澳大利亚航磁实例——西澳伊拉希迪盆地,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲点评】西澳中部伊拉希迪（Earaheedy）盆地内的铁矿勘探工作采用航磁，结合1.巨高的航磁异常，尤其是区域性条带状正高磁异常；2.地质构造分析；3.地表勘察，找到异常附近受氧化作用的影响，铁帽下部往往隐伏磁铁石英岩；4.结合附近的探明矿区；5.钻探验证，结合以上五点，认为本次发现的矿床类型为前寒武纪条带状变质铁硅建造（BIF型铁矿）。这其实就是一个最需要遵循的勘察步骤。

《澳大利亚航磁实例——西澳伊拉希迪盆地》

澳大利亚西澳州有多个储量超过10亿吨的世界级铁矿，拥有澳洲全部已发现铁矿资源的90%。目前正在开采的铁矿主要集中在皮尔巴拉（Pilbara）地区，著名的哈默斯利铁矿带上就有3个，总储量达11亿吨。皮尔巴拉地区纽曼市的鲸背山（Mount Whaleback）矿床，是世界上最大的露天开采单坑。

近几年来澳大利亚政府及多家公司在皮尔巴拉地区以外相继开展了大量的铁矿勘探工作。我们参与了西澳中部伊拉希迪（Earaheedy）盆地内的铁矿勘探工作。伊拉希迪盆地是中元古代沉积盆地之一，其中主要矿床类型为改造型BIF型铁矿。在盆地中沉积有巨厚的连续浅海相碎屑岩和化学沉积岩，其中的弗雷雷组是重要的含矿层。

【区域地层特征】澳大利亚太古宇至中元古代克拉通包括西澳大利亚克拉通、北澳大利亚克拉通和南澳大利亚克拉通三个地块。西澳大利亚克拉通包括皮尔巴拉和伊尔岗（Yilgarn）两个大型太古宇克拉通（图1）。两个克拉通之间被元古宇残余沉积盆地班格茂（Bange⁃mall）盆地和伊拉希迪盆地覆盖，部分被元古宇造山带包围。受帕特森造山带（Paterson）和加斯科因造山带（Gascoyne）影响，区域构造总体表现为北西西走向。基底为古元古界伊拉希迪群，其上存在少量二叠纪沉积岩，地表大部分地区被新生界盖层覆盖。

伊拉希迪盆地地层主要由伊拉希迪群耶尔玛组（Yelma）、弗雷雷组（Frere）、温迪达组（Windidda）、其阿尔组（Chiall）、沃嘎沃尔组（Wongawol）、库乐乐组（Kulele）、玛尔嘎啦组（Mulgarra）组成，覆盖面积约30000km2，总厚度约5000m，为一套浅海相-滨海相碎屑沉积岩和化学沉积岩（图2）。伊拉希迪盆地南部及南部外围地层向北缓倾斜，倾角1°～10°，北部沉积层发生变形，形成宽约20km强烈变形的斯坦利（Stanley）褶皱带，地层陡倾斜甚至倒转。

其中铁矿层主要赋存在弗雷雷（Frere）组，岩性包括页岩、粉砂岩、硅质条带、粒状含铁建造和少量碳酸盐岩。地层总厚度约600m，粒状含铁建造由0.5～20cm厚的碧玉粒状铁氧化物矿层夹绿泥页岩和粉砂岩组成。个别粒状含铁建造层由硅质条带、铁氧化物（赤铁矿和磁铁矿）、碧玉组成，胶结物成分为微晶石英、隐晶质硅质或碧玉等。

【区域航磁特征】20世纪西澳政府在本地区进行过1:10万的航磁测量（图3）。从成果图中可以看到在本区域有一条北西西向的正高磁异常条带，宽3～5km，长超过180km，规模巨大，控制了区域上的主要铁矿层——弗雷雷组，异常峰值部位与弗雷雷组出露的铁矿层位置完全吻合。据资料显示，历史上在伊拉希迪盆地内，对铁矿的勘探工作均是围绕该磁异常带展开。

为了进一步确定异常范围，缩小找矿靶区，2012年度依托基金项目在区内展开了大比例尺航磁测量,完成工作量6842.73km。航磁测量采用如下参数：飞行高度35m，测量线距100m，方位0°～180°，切线线距1000m，方位90°～270°，采样间隔7m。

根据本次航测工作处理所得的航磁数据，进行各项校正后，计算了航磁化极后磁场图，并在化极基础上计算区块航磁磁场图（全区航磁总场平均值54970nT）。以该航磁及其化极图件为基础，参考航磁上延、剩余异常、解析信号等转换图件和概略的地质资料，将整个区块划分为6处不同的磁场子区（图4）。磁场区域分区有利于掌握全区的宏观地质构造、磁异常分类等，对地质找矿的研究和圈定靶区有一定的参考作用。

其中Ⅱ区位于矿权区南部，磁场上本区以低缓正/负磁场为背景，升高的正磁强值异常带为特征。本区平静背景场强度多在负几十纳特到100nT，北部有一正磁异常带，轴向北西，为本矿区最宏观的磁异常带，峰值最高达到2000nT以上。

