范偉順

(山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 日照 276826)

0 引言

矽卡巖礦床作為接觸交代礦床的一種，主要是在中酸性—中基性侵入巖類與碳酸鹽類巖石(或其他鈣鎂質(zhì)巖石)的接觸帶及附近，含礦氣水溶液進(jìn)行交代作用形成的，礦床在空間及時(shí)間上與矽卡巖有一定的聯(lián)系，產(chǎn)于火成侵入巖體接觸帶及附近，由巖漿熱液及各類流體與碳酸質(zhì)巖石交代變質(zhì)而形成的礦床。其礦體呈似層狀、凸鏡狀、豆莢狀等產(chǎn)于接觸帶的矽卡巖中，主要受接觸帶、斷裂及層間破碎帶、捕虜體等構(gòu)造控制，與圍巖多呈漸變關(guān)系。

青海省阿日特卡山地區(qū)矽卡巖型銅多金屬礦，常伴生磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等。圍巖普遍矽卡巖化，且常具有一定的分帶性，正接觸帶附近蝕變強(qiáng)烈。侵入巖、圍巖、矽卡巖、構(gòu)造是形成矽卡巖型鐵多金屬礦的必要條件，它們有各自的物理性質(zhì)，斷裂破碎，使巖石磁性降低，形成線性低緩異常帶，斷裂的空間形態(tài)(寬窄、連續(xù)性)不同，在高精度ΔT等值線平面圖上，形成串珠狀或條帶狀線性異常帶，或者兩者不同特征磁場(chǎng)的分界線，常表現(xiàn)為明顯的梯級(jí)帶，低緩梯級(jí)帶--過渡帶；隱伏巖體在高精度ΔT等值線平面圖上，表現(xiàn)為強(qiáng)磁性巖石分布區(qū)的正磁場(chǎng)背景中出現(xiàn)局部負(fù)異常(或相對(duì)低)。故能利用高精度磁測(cè)圈定，構(gòu)造及隱伏巖體，為鉆探工程驗(yàn)證提供可靠的依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)、地球物理概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

1—祁連造山帶；2—東昆侖造山帶；3—布碦達(dá)坂-青海南山華力西、印支復(fù)合造山帶；4—礦區(qū)位置圖1 區(qū)域構(gòu)造分區(qū)略圖

阿日特克山地區(qū)位于柴北緣大陸邊緣裂谷帶，為一火山裂陷構(gòu)造帶，構(gòu)造樣式表現(xiàn)為褶皺及斷裂構(gòu)造，以及巖石地層的塑性變形而形成的片理、線理等。受斷裂構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)褶皺殘缺不全，但總體構(gòu)造線方向?yàn)镹W,NWW向。

區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)十分強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛[5-6]。主要為中元古代侵入體，主要出露于區(qū)內(nèi)中部的阿里特克山一帶，其他地區(qū)零星分布，巖性為輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖等基性、中酸性、酸性侵入巖，他們分別侵入元古代地層中，與地層一同受到后期動(dòng)力和區(qū)域變質(zhì)作用，巖石中碎裂和糜棱巖化普遍發(fā)育，具明顯的片理和片麻理，并與圍巖產(chǎn)狀一致；另在區(qū)內(nèi)東北角出露海西期花崗閃長(zhǎng)巖。

1.2 地球物理概況

從區(qū)域航磁資料看，礦區(qū)位于青海東昆侖西段，區(qū)內(nèi)航磁異?？傮w上呈現(xiàn)南高北低的特點(diǎn)。正磁異常最高值為60nT；負(fù)磁異常強(qiáng)度-10nT～-30nT。礦區(qū)位于正、負(fù)磁異常梯度帶上，等值線較密集[7]；異常宏觀上呈NW向延伸，與區(qū)域性的地質(zhì)構(gòu)造特征相一致(圖2)。

1—航磁ΔT正值等值線及其數(shù)值；2—航磁ΔT零值等值線；3—航磁ΔT負(fù)值等值線及其數(shù)值；4—普查區(qū)位置圖2 區(qū)域航磁異常圖

從區(qū)域重力結(jié)果看，礦區(qū)總體在區(qū)域重力低的背景下，大致以昆中斷裂為界，以北地區(qū)地質(zhì)體密度具有相對(duì)均勻性，柴達(dá)木盆地基本上為一均勻地質(zhì)塊體，元古代基底構(gòu)造層的廣泛存在是形成昆中斷裂以北地區(qū)相對(duì)于南部地區(qū)區(qū)域重力異常高的一個(gè)重要原因。礦區(qū)位于青海東昆侖西段，據(jù)布格重力測(cè)量結(jié)果，區(qū)內(nèi)重力異常呈正異常特征[8]，其值在(15～25)10-5m/s2。礦區(qū)內(nèi)布格重力異常等值線局部向北凸起，總體走向NW，與航磁異常相一致(圖3)。

