重、磁、电综合勘探方法在寻找铜镍矿中的应用

王成

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇四队 哈密 839000）

0 前言

区别于单一手段的局限性，多种物探方法的综合应用能够极大的提高对同一异常认识的准确性。通过获取异常的组合特征，将显著降低异常的多解性。重、磁扫面利用天然场进行勘探，不受覆盖层影响，结合位场处理方法，在划分岩体边界、推断构造断裂有着成熟的应用，在一些构造控矿的区域，有着准确而直接的找矿指示作用。电磁法测深（如MT、CSAMT、TEM、EH4等）为深部找矿提供了可行性和依据。激电测深能提供电阻率与极化率两项参数，不仅可以丰富电磁法测深浅部信息的疏漏，而且可以起到对比映证的作用。

1 地质概况

工作区内主要构造为华力西中期断裂（工区中部）及一条断层（南侧）：断裂从重点工作区中部穿过，是大南湖组、红柳峡组与四顶黑山的分界线；亦是分隔区内准噶尔古大洋板块与塔里木古大陆板块的标志线；是影响最大、规模最大、活动时间最长的一条重要断裂，走向北东东，断层面陡倾于南。

工作区岩浆岩活动强烈，以志留纪侵入的花岗岩、辉长岩为主；呈长条状、带状分布于测区的南部。与地层蓟县系镜尔泉组呈侵入接触关系。岩体的展布受区域性深大断裂的控制呈近东西走向延伸。Ⅱ号岩体呈残块状小面积出露于工区东部，近北东东走向，长约400米，宽约240米，面积约0.1平方千米，四周与志留纪黑云母斜长花岗岩体呈侵入接触关系，局部产状南倾，倾角60°左右。

1∶5万区域航磁成果显示，该区域磁异常强度相对较高，展布方向多为近东西向和北东东向，与地层和岩体展布方向一致。特别是对康古尔深大断裂的反应较明显，并与其位置完全重合，对次级构造的反映也较明显。在康古尔断裂带内及两侧存在多处低缓航磁异常，异常强度一般为 100～300nT，局部可达400～600nT。呈线性展布、规律性强，总体走向北东东向，长约40公里，宽约3公里。康古尔剪切带以北磁异常强度较高，异常分布较多，南侧则相对较低。本区磁异常以椭圆形和条带状为主，与地表基性-超基性岩体对应吻合较好。

据重力场分区，调查区处于东天山异常区。位于沁城南部近东西向的局部重力高异常上，布格重力场值为-150×10-5m/s2。区域地球物理场反映，调查区处于受岩石圈断裂控制的两个构造单元结合部位，槽化褶皱和断块褶皱使区内地壳强烈变化，重力场显示调查区地段为古老基底断块隆起或偏中基性侵入岩发育。

3 岩石物性特征

2 区域地球物理特征

3.1 电性特征

根据地表及探槽标本电性参数统计表可知，地表岩石普遍受风化剥蚀作用影响，孔隙度较大，导致整体电阻率值偏低，但矿区内主要岩性间电性差异明显。辉长岩、辉石岩、橄榄辉石岩、孔雀石角闪辉石岩等基性岩呈现相对低阻-高极化特征，电阻率值常见值约300Ω·m，极化率常见值大于2.5%；花岗岩、花岗闪长岩、凝灰岩等酸性岩呈现相对高阻-低极化特征，电阻率常见值大于 500Ω·m，极化率常见值小于1.5%。

表1 地表及探槽标本电性参数统计表

钻孔电性参数统计结果显示，受深部压实作用，岩石孔隙度减小，钻孔内岩性整体电阻率值较地表偏高。角闪橄榄岩为相对高阻-高极化，电阻率常见值为 7488Ω·m，极化率常见值为 2.32%。角闪橄榄辉石岩电阻率次之，电性组合异常特征为中阻-中极化，电阻率常见值为4960Ω·m，极化率常见值为1.51%。其他岩性电阻率值和极化率值差异不大，整体呈现随基性的增强，电阻率减小，极化率增大的规律。

表2 钻孔电性参数统计表

图1为钻孔电性参数与深度对应关系图。地表岩性为相对低阻，深度约100～200米电异常组合为高阻-高极化，对应岩性为角闪橄榄岩，该处硫化物较富集。与CSAMT测深反演断面图较吻合。验证了CSAMT反演的可靠性。深度约 200～380米，该段基性-超基性岩体，电性异常特征为相对低阻-中极化。380～530米该段岩性为石英闪长岩，电性异常组合特征为相对中阻-低极化。

3.2 密度特征

密度参数统计结果显示，随着基性程度的增加，岩浆岩的密度呈上升趋势。主要含矿岩石普遍具有较大的比重，其中橄榄辉石岩、含薄膜孔雀石角闪辉石岩的常见密度在2.95g/cm3以上，与凝灰岩、花岗闪长岩（2.73g/cm3）等地层岩性具有0.2g/cm3以上的密度差异，剩余重力异常能够清晰的划分含矿目标岩体的分布范围。

