高精度磁测在青海省阿日特克山地区寻找矽卡岩型铜多金属矿中的应用与研究

范伟顺

(山东省第八地质矿产勘查院，山东 日照 276826)

0 引言

矽卡岩矿床作为接触交代矿床的一种，主要是在中酸性—中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石(或其他钙镁质岩石)的接触带及附近，含矿气水溶液进行交代作用形成的，矿床在空间及时间上与矽卡岩有一定的联系，产于火成侵入岩体接触带及附近，由岩浆热液及各类流体与碳酸质岩石交代变质而形成的矿床。其矿体呈似层状、凸镜状、豆荚状等产于接触带的矽卡岩中，主要受接触带、断裂及层间破碎带、捕虏体等构造控制，与围岩多呈渐变关系。

青海省阿日特卡山地区矽卡岩型铜多金属矿，常伴生磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等。围岩普遍矽卡岩化，且常具有一定的分带性，正接触带附近蚀变强烈。侵入岩、围岩、矽卡岩、构造是形成矽卡岩型铁多金属矿的必要条件，它们有各自的物理性质，断裂破碎，使岩石磁性降低，形成线性低缓异常带，断裂的空间形态(宽窄、连续性)不同，在高精度ΔT等值线平面图上，形成串珠状或条带状线性异常带，或者两者不同特征磁场的分界线，常表现为明显的梯级带，低缓梯级带--过渡带；隐伏岩体在高精度ΔT等值线平面图上，表现为强磁性岩石分布区的正磁场背景中出现局部负异常(或相对低)。故能利用高精度磁测圈定，构造及隐伏岩体，为钻探工程验证提供可靠的依据。

1 区域地质、地球物理概况

1.1 区域地质概况

1—祁连造山带；2—东昆仑造山带；3—布碦达坂-青海南山华力西、印支复合造山带；4—矿区位置图1 区域构造分区略图

阿日特克山地区位于柴北缘大陆边缘裂谷带，为一火山裂陷构造带，构造样式表现为褶皱及断裂构造，以及岩石地层的塑性变形而形成的片理、线理等。受断裂构造影响，区内褶皱残缺不全，但总体构造线方向为NW,NWW向。

区内岩浆侵入活动十分强烈，侵入岩分布广泛[5-6]。主要为中元古代侵入体，主要出露于区内中部的阿里特克山一带，其他地区零星分布，岩性为辉长岩、闪长岩、花岗岩、二长花岗岩等基性、中酸性、酸性侵入岩，他们分别侵入元古代地层中，与地层一同受到后期动力和区域变质作用，岩石中碎裂和糜棱岩化普遍发育，具明显的片理和片麻理，并与围岩产状一致；另在区内东北角出露海西期花岗闪长岩。

1.2 地球物理概况

从区域航磁资料看，矿区位于青海东昆仑西段，区内航磁异常总体上呈现南高北低的特点。正磁异常最高值为60nT；负磁异常强度-10nT～-30nT。矿区位于正、负磁异常梯度带上，等值线较密集[7]；异常宏观上呈NW向延伸，与区域性的地质构造特征相一致(图2)。

1—航磁ΔT正值等值线及其数值；2—航磁ΔT零值等值线；3—航磁ΔT负值等值线及其数值；4—普查区位置图2 区域航磁异常图

从区域重力结果看，矿区总体在区域重力低的背景下，大致以昆中断裂为界，以北地区地质体密度具有相对均匀性，柴达木盆地基本上为一均匀地质块体，元古代基底构造层的广泛存在是形成昆中断裂以北地区相对于南部地区区域重力异常高的一个重要原因。矿区位于青海东昆仑西段，据布格重力测量结果，区内重力异常呈正异常特征[8]，其值在(15～25)10-5m/s2。矿区内布格重力异常等值线局部向北凸起，总体走向NW，与航磁异常相一致(图3)。

1—重力剩余异常正等值线及其数值；2—重力剩余异常零线；3—重力剩余异常负等值线及其数值；4—矿区位置图3 区域重力异常图

矿区共采集岩矿石标本200块，采用高斯第二位置测量，磁物性参数统计结果说明，闪长岩、斜长角闪岩表现为中等磁性，磁化率值达到(800～900)×4π×10-5SI，剩余磁化强度(140～230)×10-3A/m。黑云斜长片麻岩、矽卡岩、大理岩等具有较弱的磁性，其磁化率值约为(550～600)×4π×10-5SI，剩余磁化强度为(150～200)×10-3A/m。石英岩、二长花岗岩磁性最弱，其磁化率值约为400×4π×10-5SI，剩余磁化强度为150×10-3A/m左右。工作区内地表总体磁性不大，只有斜长角闪岩磁性变化较大，有些具较强或较弱的磁性，表现磁性不均匀性，整体磁性强度也不大(表1)。

