河北大兰坨铁矿
大兰坨铁矿位于河北省滦南县西南，在其北东约20km处为河北省著名的沉积变质型司家营、大贾庄等大型铁矿区，以东相距约10km处有郭杖子小型铁矿。2008年河北省地球物理勘查院在该区开展了1∶1万地面磁测工作，依据圈出的磁异常布置了钻探验证，在孔深739.31m处发现了22.48m厚的磁铁矿体，矿石平均品位:TFe37.13%、mFe33.29%。
一、矿床地质背景
大兰坨铁矿区大地构造位置处于华北陆块(Ⅰ)胶辽古陆块(Ⅱ)秦皇岛岩浆弧(Ⅲ)滦县大陆边缘裂陷褶返带(Ⅳ)双山子－卢龙大陆边缘增生带(Ⅴ)的西南边部，为第四系覆盖区(图2－11－1)。
图2－11－1 河北省滦南县大兰坨铁矿区区域地质图
该铁矿目前仍处在进一步勘查工作中。大兰坨铁矿区与司家营大型铁矿区同处于一个Ⅴ级大地构造分区，即双山子－卢龙大陆边缘增生带，有着相同的成矿地质构造环境，应属于司家营式沉积变质型铁矿。
(一)成矿地质特征
司家营铁矿主要赋存于新太古代滦县岩群阳山岩组，岩石类型主要为黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩、片岩、磁铁石英岩等。在大兰坨工区钻孔中也出现了变粒岩。
司家营矿区混合岩化作用较为普遍，以再生交代型混合岩化为主，混合岩化作用主要以原地半原地重熔作用为主。在大兰坨工区的钻孔中见有强烈的混合岩化作用，无明显的贯入穿插现象。
(二)成矿构造特征
司家营矿区处于一倒转向斜构造中，属于司马长复式褶皱的次一级褶皱。该褶皱轴向近南北，轴面西倾;其东翼为正常翼，产状较缓而且稳定，西翼为倒转翼，产状较陡。原始沉积的铁矿层同围岩一起褶皱变形。
司家营矿区内断裂构造较为发育，主要有北北东、北北西和近东西向三组。根据磁法成果处理结果推断，大兰坨工区构造线方向为北北西向。
二、地球物理特征
(一)航磁异常特征
1959年地矿系统进行的1∶10万航磁测量、1973～1974年冶金系统进行的1∶2.5万航磁测量，在本区均出现了北东向展布趋势的条带状航磁异常，最大强度均为500nT。由于本区处于两次航测区的边部，异常低值部分未封闭。
1977年在唐山地区一带开展了1∶20万平均高度为800m左右的以解决构造问题为目的的航空磁测，精度较高(±4.2nT)。在本区圈出了形态完整的航磁异常:在大面积负磁场背景上，出现低缓正值异常带，100nT等值线圈闭呈北东走向的条带状，两端窄中间宽;150nT等值线圈闭呈近椭圆状，强度300nT，曲线圆滑规整(图2－11－2)。
图2－11－2 大兰坨一带1∶20万航磁ΔT(nT)等值线平面图
(二)地磁异常特征
2008年河北省地球物理勘查院在本区内开展了新一轮1∶1万高精度地磁工作，圈出了曲线形态较为规则的地磁ΔT异常(图2－11－3)。异常总体为北东走向，600nT等值线圈闭呈近椭圆状，梯度北西侧稍陡、南东侧略缓，900nT等值线圈闭的异常分为两个，即Ⅰ号异常和Ⅱ号异常。Ⅰ号异常呈椭圆状，长轴为北东向，长约3.5km，宽2.5km;Ⅱ号异常也为椭圆状，长轴呈北西向，长约1.5km，宽约800m。
(三)工区重力场特征
从重力剩余异常等值线平面图上看(图2－11－4)，大兰坨铁矿区处于两个局部重力高与局部重力低的西南过渡带上，即重力梯级带及其两侧。钻探验证孔位于局部重力高以南的边部。
图2－11－3 大兰坨铁矿区1∶1万地磁ΔT等值线平面图
图2－11－4 大兰坨一带1∶20万重力剩余异常等值线平面图
三、物探方法技术应用
(一)以往工作概况
1973年河北省地质五队第一次在该区开展了1∶5万地面磁测，圈出了长3km、宽2km及呈北东走向、形态规则的磁异常带，强度800nT。推断异常为沉积变质型铁矿引起，估计埋深在500～700m。
1976年冀东铁矿会战时，冀东一队对地磁异常进行钻探验证，先后施工两孔，钻孔资料显示:第四系厚400～500m，其下古近－新近系厚30m，以下为太古宙片麻岩。孔深800～900m，两孔均未见矿。
20世纪70年代，虽然在本区进行过地面磁法工作，由于工作比例尺小，属于普查性质。这种资料直接用于铁矿勘查是不够精细的，很难准确圈定叠加在复杂磁场中的磁铁矿位置。在这样的条件下进行钻探验证，不见矿不等于没矿。因此，尽管进行了钻探验证，但异常性质尚未清楚。
(二)新一轮异常查证验证
2008年河北省地球物理勘查院在本区内开展了新一轮异常查证验证工作。
1.目标任务
在冀东司家营铁矿区外围寻找规模较大的隐伏和深部铁矿以扩大矿区的铁矿资源量。开展面积为192km2的1∶1万地面磁法勘查，并对有找矿意义的磁异常进行钻探验证。
2.工作部署
本次工作的测网密度为100m×20m，测线方向为北西向。
3.使用仪器
使用的仪器为中国国土资源航空物探遥感中心生产的HC－95氦光泵磁力仪4台，廊坊瑞星公司生产的质子磁力仪3台。
4.主要技术参数
