SCI论文（www.lunwensci.com）
摘要 ：为了研究纳米比亚北部铁矿区的磁异常，对矿区内矿 石及围岩的物性特征进行了研究分析， 并对该区的铁矿石进行了 多项化学分析、组合分析和铁矿物物相分析，结果认为 ：①该矿 区内矿石分为两层，分别为上层矿和下层矿，其中上层矿TFe 含 量一般在 18% ~ 25%， 平均含量为21.75%， 强磁性， 下层矿TFe 含量一般在 34% ~ 38%， 平均值为 37.03%。且Mn 含量高， 弱磁 性。②矿区内磁异常的形态、范围及磁异常梯度带与上层矿分布 较为吻合，本次测制的剖面△ T 曲线及其二维反演结果也显示矿 区磁异常是由含磁铁矿石引起的。③矿区磁异常与磁铁矿体吻合 较好， 具有开展磁法工作的良好地球物理前提。
关键词 ：朝斯组,铁矿区,磁异常特征,围岩物性特征
1 地质概况
纳米比亚位于非洲大陆西南部，位于卡拉哈里克拉通和刚 果克拉通的拼合部，纳米比亚构造线方向主要为北西向和北东 向，由一系列逆冲断裂和褶皱构造组成。大地构造单元总体上 可分为 3 个，北部地体、南部地体及中部褶皱带达马拉造山带。 该造山带的构造线方向主要是北东向，由北向南分为北部台地 区(NP)、北部带(NZ)、中央带(CZ)、南部带(SZ) 南部边缘带 (SMZ) 和南方山前地带(SP)。
达马拉造山带地层沉积始于新元古代的陆间裂谷作用，在 达马拉造山带的北部带(NP) 中发育有多处沉积型铁矿床，在与 Otavi 碳酸岩台地相邻区和达马拉造山带西北分支区的相对应 的部分，低品位的含硅赤铁矿 -磁铁矿建造主要发育于 Otavi群 Abenab 亚群朝斯组(Nch) 中。朝斯组(Nch) 在该区分布面积超 过 38000 公里， 在 Kaokoland 至 Outjo 地区广泛分布。矿石中铁含 量非常大， 据估算这种混杂岩内含铁达数十亿吨， 平均铁含量为 35%。矿体露头厚度由 10m 到一百余米，在不同的地方发育有几 个大的透镜状矿体。
研究区主要发育的地层为Nosib 群、Otavi 群和Mulden 群。 Nosib 群主要由中粗粒砂岩和砾岩组成，砾岩成分复杂由花岗 岩、片岩和白云母石英岩和石英粗砾形成。
Otavi 群主要由碳酸盐岩白云岩、灰岩夹含砾碎屑岩组成， 由Mulden、Ombombo 和Tsumeb 三个亚群组成。
其中Tsumeb亚群包括Maleberg组、Elandshoek组和Huttenberg 组，主要是以白云岩、灰岩为主的碳酸盐地层。分别以纹层薄层状 白云岩、纹层薄层状浅灰色白云岩(含碧玉、燧石)、浅灰条带状白云岩为特征。
Ombombo 亚群主要由碎屑岩和碳酸盐岩组成，包含一层过 渡层和上覆的黑色粗砂质粒状灰岩，过渡层主要由层状泥质灰 岩组成， 但是岩性多变， 含千枚岩， 局部还发育厚层页岩、砂岩、 杂砂岩、砾岩、含铁页岩、深灰色白云岩(内含大量黄铁矿)，也 发育有白云岩和灰岩混层。上覆的黑色粗砂质粒状灰岩， 具中层 至厚层状构造， 局部发育交错层理。本次研究的铁矿赋存层位于 朝斯组(Nch) 即发育在 Ombombo 亚群中。
朝斯组(Nch) 由混积岩、砾质砂岩、薄层粉砂岩，细粒碳酸 盐岩等含铁建造构成。朝斯组内铁矿层有二个层位，分别可称 之为上层矿和下层矿。上层矿矿石矿物主要为磁铁矿和赤铁矿， 矿体较厚，呈层状或似层状产出。下层矿呈厚板状，厚度比较稳 定，主要矿物成分为赤铁矿。
2 矿体矿石特征
2.1 矿体特征
矿区内矿体主要分为东西铁山和南部的 OK矿带两处， 两座 矿体南北相距约 8km，分别由数个小型矿体组成。两座矿体均赋 存在朝斯组(Nch) 地层内，其中东西铁山是一个背斜构造的两 翼，将背斜两翼分别命名为东铁山和西铁山， 主要是由下层矿组 成。OK矿带走向延伸近 8km，主要是由多层平行排列的薄层矿 体组成， 主要由上层矿组成。
2.1.1 东铁山矿体
