冀东滦南一带沉积变质型铁矿区，广泛分布有基性岩体（辉绿杂岩体）侵入体，在司家营、马城铁矿区以厚度较薄的岩墙出现，由于铁矿厚度达二三百米，且铁矿层位于出露区或赋存于浅覆盖区，基性岩体所反映的重磁异常相对于铁矿要小得多。但杜蒿坨地区，是第四系深覆盖区（740 m以上），基性岩体以岩株出现，厚度达几百米（钻孔见），铁矿层较薄（二三十米），基性岩反映的重磁异常比铁矿层大很多，磁法和重力又是铁矿勘查有效的手段。因此，深入研究铁矿层和基性岩体的重磁特征具有一定意义。

1 地质概况

研究区位于马兰峪复式背斜（Ⅲ）南部与山海关台拱（Ⅲ）交接部位，开滦台凹（Ⅳ）东部。早元古代深变质岩同太古宙绿岩带一起组成华北陆台基底。中元古代到中生代印支运动期间，华北原陆台内没有发生广泛和强烈的造山作用。中元古代早期基于太古宙克拉通基础之上，形成了大致近东西向的或近南北向张性断裂带。

区域太古宙火山活动频繁，受区域性断裂带的控制，形成一套巨厚的基性—中酸性火山岩岩石组合。本区变质岩经恢复后原岩建造是一套基性—酸性火山凝灰岩（主要）＋铁硅质岩＋沉积岩组合，整个层序反映了一个较完整的火山喷发沉积旋回。

区域上固安—昌黎隐伏深大断裂和青龙河大断裂，控制着含矿变质岩系的分布。近南北断裂带和褶皱控制着铁矿床的产出，如司家营、马城超大型铁矿就位于2个断裂带上。

中元古代基性岩体主要为辉绿杂岩侵入体，规模小，呈小岩株、岩墙或脉状。此类侵入体一般截穿矿体，在司⁃马⁃长一带多以岩墙出现，在杜蒿坨东南部的钻孔中见有辉绿杂岩体。

2 基性岩体的形成时代及其与古老变质岩系的关系

杜蒿坨一带基性岩体同位素年龄测定（斜锆石Pb⁃Pb）为（1 228．3±4．0） Ma，为中元古代侵入体，其形成时代比本区古老变质岩系（2 400～2 600 Ma）要晚。太古宙与元古宙的分界年龄为2 500 Ma左右，含铁岩系的变质时间在晚太古宙末期，沉积变质型铁矿产于太古宙含铁岩系中，混合岩化作用晚于沉积铁矿的变质作用，则本区各古老岩系的大体演化历史：①变质岩基底首先形成，其形成年代在2 400 Ma之前，其原岩建造的一般特征是，底部以基性（玄武质）火山凝灰岩为主，向上为中基性（玄武安山质）火山凝灰岩间夹基性火山凝灰岩等，再往上是铁硅质岩，顶和褶皱部则是凝灰质沉积岩并夹薄层铁硅质，形成一个较完整的火山喷发沉积旋回；②中部则出现中酸性（英安质）火山凝灰岩，经后期岩浆侵入作用形成混合花岗岩，穿插在基底变质岩之中；③基性岩体为后期侵入产物，穿插在混合花岗岩、含磁铁石英岩和片麻岩中。

3 基性岩体的特征

基性岩体由多种岩石组合而成辉绿杂岩体，辉绿岩为主体，还有辉长岩、辉绿玢岩、花斑辉长岩等。

3．1 基性岩体的分布特征

中元古代辉绿杂岩侵入体规模小，呈小岩株、岩墙或脉状。此类侵入体穿插在铁矿和围岩中，对矿体有破坏作用。在司⁃马⁃长一带多以岩墙出现，在杜蒿坨东南部的以岩株状产出（图1），DHZK001、DHZK002和DHZK004钻孔中见岩体厚270～640 m，ZK7⁃1、DHZK005 孔所见岩体较薄，几米至几十米。