Ⅱ区区内最为显著的航磁高值异常为M1航磁异常，位于测区中南部（图5）。异常带呈北西-南东向展布，东西两端出测区，包含有4个异常中心，异常最高值2396nT。矿区内异常带长约3750m，宽250～1300m，面积约4km2。由多条正磁异常带组成，正异常峰值强度为400～2000nT，各正磁异常带形态较规则，延伸稳定。

该类型（板状磁性体）的磁异常受构造控制明显，弗雷雷组含铁建造受构造影响破碎、抬升到近地表。

【矿体特征】通过在M1磁异常区布设钻探验证，我们确定该异常为矿致异常，发现了一个磁铁矿体。从目前勘探情况来看，本区存在元古界伊拉希迪群弗雷雷组弱磁性铁石矿层，矿床类型为前寒武纪条带状变质铁硅建造（BIF型铁矿）。

铁矿矿体赋存于元古宇弗雷雷组中，矿体的近矿围岩主要为绿泥片岩、炭质板岩、含炭质粉砂岩。矿体内的夹石较少，夹石厚度为2.0～5.0m，最厚夹石为12m，岩性主要为含铁石英岩、绿泥片岩等。

根据钻探揭露情况，本区的铁矿层受构造影响较大，具有以下特征：埋藏深度变化大，从60.2～172m；矿体厚度变化大，单层矿体厚度从2～15.44m；矿体具有明显的分层现象（表1）。

根据铁物相分析结果，本区铁矿石以MFe为主，少量OFe。

原生铁矿石呈细粒状结构，条带状、浸染状、团块状构造（图6）。矿石矿物主要为磁铁矿。多自形-他形粒状，粒径0.01～0.2mm，部分沿角闪石晶形轮廓边缘分布，部分集合体呈条带状分布。脉石矿物主要为条带状分布的石英、角闪石和少量碳酸盐矿物、绿泥石（图6）。

根据矿石的主要铁矿物种类成分特征，本区矿石自然类型主要为磁铁矿石和赤铁矿石。本区矿石自然类型主要为磁铁矿，矿体TFe含量小于50%，（siFe+sFe+cFe）大于3%，mFe（TFe-siFe-sFe-cFe）小于85%，根据现行《铁、锰、铬矿地质勘查规范》中的规定，本区矿石工业类型属于需选弱磁性铁石。

【矿床成因及找矿标志】工区位于西澳大利亚皮尔巴拉和伊尔岗两个大型太古宇克拉通之间的元古宇残余沉积盆地——伊拉希迪盆地东部。

本矿床的条带状含铁建造（BIF）属沉积变质型，产于古元古界弗雷雷组中，具有稳定的层位，但遭到一定的变质和变形，变质程度属低绿片岩相。

弗雷雷组含铁建造形成于太古宇—元古宇（2500～2300Ma），地层为一套浅海相-滨海相碎屑沉积岩和化学沉积岩，主要岩性包括磁铁石英岩、燧石、绿泥片岩、页岩和粉砂岩。在其地史演化过程中，以变质作用为主。变质作用对铁建造的改造主要表现为其中的铁质不断富集且形成条带状磁铁石英岩等。

该组总厚度约600m，其中含有多达4层磁铁矿层，其间被页岩、粉砂岩、硅质条带和绿泥片岩分隔，个别含铁建造层由硅质条带、铁氧化物（赤铁矿或磁铁矿）、碧玉组成，胶结物成分为微晶石英、隐晶质硅质或碧玉等。磁铁条带宽几厘米至几十厘米。

由于受区域构造作用影响，在工区出现了多组北西向和北北东向的断裂构造，性质多以走滑逆断层为主，破坏了原有矿层的稳定性。

经过分析，我们认为在本地区寻找铁矿的主要标志如下：

（1）具高的航磁异常，尤其是区域性条带状正高磁异常。

（2）空间上受构造控制，呈北东向带状展布。

（3）地表附近受氧化作用的影响，铁帽下部往往隐伏磁铁石英岩。

（4）受层位控制，产出层位为伊拉希迪群弗雷雷组。含矿岩石为条带状磁铁石英岩，标志明显。根据目前的勘查程度和地质认识，认为本次发现的矿床类型为前寒武纪条带状变质铁硅建造（BIF型铁矿）。

【结论】伊拉希迪盆地中部物探异常是由弗雷雷组磁铁石英岩引起的。原生铁矿石呈细粒状结构，条带状、浸染状、团块状构造为主，矿石矿物主要为磁铁矿，脉石矿物以条带状分布的石英、角闪石和少量碳酸盐矿物、绿泥石为主。从目前的勘探结果来看，铁矿石品位分布均匀，全铁最高品位达到33.99%，平均品位为24.63%；根据铁物相分析结果显示，该铁矿石以MFe为主，平均MFe含量为70.36%。综合分析，矿石工业类型为需选弱磁性铁石。故此认为盆地中存在前寒武纪条带状变质铁硅建造（BIF型铁矿）。铁矿主要赋存在伊拉希迪群弗雷雷组中，该组是找矿的直接标志。该铁矿矿石矿物以磁铁矿为主，区域性的航磁异常是找矿的重要标志。空间上受构造控制，呈北东向带状展布。由于航磁异常长宽较大，伊拉希迪盆地具有寻找大型-超大型铁矿床的潜力。

——李华，中煤地质工程总公司，北京大学地空学院古生物学与地层学博士

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