1—重力剩余異常正等值線及其數(shù)值；2—重力剩余異常零線；3—重力剩余異常負(fù)等值線及其數(shù)值；4—礦區(qū)位置圖3 區(qū)域重力異常圖

礦區(qū)共采集巖礦石標(biāo)本200塊，采用高斯第二位置測(cè)量，磁物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果說明，閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)角閃巖表現(xiàn)為中等磁性，磁化率值達(dá)到(800～900)×4π×10-5SI，剩余磁化強(qiáng)度(140～230)×10-3A/m。黑云斜長(zhǎng)片麻巖、矽卡巖、大理巖等具有較弱的磁性，其磁化率值約為(550～600)×4π×10-5SI，剩余磁化強(qiáng)度為(150～200)×10-3A/m。石英巖、二長(zhǎng)花崗巖磁性最弱，其磁化率值約為400×4π×10-5SI，剩余磁化強(qiáng)度為150×10-3A/m左右。工作區(qū)內(nèi)地表總體磁性不大，只有斜長(zhǎng)角閃巖磁性變化較大，有些具較強(qiáng)或較弱的磁性，表現(xiàn)磁性不均勻性，整體磁性強(qiáng)度也不大(表1)。

表1 巖(礦)石標(biāo)本磁性統(tǒng)計(jì)

注：κ為磁化率，Jr為剩余磁化強(qiáng)度。

2 高精度磁測(cè)方法的應(yīng)用

2.1 高精度磁測(cè)工作方法及質(zhì)量評(píng)述

高精度磁測(cè)工作選用加拿大GEM公司生產(chǎn)的GSM-19T質(zhì)子磁力儀，該儀器攜帶輕便，操作簡(jiǎn)單，分辨率高，獲取弱磁異?？煽啃愿摺５孛娓呔却艤y(cè)的測(cè)網(wǎng)網(wǎng)度采用100m×20m。經(jīng)過分析，該磁測(cè)區(qū)內(nèi)巖體與地層的接觸帶走向基本為NW向，且與區(qū)內(nèi)大部分?jǐn)嗔褞ё呦蚧疽恢?，確定了地面高磁測(cè)線方位40°[9-10]。

為最大限度地提高儀器性能，保證儀器試驗(yàn)精度和施工精度，工作前各臺(tái)磁力儀進(jìn)行了噪聲水平、儀器一致性、探頭高度等試驗(yàn)工作，擇優(yōu)選取性能優(yōu)良的儀器進(jìn)行野外施工，施工前架設(shè)日變站，在一個(gè)工作日內(nèi)，日變觀測(cè)始于野外開工前，終于野外工作完成后。測(cè)點(diǎn)觀測(cè)按測(cè)網(wǎng)進(jìn)行，觀測(cè)參數(shù)為總場(chǎng)強(qiáng)度T，儀器自動(dòng)調(diào)諧，操作員嚴(yán)格“去磁”，觀測(cè)過程中遇異常點(diǎn)、畸變點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)，磁測(cè)野外工作起于校正點(diǎn)，終于校正點(diǎn)的閉合單元，早、晚校正點(diǎn)日改后差值均小于±2nT。該次磁測(cè)質(zhì)檢利用均方誤差來統(tǒng)計(jì)，共完成磁法測(cè)量9.7km2,總物理點(diǎn)4861個(gè)，質(zhì)檢物理點(diǎn)為272個(gè)，質(zhì)檢率5.59%，磁測(cè)總均方誤差±2.12nT。

2.2 磁場(chǎng)的處理與轉(zhuǎn)化

(1)圓滑、插值和數(shù)據(jù)網(wǎng)格化：現(xiàn)在常用的網(wǎng)格化方法有高斯克里格法、最近臨點(diǎn)法、最小曲率法和多項(xiàng)式回歸法等[11]，所有網(wǎng)格化方法的目的是希望通過插值來加密數(shù)據(jù)點(diǎn)，因?yàn)楦嗟臄?shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)使模型更加精密，但是并非插值越多，模型越精確，相反，如果插值過多，會(huì)使模型變形，脫離實(shí)際。該區(qū)選擇高斯克里格法進(jìn)行網(wǎng)格化，網(wǎng)格間距設(shè)置大小為20m，搜索半徑設(shè)為點(diǎn)距的3～6倍，數(shù)據(jù)處理過程中，根據(jù)實(shí)際工作情況而定，該區(qū)選擇使用所有點(diǎn)搜索的方法。

(2)化極：地磁場(chǎng)是一個(gè)有源場(chǎng)，采集數(shù)據(jù)是多個(gè)磁性體有源場(chǎng)的疊加，為了更清楚顯示需要的信息，首先對(duì)磁測(cè)資料進(jìn)行了化極處理，即將磁異常轉(zhuǎn)化為磁性地質(zhì)體處于地磁極位置的磁異常[12]。

(3)延拓：根據(jù)場(chǎng)論知識(shí)，空間中某一點(diