高精度磁法测量在广西南丹芒场多金属矿田的应用效果

陈 康，杨富强，谢绍彬，朱国器

(1. 广西壮族自治区第七地质队，广西 柳州 545005 2. 广西壮族自治区地球物理勘察院，广西 柳州 545005)

0 引言

芒场多金属矿田位于广西南丹县西北部，北面与贵州省荔波县接壤，西南出海大通道和黔桂铁路纵贯矿田腹地(图1)，地理坐标为东经107°28′49″—107°29′04″，北纬25°07′09″—25°08′10″，面积约2.3 km2。丹池成矿带是世界瞩目的有色金属产地，带内矿产丰富，已知有锡、铅、锌、铜、钨、钼、锑、汞、银、砷、铀等矿种的矿床、矿(化)点100多处。

1959年地质部905队在滇黔桂开展以寻找石油构造为目的的1∶100万航磁工作覆盖全区，区内发现并给与编号的异常有桂C59-15、桂C59-16、桂C59-17、桂C59-18等4个。其中桂C59-17、桂C59-18号异常分别反映了南丹芒场和大厂的多金属矿田。但因飞行高度大，测线网度稀，异常面貌不够清晰。1980年广西航空物探队在河池地区开展1∶5万航空物探工作，通过航测，区内共发现航磁异常19处，包括1959年发现的异常4处及新发现的局部异常桂C552、554、546、547等15处，为该区地质填图和矿产预测提供了佐证资料和依据。

为在该区进一步寻找铁等多金属矿产和查证桂C59-15、桂C59-16、桂C59-17、桂C59-18号异常引起的地质原因，一些地质队在芒场等地区开展了各种比例尺的地质、物化探工作，其中对桂C59-17、桂C59-18号异常的性质有了较明确的认识。

1 地质概况

1.1 区域地质背景

大地构造位置处于扬子陆块桂北地块的九万大山隆起区的丹池凹陷褶皱带，属晚古生代—中生代基底断陷带，中生代后挤压褶起呈紧密的复式褶皱—断裂构造组合。芒场矿田位于丹池锡多金属成矿带北段[1](图2)。

1.2 成矿地质环境

芒场锡多金属矿位于芒场矿田中部。区内地层、岩性组合复杂，褶皱断裂发育，燕山晚期中酸性脉岩及黑云母花岗岩岩脉、岩株发育，蚀变及矿化强烈[2-3](图3)。

中泥盆统纳标组(D2n)和罗富组(D2l)是本区的主要赋矿层位。芒场矿田内出露各种岩脉20条，其岩性计有中酸性的黑云母石英安山玢岩和黑云母石英闪长玢岩及酸性的石英斑岩、花岗斑岩等，深部在汇龙拗发现隐伏黑云母花岗岩和白云母斑状花岗岩体，它们同属燕山晚期产物，通过研究认为，隐伏花岗岩体是一典型的富含钨锡等多金属岩体[4-6]，与锡多金属矿床的形成有密切联系。

图1 南丹芒场多金属矿田交通位置图

图2 南丹芒场多金属矿田大地构造位置图Fig.2 Geotectonic location map of Mangchang polymetallic ore field， Nandan1—二级构造单元界线 2—三级构造单元界线 3—四级构造单元界线

1.3 矿床地质特征

矿体主要产于中泥盆统纳标组上段(D2n2)的石英砂岩或石英岩状砂岩中，部分产于断裂中的罗富组下段(D2l1)和纳标组上段(D2n2)及花岗岩体内外接触带[7]。受地层、岩性、构造及按触带产状控制。矿区内有矿体220个，其中细网脉型似层状矿体162个，大脉型银锡锌矿体30个，接触破碎带矿体28个。

矿体分布相对集中，规模大小不等，最长1100 m，最宽1200 m，总体走向近SN，倾向NE。矿床形成所需的能源以及成矿物质来源与芒场隐伏花岗岩体有关，芒场锡多金属矿属沉积混合热液叠加改造矿床[8-10]。