3.3 磁性特征

磁参数统计结果表明，区内主要含磁性岩石为橄榄辉石岩，其具有最高的磁化率（806×10-5SI）和剩余磁化强度（226×10-3A/m）。不含角砾凝灰岩、花岗闪长岩呈弱磁响应，其他岩性基本呈无磁性。

图1 钻孔电性参数与深度对应关系图

表3 密度、磁参数统计表

综上所述，含矿岩石与地层物性差异明显，是有效开展相关物探工作的前提和保障。物性参数统计结果表明，基性-超基性岩体（含矿）具有低阻-高极化-高磁-高重的物性组合特征。

4 主要成果简述

4.1 平面特征

依据重力、磁法、激电平面异常组合特征，对Ⅱ号杂岩体进行地物综合剖析。该杂岩体地表出露岩性为辉长闪长岩、辉长岩、辉石岩、辉石橄榄岩的混合岩体。物探组合异常特征表现为高磁-高重-低阻-高极化。结合地物综合剖析图（图 2）可知，目标岩体的重磁电平面异常形态吻合较好。

图2 Ⅱ号杂岩体地物综合剖析图

Ⅱ号杂岩体对应的磁异常为北东东向的椭圆状高磁异常体，长轴长约400米，短轴长约250米。磁异常圈定值为400nT，磁异常极大值为2994nT。磁异常两侧等值线北密南疏，梯度值变化较大，推测该杂岩体为向南陡倾。

Ⅱ号杂岩体对应的重力异常为近东西向的豆荚状高重异常，长约600米，宽约120～180米。剩余重力异常圈定值为 60μ Gal，极大值为 233μ Gal。异常两侧的等值线南疏北密异常形态为近东西向的带状重力高异常，异常南北两侧等值线梯度值变化较大。

电阻率平面异常形态与Ⅱ号杂岩体基本吻合，为近东西向的条带状低阻异常，长约400米，宽约150米。电阻率值小于 1400Ω·m，极小值为 554 Ω·m。岩体对应的极化率值大于2.5%，极大值为4.39%，推测该极化率异常与硫化物富集有关。

从剖析图上可知，磁异常极大值与极化率异常极大值位置相吻合，且位于电阻率与剩余重力异常的梯度带上，即该高磁高极化率异常位于构造带上，推测该部位为构造成矿的有利部位。

4.2 断面特征

为查明基性-超基性岩体的深部展布特征，推测成矿有利部位，自西向东共布设4条CSAMT测深剖面，平面位置见图3。后期为了更准确的查证浅部电性特征，为钻孔布设提供依据，分别在PⅡ-0、PⅡ-8完成两条激电测深剖面。PⅡ-0线激电测深剖面长 200米，地表出露辉长岩，中部有辉长橄榄岩露头。对应激电测深断面图（图 4）显示，浅地表整体呈低阻，深部向南陡倾，异常圈定值小于 1400Ω·m，中部伴有高极化率响应，异常圈定值大于 3.2%，最大值为 5.32%，推测为硫化物富集所致。PⅡ-8线激电测深剖面长 140米，从北向南地表依次出露花岗岩、辉长岩、辉石岩、闪长岩，从电阻率断面图可划分一条高低阻分界线，推测应为花岗岩与辉长岩的接触带。该断面整体极化率较低，普遍小于2.5%。

图3 Ⅱ号杂岩体激电测深及CSAMT测深布置图

图4 PⅡ-0线（左）、PⅡ-8线（右）激电测深断面图

图5 CSAMT测深联合剖面图

图5 为CSAMT联合剖面示意图。以1500Ω·m圈定一条连续性较好的低阻异常带，该异常带东西向延伸长大于 600米，宽 100～300米，埋深大于500米。各测线深部的低阻异常除PⅡ-11线外，均呈直立陡倾状向深部延伸膨大。结合激电测深断面分析，CSAMT深部低阻异常应为PⅡ-0线中部浅地表低阻高极化异常向深部延伸所致，结合地表出露的辉长橄榄岩，推测该东西向低阻异常带为同源异常所引起，其中PⅡ-0线深部低阻异常是赋矿的有利部位。经钻探验证，PⅡ-0线上的ZKⅡ-101孔见矿。

[1] 周守沄,李惠德,杨浩存,等.黄山铜镍矿成矿带地质、地球物理和地球化学综合研究及成矿靶区优选报告[R] .1989,10.

[2] 陈寿波,康峰.新疆哈密市黄山-镜儿泉-图拉尔根一带铜镍资源潜力评价成果报告.2014,8.

[3] 吴林楠,景勇.新疆哈密市白山西-图拉尔根西铜镍矿调查评价成果报告.2018,1.