3．2 基性岩体的物质成分

岩体具有辉绿结构、似辉绿结构，块状构造。其矿物成分有斜长石（55%～65%）、辉石（20%～35%）、角闪石（5%～10%）、黑云母（1%～5%）和少量钾长石、石英，含磁铁矿一般1%～3%。基性岩体的含铁量普遍较高，含 Fe2O3为 3．79%～6．00%，FeO为 7．28%～9．68%（表 1）。

4 基性岩体的重磁特征

4．1 岩矿石的物性特征

从表2可以看出，本区围岩（片麻状混合岩混合花岗岩）只具微弱磁性、低密度，磁铁石英岩矿石为强磁性、高密度。辉绿岩的磁性及密度介于磁铁石英岩和围岩之间。铁矿与围岩有明显磁性、密度差异。

4．2 1 ∶1 万磁异常特征

从实测ΔT磁异常等值线平面（图2）看出，磁异常整体呈一北东东向分布的“葫芦状”异常带，异常高值位于两个椭圆形中心，分别编号C1和C2，磁异常最小值位于此异常正北，为－150 nT。以475 nT等值线圈闭的两个异常中心为：井二里异常（C1），呈椭圆状，长轴为北东向，圈定的面积为5．1 km2，其北西侧梯度稍大，南东侧梯度稍小，极大值为571．77 nT；杜蒿坨异常（C2），呈椭圆状，长轴方向为北西，圈定的面积为1．08 km2，其北西和北东侧梯度较大，南西和南东侧梯度较小，极大值为551．51 nT。

4．3 1 ∶1 万重力异常特征

布格重力异常总体表现为北部重力高、南部重力低，本区位于二者之间的重力高异常向南突出的重力梯级带上。

剩余重力异常分布在井二里—杜蒿坨一带，受固安—昌黎隐伏深大断裂影响，总体呈北东向的带状分布；而在杜蒿坨一带局部剩余重力异常则呈近南北向展布，应该是含铁矿变质老基底隆起断块或基性岩体地球物理反映（图3）。

4．4 重力异常和磁异常的关系

在图4上可以清楚的看出，化极后ΔT磁异常等值线分布范围和形态与剩余重力异常分布范围和形态基本一致，二者有很好的套合关系。整体是如此，在局部异常上，也表现出重磁异常很好的套合关系，反映了磁性体（基性岩体）的空间分布和展布方向，在杜蒿坨一带尤为明显。

5 对铁矿勘查的影响

5．1 基性岩体引起的重磁异常对铁矿矿致异常的掩盖作用

据上可知，虽然基性岩体含磁铁矿1%～3%，密度 2．86 g／cm3，但其厚度（270～640 m）和体积较大，所引起的重磁异常与本区已知的铁矿强度相似，但范围大得多。因此，在基性岩体出露地段（杜蒿坨附近），出现了有很好套合关系较大规模的重磁异常（图1、图4）。由于其掩盖作用，无法区分哪是由铁矿引起的重磁异常，给铁矿勘查工作造成了困难。

5．2 对矿致异常辨别方法的探讨

5．2．1 对磁异常的计算处理

（1）ΔT磁异常化极等值线特征。磁异常化极的主要目的就是将斜磁化处理成垂直磁化，剔除干扰因素，使复杂异常简单化、更易识别。化极后C1、C2的异常中心比原平面向北西偏移了约500 m（图5）。C2呈现椭圆状，且极值增大较多（与 C1相比），说明是磁性较均匀的磁性体，明显为基性岩体的磁性特征。2个异常中都出现北西走向的细小局部异常，反映出铁矿的磁性特征和实际展布方向。

（2）ΔT磁异常化极垂向二阶导数特征。导数换算能够消除正常场的影响。垂向二阶导数与磁性体边界有密切的关系，能反映出磁性体的位置和边界。经垂向二阶导数计算，C1分离为2个异常，C2基本形态未变且极值增高，明显的看出其为磁性较均匀磁性体，推断为基性岩体，其展布方向为北西向（图 6）。