2 磁异常特征分析

2.1 航磁异常的发现

广西南丹芒场多金属矿田范围内，分布有航磁异常2处(图4)，即大山桂C59-17和钟家村桂C552航磁异常[11]，是广西航空物探队1981年8月发现的。

大山桂C59-17异常平面上呈北陡南缓，北侧出现负值，向西南、南东方向拉长的似等轴状异常。钟家村桂C552异常为NW—SE拉长的似等轴状小异常。幅值低，迭加在桂C59-17异常之上，形成相互干扰影响的正常状态。

2.2 航磁异常特征分析

2.2.1 岩石的磁性特征

测区地表出露的主要岩性以角岩的磁性最强，其中k=254.07×4π×10-6SI、Jr=3551.31×10-3A/M，其他岩石属微弱磁性或无磁性(表1)。

此外，根据需要采集了5个钻孔岩心的物性标本送测，并收集本队科技处以往测定本区的岩心磁性资料[12-13](表2)。

由表2可知，磁异常区的钻孔岩性属强磁性，以磁黄铁矿矿石、角岩较强，其k值一般大于1000×4π×10-6SI，Jr大于1000×10-3A/M；磁性最强为磁黄铁矿，其k=4287×4π×10-6SI，Jr=3900×10-3A/M。正常磁场区的钻孔岩心基本无磁性。

2.2.2 航磁异常特征

桂C59-17航磁异常落于丹池褶断带中北段之芒场背斜轴部，出露地层为中、上泥盆统，泥岩、页岩砂岩、白云质灰岩；构造复杂，燕山晚期中酸性花岗斑岩及长石石英斑岩呈岩墻、岩脉产出。区内蚀变范围较大，主要集中在大山一带3 km2范围内，泥质灰岩已普遍角岩化，其次有硅化、绢云母化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、大理岩化等。磁黄铁矿磁性最强，k=3149×4π×10-6SI，Jr=2228×10-3A/M，磁黄铁矿化角岩化次之，k=780×4π×10-6SI，Jr=7940×10-3A/M，异常主要由磁黄铁矿化角岩引起。区内有三个小型以锡为主，尚有铅、锌矿床。

图4 南丹芒场矿田航磁ΔT等值线图Fig.4 Aeromagnetic ΔT contour map ofMangchang ore field， Nandan

桂C552航磁异常落于芒场背斜东翼钟家村一带，出露地层为上泥盆统硅质岩、泥岩、条带状灰岩等。次级褶曲发育，有一SN向正断层通过异常西侧，并有燕山晚期正长石英斑岩呈岩脉产出。据相邻大山桂C59-17航磁异常物性资料推测，磁异常是由磁黄铁矿化角岩和与多金属矿共生的磁黄铁矿引起[14]。

2.3 地面磁测异常特征

据航磁异常特征，广西物探队在1980年做过1∶5万地面磁测检查工作，所获得地磁ΔZ异常与航磁ΔT异常形态相近，位置相当(图5)，面积稍比航磁异常小，强度高，梯度陡，ΔZ异常明显受地层、构造控制，呈NW走向。异常南西侧宽、缓，北东侧陡，且呈锯齿状跳跃。说明磁性体是向西南倾斜的。

1∶1万地磁ΔΖ异常(图6)为一系列环形分布的带状异常，大体可分为两圈。外圈为M53—M52—M51—M2，内圈为M56—M55—M54—M53′。外圈异常梯度缓，范围大，形态较规则，强度较弱；内圈异常范围小，梯度大，形态不规则，强度较高。

3 应用

3.1 反演计算及推断解释矿致异常

表1 地表岩石标本磁参数Table 1 List of magnetic parameters of surface rock samples

此外，还对位于环形异常外圈的M51磁异常进行选择法反演解释推断。M51磁异常解释推断结果见图10，磁性体为一向南西倾斜的厚板状体。经ZK8703孔查证，磁性体为多层次板状体，系由一套微含磁黄铁矿细脉之角岩类岩石、粉砂岩组成的，但未发现锡、锌等多金属矿化。