对所投入仪器的各项性能指标做了一系列试验，试验内容主要如下。
光泵磁力仪:仪器噪声水平试验，多台仪器的一致性试验。
质子磁力仪:仪器噪声水平试验，探头一致性，主机一致性，多台仪器的一致性试验。各台仪器的试验结果、精度详见表2－11－1、表2－11－2、表2－11－3和图2－11－5。
表2－11－1 各仪器噪声水平试验成果表
表2－11－2 探头一致性成果表
表2－11－3 仪器一致性试验精度统计成果表
图2－11－5 主机一致性试验成果曲线图
5.资料综合解释
从地磁场特征(图2－11－3)看，异常区整体上有一个北东走向的磁性体存在，异常范围大、强度低，梯度变化小，反映磁性体埋藏较深。其中，北东部分的磁异常为北西走向(Ⅱ)是叠加在北东向总体异常之上的局部异常。根据区内及相邻地区收集的钻孔资料显示:本区第四系厚度一般为500～700m。为了突出局部异常细节、相对压制区域异常影响，我们采用积分插值法做了逐步向下延拓处理。下延700m深度后，由于计算点接近场源，形成叠加异常的磁性体被明显分解成相对独立的多源体(图2－11－6)。由此推测:北东向的地磁主异常(Ⅰ、Ⅱ)，是深部较强磁性的变质辉长岩和中等磁性的变质花岗岩的共同反映，二者组成一个规模很大、磁性较强的磁性块体，是引起地磁异常以及航磁异常的主要磁性地质体。北东端的Ⅱ号异常则可能是由分布在规模较大磁性块体之上的磁铁矿体所引起。
由图2－11－4可见，本工作区圈出的地磁异常位于重力高与重力低异常的过渡带上(司各庄东)。如果从地质构造环境分析，认为重力高反映构造层的隆起区，重力低反映构造层的凹陷区;两者的过渡带上有磁异常产生，即隆起与凹陷的边部地带有磁异常产生。这一现象值得重视。由于隆起与凹陷多是断裂构造所致，这样的部位有利于铁磁性矿物的运移和富集，且剥蚀程度较低，利于铁矿的保留。在冀东地区铁矿典型示范工作中，我们总结发现已知成型铁矿大多处在重力高与重力低的过渡带上、偏向重力高一侧的这一规律。如东侧已探明的郭杖子小型铁矿床，就是和本铁矿区处在同一重力场中。除此之外，在遵化县西小寨覆盖区发现和找到的隐伏铁矿也是处在与此相似的重力场中。因此，有理由认为如果航磁异常或地磁异常处于隆起与凹陷的边缘带上，这是成矿的有利部位，寻找大中型铁矿的可能性很大。可见，我们推断Ⅱ号异常系磁性铁矿引起是符合这一规律的。
由图2－11－3和图2－11－6可以看出，1∶1万地磁ΔT等值线圈出的两处异常中心，异常Ⅰ的范围大、强度高，异常Ⅱ的范围小、强度稍低。向下延拓700m后的结果是:区域场的影响明显受到压制，局部异常得以凸显及分解并逐渐清晰。异常Ⅰ的一个中心分解成三个异常中心，而且强度明显低于异常Ⅱ。为什么在本区会出现高强度的(Ⅰ)下延梯度变化小、低强度的(Ⅱ)下延反而梯度变化大呢?我们认为:异常Ⅱ是一个叠加异常，而且矿体产在造成较高强度异常出现的侵入岩体之上，下延后点的位置接近强磁性场源，则梯度变化大，强度增高明显。异常Ⅰ主要是变质岩体的反映，则梯度变化小，强度低。异常Ⅰ实测ΔT值强度高于异常Ⅱ，说明岩体在西南部向下延深很大，或者说侵入体的厚度增大。异常Ⅰ处是否有矿体存在?在图2－11－6上可看出，下延后异常也呈现出北西走向，与Ⅱ号异常走向相同，类比认为有铁矿存在的可能，只是深度会比异常Ⅱ处深很多，有待进一步钻探验证。
图2－11－6 大兰坨铁矿区地磁下延700mΔT等值线平面图
四、验证结果与预测资源量
(一)验证结果
2008年在图2－11－3、图2－11－6所示的Ⅱ号异常ZK位置布设钻孔进行了验证。其结果如下:
0～739.31m，第四系、古近－新近系砂土、亚砂土、黏土、砾石层;
739.31～761.79(22.48)m，磁铁石英岩;
761.79～782.80(39.03)m，变质花岗岩;
782.80～972.64(189.8)m，变质辉长岩;
972.64～1005.75(33.11)m，变质花岗岩;
1005.75～1096.58(90.83)m，变质辉长岩;
1096.58～1250.09(153.51)m，变质花岗岩。
对钻孔中的铁矿石进行了取样分析，取样长度一般1m，最大1.97m。矿石品位:TFe最高39.80%、最低33.41%，mFe最高35.84%、最低28.64%。平均品位:TFe37.13%，mFe33.29%，接近富铁矿品位。
(二)预测资源量
依据地磁Ⅱ号异常ΔT等值线圈出的范围，推测矿体长1500m，矿体厚度及延伸按垂直走向的磁法剖面反演求得的参数计算:矿体厚度为50m，延伸约为300m。大兰坨工区采集小体重样品8件，计算出矿石平均体重为3.43t/m3。预测铁资源量为7717.5万t。
大兰坨Ⅰ号异常尚未验证。如若有矿体存在，其异常的规模是Ⅱ号异常的2倍以上，因此，预测该矿的资源总量能够达到大型铁矿规模。
(本节供稿人:董杰彭朝晖张亚东肖金平张国臣)