东铁山矿体主要由主矿体E1号矿体和其余4个小矿体组成。 从矿体形态上看，E Ⅰ矿体形态较为简单，整体上呈单斜地层产 出。矿体虽受北东向断裂的影响，使矿体受到错动，但并未破坏 矿层的整体连续性。矿体浅部大都出露地表，东铁山主矿体呈现 出以中部厚度最大，向南向北厚度均逐渐变薄的趋势，呈现出 似层状 -透镜状，矿体局部呈现分支复合现象。矿体走向北西约 315°， 矿体沿走向延伸约2780m， 矿体厚度在2.00m ~ 45.59m之 间。倾向北东，倾角变化范围在25°~ 44°之间，一般为 30° ; 并呈现出地表相对较陡， 向深部变缓的趋势。
2.1.2 西铁山矿体
西矿山矿体整体走向为北东东—南西西，与东铁山矿体分 别位于一个轴面为南北向并向北倾伏的背斜的两翼。矿体整体 上也是一个厚层状矿体，但矿层在早期北北西向褶皱的基础上 又受后期构造运动改造，矿体的形态复杂化，加之后期近南北向的断裂的影响，使矿体的连续性受到一定程度的破坏。其中 主矿体形态产状上来看，矿体整体呈厚层板状产出，倾角变化 范围在 20°~ 40°之间。矿体沿走向延伸约 1980m，矿体垂直 厚度在 10.01m ~ 38.96m之间。沿倾向到深部也往往发育多层夹 石，最多 4层。通过统计夹石的品位可以看出，其TFe含量往往 在 15% ~ 25% 之间，而其中Mn 的含量大都在 10% 以上。从矿 层中剥蚀而形成的铁矿转石，大量堆积在该矿段的四周，形成 了宽百米的铁矿转石覆盖区。在铁矿转石覆盖面区的外围则为 Ombombo 亚群的白云岩。地表矿石品位高，TFe 最高大于 60%。 矿石均含锰， Mn含量大都在 5% 以上。钻孔中矿石TFe 的品位明 显降低。主要矿石类型为稠密浸染状磁铁矿石、条带状磁铁矿石 和块状磁铁矿矿石， 矿体平均品位为 33.71%。
2.1.3 OK矿带
矿体总体上表现为一单斜状。矿体夹于朝斯组含砾铁 质砂岩中。矿体整体是以低品位矿为主，矿石品位大都在 20% ~ 28% 之间， 沿走向长近 5km。矿层总体走向为NNW， 倾 向NE，倾角25°~ 50°，一般为 30°左右。OK矿带地区大部 分以小的矿体为主，规模较大的矿体主要位于 OK5线 -OK11线 之间，矿体在地表和浅层大都不发育或者以略低于边界品位的 岩石为主，地表覆盖较为严重。矿体呈板状产出，倾角在 35°左 右。矿体沿走向延伸在约 3340m， 厚度在2.07m ~ 17.87m之间， 以 OK5线厚度最大， 向北至 OK11线厚度呈现递减的趋势。
2.2 矿石特征
通过前期勘探工作，基本查明了区内主要的矿石自然类型 有原生磁铁矿石和氧化赤 -磁铁矿石两种。
原生磁铁矿石可以分为浸染状磁铁矿矿石、条带状磁铁矿 矿石和块状磁铁矿矿石三种亚类型。
氧化赤—磁铁矿矿石基本也可分为块状赤—磁铁矿、条带 状赤—磁铁矿和浸染状赤—磁铁矿三种亚类型。
其中除浸染状磁铁矿矿石只在上层矿中发育，属于原生矿 石类。其余五种矿石在上层矿和下层矿中均有发育。
浸染状磁铁矿矿石 ：为上层矿主要的原生矿石类。颜色一 般为灰色，风化后褐黑色，含砾砂状结构，块状构造，碎屑物主 要为中砂到细砂级的石英和磁铁矿，常含有少量的砾石，砾石 大小不等，大的可达数十厘米，砾石成分复杂，主要为花岗岩、 片麻岩、石英岩的砾石，偶见大理岩的砾石，砾石含量一般小于 5%，砂粒级的碎屑物主要为石英和磁铁矿，磁铁矿含量一般在 30%左右 ,含有少量的斜长石和微斜长石，杂基主要为细砂质— 粉砂质， 成分主要为硅质， 含少量的立方形晶体的黄铁矿(<1%) 和黑云母。
条带状磁铁矿矿石 ：他形 - 半自形微粒状结构，条带状构造 及结核构造， 磁铁矿与玉髓分别富集成条带， 为块状磁铁矿与铁 硅质岩的过渡类型， 为下层矿主要的矿石类型块状磁铁矿矿石 ：他形 - 半自形细粒状结构、块状构造。为下层矿的主要矿石类型。