M2磁异常为低缓磁异常(图11)，经解释推断求得磁性体的顶端埋深为520 m；经ZK50053查证，磁性体为条带状泥岩、钙质泥岩及少量砂岩夹角岩，含星散状细脉状黄铁矿和磁黄铁矿，分布极不均匀。磁性体最低高程为-150 m。在孔深710～805.29 m的石英砂岩中见黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿化、铁闪锌矿、闪锌矿化，但很不连续，矿化较弱。其中在722.34 m，见一层薄层状锌矿脉，含Zn 3.11%，厚度为1.14 m。

通过以上磁异常研究，推断解释矿致异常如下：

1)环形分布的磁异常，外圈异常虽然规模大，但岩石蚀变程度不高，不含或少含多金属矿体。

2)环形分布的磁异常，内圈异常虽然规模相对较小，但磁性体磁性较强，岩石蚀变程度高，大部分异常范围内都有锡、锌多金属矿体存在。此外，从含矿磁性体的赋存深度分析，磁性体的含矿性也与高程有一定关系，即含矿磁性体均大致在0 m高程以上。

图5 南丹芒场大山钟家村地磁ΔΖ异常平面图Fig.5 Plane map of geomagnetic ΔZ anomaly inZhongjia Village， Dashan， Mangchang， Nandan

3)矿田所有磁性体，均为多层次板状组合体。内圈异常磁性体底部高程变化较大，在400 m～-350m范围内起伏；而外圈异常磁性体，底部高程则更深而变化较小。由此，也可以根据隐伏花岗岩体“盖层”的磁性壳的起伏状态，推测内圈范围内，岩体凸起和凹陷幅度较大。

3.2 应用效果

1)对航空磁测发现的航磁异常点，部署大比例尺高精度地面磁测检查，可以获得高清晰的磁异常信息。

2)对磁异常进行反演计算，求取磁性地质体的空间位置，然后钻孔验证，得到最终解释成果，为地质找矿提供有用信息。

3)本区磁黄铁矿或磁黄铁矿化蚀变岩石与多金属矿关系密切，它们往往相互伴生或多金属矿产在磁黄铁矿化范围内。航磁异常主要是由磁黄铁矿化岩石引起，局部亦有伴生的磁黄铁矿，多金属的综合叠加。经钻孔查证，发现多金属矿化岩石与航磁异常平面位置吻合较好。为扩大多金属矿产找矿远景提供证据。

图6 南丹芒场大山钟家村地磁ΔΖ异常平面等值线图Fig.6 Plane contour map of geomagnetic ΔΖ anomaly in Zhongjia Village， Dashan， Mangchang， Nandan

图7 南丹芒场多金属矿钻孔控制位置分布略图Fig.7 Distribution of controlling positions of drilling holes in Mangchang polymetallic ore field， Nandan1—A—A′剖面线 2—钻孔位置及编号 3—勘探线位置及编号 4—地磁异常及编号 5—航磁异常位置及编号

图8 50线磁异常反演计算剖面Fig.8 Inversion calculation section of 50 line magnetic anomaly1—推测磁性体及编号 2—地磁异常及编号 3—钻孔位置及编号

4 结语

1)航空磁测取得的资料，与地面磁测取得的资料相当，可以有效地进行异常的推断解释。

2)在广西南丹芒场多金属矿田进行与磁性矿物有关的金属矿勘查时，高精度磁测、航空磁测、反演计算是最常规、经济和有效的方法。

3)在进行地质勘查时，应充分利用已有航(地)磁测资料进行重新处理、推断解释，挖掘出对地质找矿的有用信息。

4)航磁资料对物探推断解释的指导作用效果显著，对今后物探找矿有深远意义。

图 9 50线钻孔查证略图Fig.9 The sketch profile of 50 line drilling verification1—锡矿体 2—锌矿体 3—铜矿体 4—蚀变体 5—钻孔位置及编号

图10 M51磁异常Ⅴ剖面解释图Fig.10 Interpretation diagram of M51 magnetic anomaly in Ⅴ profile1—推测磁性体 2—钻孔

图11 M2磁异常Ⅱ剖面解释图Fig.11 Interpretation diagram of M2 magnetic anomaly in Ⅱ profile1—实测磁异常曲线 2—理论磁异常曲线3—地形线 4—推测磁性体 5—矿体

致谢：感谢麦广田教授级高级工程师在本文编写过程中提供的大力支持和帮助。