表1 岩(矿)石标本磁性统计

注：κ为磁化率，Jr为剩余磁化强度。

2 高精度磁测方法的应用

2.1 高精度磁测工作方法及质量评述

高精度磁测工作选用加拿大GEM公司生产的GSM-19T质子磁力仪，该仪器携带轻便，操作简单，分辨率高，获取弱磁异常可靠性高。地面高精度磁测的测网网度采用100m×20m。经过分析，该磁测区内岩体与地层的接触带走向基本为NW向，且与区内大部分断裂带走向基本一致，确定了地面高磁测线方位40°[9-10]。

为最大限度地提高仪器性能，保证仪器试验精度和施工精度，工作前各台磁力仪进行了噪声水平、仪器一致性、探头高度等试验工作，择优选取性能优良的仪器进行野外施工，施工前架设日变站，在一个工作日内，日变观测始于野外开工前，终于野外工作完成后。测点观测按测网进行，观测参数为总场强度T，仪器自动调谐，操作员严格“去磁”，观测过程中遇异常点、畸变点进行重复观测，磁测野外工作起于校正点，终于校正点的闭合单元，早、晚校正点日改后差值均小于±2nT。该次磁测质检利用均方误差来统计，共完成磁法测量9.7km2,总物理点4861个，质检物理点为272个，质检率5.59%，磁测总均方误差±2.12nT。

2.2 磁场的处理与转化

(1)圆滑、插值和数据网格化：现在常用的网格化方法有高斯克里格法、最近临点法、最小曲率法和多项式回归法等[11]，所有网格化方法的目的是希望通过插值来加密数据点，因为更多的数据点会使模型更加精密，但是并非插值越多，模型越精确，相反，如果插值过多，会使模型变形，脱离实际。该区选择高斯克里格法进行网格化，网格间距设置大小为20m，搜索半径设为点距的3～6倍，数据处理过程中，根据实际工作情况而定，该区选择使用所有点搜索的方法。

(2)化极：地磁场是一个有源场，采集数据是多个磁性体有源场的叠加，为了更清楚显示需要的信息，首先对磁测资料进行了化极处理，即将磁异常转化为磁性地质体处于地磁极位置的磁异常[12]。

(3)延拓：根据场论知识，空间中某一点的磁场与场源的距离成反比，相对深部的较大场源，在向上延拓时浅部的较小场源衰减快，深部较大的场源衰减慢，故向上延拓可以突出深部的磁性体引起的异常[13]。对阿日特克山矿区磁测资料分别进行了50m，100m，200m向上解析延拓(图4)。

(4)方向导数：水平导数用于突出浅部异常、区分水平叠加异常[13]。水平导数后磁异常走向和带状特征更加明显，区域场特征影响减弱；垂向一阶导数用于相对突出局部场，压制区域场[14]。较水平导数来看，各磁异常带边界清晰，走向明显，突出了局部场，削弱了区域场，使异常更加直观明了(图5)。

1—ΔT正值等值线；2—ΔT负值等值线；3—ΔT零值等值线图4 ΔT化极向上延拓等值线平面图

1—ΔT正值等值线；2—ΔT负值等值线；3—ΔT零值等值线图5 ΔT化极方向导数等值线平面图

2.3 利用磁测资料圈定构造

利用高精度磁测进行断裂构造的推断原则[15-16]，首先从串珠状或条带状磁异常判断。由于断裂破碎，岩石磁性降低，形成线性低缓异常带，断裂的空间形态(宽窄、连续性)不同，形成串珠状或条带状线性异常带；不同特征磁场的分界线有时表现为明显的梯级带，有时表现为低缓梯级带--过渡带，其中间部位对应断裂位置。磁场等值线有明显的同形扭曲、同向弯曲，磁异常被错动或宽度突变等，这是磁性地质体非同步水平运动的结果；是磁场等值线的线性梯级带。从磁异常构造推断解译图判断(图6)，区内有2条大的NW向断裂构造，南侧是F2～F10，整体认为是1条大的NW向构造，在F11,F12两条NE向构造的影响下，构造方向发生错位，在F2，F10中间产生2条小的NW向构造，小构造中含有铅锌、镜铁、黄铁等矿化，是形成多金属矿化的有利部位。北侧是F3～F8，整体也是1条大的NW向构造，F3，F8构造中存在F13NE向构造的影响，2条构造也发生了错位，该段被第四系覆盖。南侧存在2条小构造，西南侧F1和东南侧F9，应高度重视F1，F4，F5，F6，F7，F8，F9，以往在F7，F9两个破碎蚀变带发现不同的矿化线索，结合该次推断的构造，沿着走向进一步追索，还有一些更小的构造未细化分。

