板状体。建议选取磁性较强地段实施钻探验证。

四、验证结果

从验证结果看，钻至深度896m见到磁铁矿体。从取到的岩心看，矿体总体产状较缓，结合异常的平面及剖面特征推测为板状体。与前期解释磁性矿体顶板深度(700m)相差约200m，误差30%。其原因主要还是选用物性参数不准确所引起。当时按最大总磁化强度32.5A/m进行反演拟合，尽管拟合结果误差不大，由于选用的磁化强度较低，求得的磁性体埋深偏浅。

对矿体部分岩心(896～940m)进行磁性参数测定，磁化率κ=(44～7560)×10－5SI，剩余磁化强度Mr=(88～4012)×10－3A/m，表明所测标本磁性较弱。若以平均磁化强度M=45A/m，并以100线600号点验证钻孔见矿深度896m为已知条件，对100线精测剖面实施反演拟合(图2－7－3)，计算结果磁性体剖面形态与前期反演相差不大，即仍为缓倾斜板状体，倾向剖面左侧(南西或南东)，埋深860～1050m。钻孔处矿体厚度较其两侧略大，约170m，向两侧厚度也大，但总趋势逐渐变薄。磁性体主要分布于510～800号点，长度超过2000m。

图2－7－3 100线反演解释综合剖面图

(本节供稿人:史殿胜李晓敏)

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