（3）ΔT磁异常化极向下延拓不同深度的特征。在井二里—杜蒿坨异常带上，为突出异常的细节，分解多源体叠加异常，相对压制区域异常影响，进行了向下延拓（600、800、1 000 m）。 在下延 600 m 时，异常呈西北走向更加明显，极值增加到1 016 nT，C1分解为4个局部异常，C2形态保持不变，异常东北侧等值线较为密集，南西侧等值线较为稀疏，认为磁性体向南西侧倾，但倾角较大；在下延800m时，极值增加到1 537 nT，已经部分超过铁矿体埋深（见矿深度740～1 500 m），除C2保持形态不变外，其他异常由于铁矿的干扰，稍稍发生一些畸变；在下延1 000 m时，极值增加到2 479 nT，已超过大部分铁矿体的埋深，因受强烈干扰，磁异常发生较大畸变，形成了一系列北西向带状异常，但C2形态仍保持不变（图 7）。

综上所述，C2随着下延深度的增加，异常值迅速增高，磁场梯度变大，北西走向更为明显，下延600、800、1 000 m仍具单一异常特征。故此认为该异常可能是磁性矿物含量较高、磁性体规模较大，或者是多个磁性体比较集中所致，亦或是基性岩体引起的磁异常。

5．2．2 对重力异常的计算处理

采用滑动平均法进行区域场与局部场的分离，以便对局部异常进行分析研究。由于本区第四系覆盖较厚（740 m以上），采用若干个窗口（1 km×1 km、2 km×2 km、3 km×3 km、4 km×4 km）进行计算，经过分析对比，选择了4 km×4 km窗口计算结果成图，较好的突出了不同密度差异的细节特征（图3）。5．2．3 对矿致异常辨别方法

在实际工作中，经过对重磁异常不同方法的计算处理对比和综合分析，结合钻探验证结果，区分基性岩体与矿致异常有以下几点认识：①适当增大重、磁异常成图的比例尺，使较小的局部异常显示的更直观、更有规律。②通过导数换算和向下延拓，推定基性岩体的大致空间分布范围，以利于区分矿致异常。利用ΔT磁异常化极等值线图，突出磁异常等值线有规律的细微梯度变化，使矿致异常更易识别。③对比剩余重力异常与ΔT磁异常化极等值线平面，找出重磁异常重合的高值区，据上所述，认为是基性岩体引起的异常，但也可能存在铁矿。④在杜蒿坨异常（C2）上利用钻孔进行验证（见图1）。

DHZK001是本区第一个验证孔，在740～761 m处见铁矿层厚21 m（过第四系见铁矿，未控制住矿层顶板），761～782 m为花岗质混合岩；782 m以下为含磁铁矿辉绿杂岩体。 DHZK004，751～1 441．4 m为含磁铁矿辉绿杂岩体，1 441．40～1 554．9 m 之间见5层铁矿，累计视厚度32．95 m。最大单层视厚度23．6 m。2个钻孔均位于重磁异常高值重合的部位。证明C2是基性岩体和铁矿叠加异常。

ZK1⁃2、DHZK002、DHZK003、ZK8⁃1 均未见矿，ZK7⁃1、DHZK003 仅见到 1．50～3．03 m 铁矿，它们都位于相对远离重磁异常高值重合的部位。因此，重磁异常高值重合的部位，是找铁矿最有利的地段，也是最好的找矿标志。

6 结论

此次通过对基性岩体年龄测定确定为中元古代侵入体，晚于铁矿形成时代。

在本区重磁异常特征的基础上，对基性岩体的重磁特征进行了分析，由于基性岩体本身密度和体积较大，又含有少量磁铁矿，因此，其产生的重磁异常规模和强度比铁矿（密度稍大，但体积小很多）要求的要大得多，对铁矿产生的重磁异常有一定掩盖作用。通过对重磁异常不同方法的计算处理对比，经分析研究，找出了一些矿致异常辨别方法。通过钻探验证认为：重磁异常高值重合的部位，是找铁矿最有利的地段，也是最好的找矿标志。在今后铁矿勘查工作中有一定的指导意义。

参考文献：

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