赤—磁铁矿石 ：细粒状结构、块状构造。磁铁矿发生铁氧化 作用， 铁矿石中的磁铁矿氧化形成赤铁矿、褐铁矿和针铁矿等次 生的铁氧化物。
光谱半定量分析结果显示 ：
上 层 矿 中，TFe 含 量 一 般 在 18% ~ 25%，平 均 含 量 为 21.75%， Na2O 平均值为 0.81%， K2O 的平均值为 1.14%， CaO 平 均值 3.12%， MgO 平均值为 3.03%， SiO2 平均值 43.83%， Al2O3 平 均值为4.13%。
下层矿中，TFe 比较稳定，一般在 34% ~ 38%，平均值为 37.03%。下层矿中Mn含量较高， 平均值 6.27%， 钻孔中含锰最高 达 26.57%。Na2O 平均值为 0.99%， K2O 的平均值为 1.03%， CaO 的平均值 2.49%， MgO， 平均值 为 1.55%， SiO2 平均值 30.31%， Al2O3 平均值为 3.33%。
2.3 矿体围岩与夹石特征
上层矿矿体的顶板、底板及夹石均为朝斯组(Nch) 含砾含 铁砂岩，与矿体呈渐变关系，其矿物成分、化学成分及其变化特 征与矿体基本相同，只是其有用组分TFe 的含量达不到工业指 标，经统计，矿体顶底板 3m 范围内，围岩内主要有用组分TFe 的含量一般为 15% ~ 24%,平均值约 18%。
下层矿的顶板为朝斯组(Nch) 含砾含铁砂岩或铁硅质，底 板为含砾砂岩或砾质砂岩。矿层与底板的分界明显， 但与顶板呈 渐变关系。
在东西铁山地区，矿体中的夹石大都为含锰铁质粉砂岩。在 该区TFe和Mn 的含量往往存在此消彼长的关系， 因此夹石中Mn 的含量大都比较高，部分达到工业品位。在 OK矿带地区，矿石 中基本不含锰， 夹石大都是由TFe含量达不到工业品位引起。
3 岩矿石物性特征
对矿区内地层进行了系统的物性标本采集测定工作，采集 测定了295块岩石露头标本和 181块钻孔岩芯的密度磁性参数。
矿区内矿体与围岩之间存在明显的物性差异，围岩岩性主 要由白云岩、灰岩、砾岩和砂岩组成，中、低密度，无、弱磁性。 矿体主要由赤铁矿、磁铁矿组成。下层矿为高密度，弱磁性，随 着磁性物质增加磁性增强，表现为中磁性。上层矿为高密度， 中、强磁性。
根据磁化率实测结果显示，矿区内部不含磁铁矿的岩矿石 呈无磁性，磁场上一般不显示异常，含磁铁矿的岩矿石有磁性， 磁场上一般表现为高值强异常。
根据这些物性特征，为在本区进一步利用物探勘探寻找隐 伏铁矿体，大致查明矿体的产状、规模等，提供了有利的地球物 理条件。
4 工作方法
根据DZ/T 0071 - 93《地面磁勘查技术规程》和《勘查施工设计书》的要求，在矿区进行了 1 ：25000 的磁法网勘探布设，同 时开展工区地形测量。矿区内围岩与磁铁矿磁性差异较大， 磁法 测量可以清晰地区分磁铁矿和围岩。
磁力观测采用磁力仪 GSM-19 自带 GPS 设备以线方向进行 自动定位和观测。磁力测点按线距200 间隔，采用以线方向基本 匀速前进进行连续观测， 循环时间间隔为 1s。测点的外业记录均 由仪器自动记录， 工作单元结束后传输后整理。对磁测数据进行 了日边改正和正常场改正。日变改正采用 GSM-19磁力仪所配置 的校正程序进行。
5 磁异常特征
在低纬度地区，观测到的磁场形态远比在中高纬度地区相 同地质条件下复杂的多，具体表现为磁异常远比地质构造复杂， 负异常明显，伴生异常增多。工区内正负异常相伴而生，负异常 明显。这是因为在以水平磁化为主的条件下，磁性体产生的 ΔT 异常主要由水平分量构成。在解译前对 ΔT 异常做了化极和向上 延拓处理， 绘制出工区的地面高精度磁测 ΔT 等值线平面图。