1—ΔT正值等值线；2—ΔT负值等值线；3—ΔT零值等值线；4—推断构造及编号图6 构造圈定图

2.4 利用磁测资料圈定岩体

在尕子黑海西期花岗闪长岩岩体西端发现矿化现象，金属矿产与岩体有成因联系。通过钻探验证，已经发现有隐伏的海西期花岗闪长岩体，铜铅锌银多金属矿赋存于海西期花岗闪长岩与含碳酸质岩石地层的接触地带。钼矿体赋存在花岗闪长岩体内，形成斑岩型钼矿[17-18]，因此可以确定，矿体与海西期花岗闪长岩体有成因联系。利用磁测资料推测隐伏的岩体，应以磁性差异为前提，并根据磁场某些特征来进行判断，是否出现与浅表层岩石磁性不相符的异常，是判断是否有隐伏岩体存在的首要特征，一般情况下，在浅表层为弱磁性岩石分布区的负磁场背景中出现局部正异常(相对高)，或在强磁性岩石分布区的正磁场背景中出现局部负异常(或相对低)，往往指示在较深部位有与浅表层岩石具磁性差异的隐伏地质体存在。C4异常位于工作区中部，是一个形态规整、平稳的弱磁异常中突起的正异常，异常规模不大，正负异常相当，且形态两侧基本对称，是典型的隐伏岩体的反映，该异常位于第四系覆盖区，结合周围钻孔岩芯看，深部为隐伏花岗闪长岩，推断隐伏岩体的范围如图7所示。

1—ΔT正值等值线；2—ΔT负值等值线；3—ΔT零值等值线；4—推断岩体图7 推断隐伏岩体

2.5 利用磁测资料圈定矽卡岩带

8线0～120m处于C10异常，从钻孔资料可知，深部主要以古元古代达肯大板群地层为主，岩性主要为斜长角闪岩、黑云斜长角闪岩，碎裂岩等。8线560～880m位置横跨C4异常，该磁异常是一个形态规整的弱磁异常，异常规模不大，正负异常相当，且形态两侧基本对称，异常幅度相对也较大，是隐伏岩体的反映。从钻孔资料看，该隐伏岩体中含有辉钼矿等，在岩体和地层的接触部位含有铜铅锌矿，从周围钻孔岩芯看，深部为隐伏花岗闪长岩岩体。根据钻孔内岩(矿)石物性资料，斜长角闪片麻岩磁化率为1192.3×4π×10-6SI，剩余磁化强度为306.5×10-3A/m，具有中高磁性，中—酸性花岗闪长岩磁化率为807.6×4π×10-6SI，剩余磁化强度为179.6×10-3A/m，具有中磁性，石英岩磁化率为479.9×4π×10-6SI，剩余磁化强度为115.7×10-3A/m，具有较低磁性；结合地质模型，经金维软件二度半联合反演，推断中—酸性花岗闪长岩岩体形态(图8)，花岗闪长岩呈柱状侵入到古元古代大肯达板群地层中，ΔT值高低起伏变化与侵入体的埋深及规模正相关。

1—第四系；2—黑云变粒岩；3—黑云斜长片麻岩；4—闪长岩；5—推断矽卡岩；6—铜矿体；7—钼矿体图8 8线2度半度联合反演图

3 验证磁性资料成果

钻孔揭露显示：矿体赋存于海西期花岗闪长岩与含碳酸质岩石地层的接触地带[19-20]，花岗闪长岩与含碳酸质岩石发生接触交代作用，形成矽卡岩型矿床(图9)。

1—ΔT正值等值线；2—ΔT负值等值线；3—推断岩体位置；4—推断构造位置及编号；5—钻孔位置图9 钻孔布设位置

构造内发良碎裂岩，122.43～139.1m，221.18～228.5m，灰黑色，碎裂结构，碎裂状构造。岩石主要由透辉石、泥质矿物及部分绿泥石所组成。原岩为透辉矽卡岩，整个岩石已经发生绿泥石化。岩石破碎强烈，局部为断层泥。整个岩石中都有黄铁矿化现象，黄铁矿呈浸染状、细脉状分布。钻孔ZK301[21]共发现5层矿(表2)。

表2 钻孔ZK301见矿统计

4 结论

矽卡岩矿床主要是在中酸性—中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石的接触带及附近，由含矿气水溶液进行交代作用形成的，矿床在空间及时间上与矽卡岩有一定的联系。故在寻找矽卡岩型铜多金属矿勘探中，可以根据目标体和围岩磁物性差异，利用高精度磁测方法来推断构造及隐伏岩体，从而达到间接找矿的目的。

(1)以化极后磁异常等值线图为基础，结合垂向一阶导数，可有效识别断裂构造。串珠状异常，断裂带一般位于水平导数零线附近，线状异常带，以线性异常带的中心位置为断裂带所在位置，雁行状异常带，以磁异常北侧拐点连线为断裂所在位置。

(2)利用磁异常圈定岩体，无论为基性岩体还是酸性岩体，其边界的圈定方法基本相同，通常以化极磁异常的梯度陡变带为岩体的边界，对规模较小的岩矿体，可按磁异常一阶导数零值线圈定，对规模较大的磁性体，可按磁异常二阶导数零值线圈定。

(3)依据钻探及其他工程手段验证成果，分析总结该区的成矿地球物理模型和找矿标志，为今后工作的开展提供翔实的资料。