工区内磁异常的总特征为 ：异常呈条带状，走向以北北西 向为主，正负伴生，负异常一般位于西南侧，正高磁异常梯度变 化较缓， 一定程度上反映了朝斯组地层的产状， 磁异常扭曲或者 不连续系断层反映。根据磁异常的走向和连续性， 区域上大致可 分为 ：东铁山磁异常带、西铁山磁异常带和 OK矿带磁异常。 5.1 东铁山磁异常带异常呈走向北北西向的带状，从东铁山一直延到Fe5矿点， 长近 5000m，最宽处近 600m(E0 线)，南西翼为负异常，梯度变 化较陡，反映磁性体向北东南倾。磁异常极大值为 1400nT，极 小值为 -300nT。在 E3 到 E12 线之间异常高且宽度大。在 E16 异 常明显变窄，峰值降低。异常的位置与地表朝斯组(Nch) 下层 矿出露的位置吻合。在 Ombombog亚群的白云岩和其上部几乎 无异常显示。该异常是由朝斯组(Nch) 中磁铁矿引起。钻探也 证实，在E3 到E12线之间异常高且宽度大处，有厚大的铁矿体， 而E16 向南则矿体厚度和品位则显著降低。
5.2 西铁山磁异常带
异常呈不规则条带状，主体走向北东东，长约 1.8Km，宽约 420m，多极值，两翼异常梯度变化较陡，反映磁性地质体埋深 较浅， 磁异常极大值 800nT， 极小值 -1000nT。此异常在W11 以 西迅速消失，说明西铁山矿体终止在W11 线以西，这与地表西 铁山矿体的产状一致(此处铁矿体向东倾斜)。在W11、W7 和 W3线的南北两端，均无明显的负异常出现，说明此部位矿体产 状平缓。但在W0、W4、W8、W12 线的北部，均出现明显的负异 常，说明此部位的矿体向北倾斜。而且在负异常的北部出现了高且宽阔的正异常，说明此部位矿体向北延伸会较远。这已为 ZKW8-2、ZKW12-1、ZKW12-2 均见到厚矿体所证实。以上说明 该异常是由 Chuos(朝斯组) 中的磁铁矿体引起。
5.3 Okavare 异常带
异常呈北北西方向，异常整体形态为一长契形状，与朝 斯组(Nch) 在地表出露完全吻合，磁异常极大值 3600nT，极 小值 -2400nT。异常长约 5000m， 南部最宽处可达 900m， 在到 OK11 勘探线以北 1000m 处近于消失。磁异常峰值较高，且异常 东部还有比较宽缓磁异常，西侧磁异常较高推测为出露地表的 上层磁铁矿引起。动词宽缓的磁异常推测为地表下隐伏的磁铁 矿引起。
5.4 剖面异常
剖面 1 位于西铁山之上，磁化率曲线呈平缓的凸起，磁异常 强度较小， ΔT极大值达 500. ΔT极小值为 0 ;异常总体特征为曲 线梯度较缓， 呈现中间高两边低， 说明磁性体主要集中在测线中 部。根据同测线钻井揭示显示， 测线中部发育有弱磁性层赤铁矿 层，矿体整体形态表现为中间厚、两边薄的透镜体。
剖面2 位于 OK矿带，磁化率曲线呈双峰凸起形，磁异常强 度大，梯度较陡，ΔT 极大值达 1100.测线东段具负极化率异常 值，ΔT极小值为 -200 ;测线东段较陡的磁化率异常值说明地表 可能出现较强的磁性体发育，剖面西段出现宽缓的磁化率异常 曲线说明地表之下可能发育有隐伏的磁性体。钻孔也验证了这 一推测。在 ZKOK5-3 中 -50 米深度见 40m 厚磁铁矿， ZKOK5-0 中在 -140m 和 -240m 中分别见到20m 和 50m 厚的磁铁矿。
两条剖面对比显示，在西铁山中主要发育的是无磁性的下 层赤铁矿， 虽然钻井在地表揭示了较厚的矿体， 但是地表磁异常 值较弱，异常梯度较平缓。在 OK矿带中钻井主要揭示的是上层 磁铁矿，虽然埋深较深，但是还是能引起地表磁异常显示，且异 常值较大， 异常梯度较陡。
6 结论
(1) 矿区内铁矿石分为两种，一种有磁性，一种无磁性，矿 石中TFe 成分较高。
(2) 矿区内高精度磁异常的形态、范围和上层矿的分布较为 吻合。
(3) 矿区磁异常与磁铁矿吻合较好，具有开展磁法工作的良 好地球物理前提，下一步深部找矿及外围找矿应安排在磁异常 范围内进行。
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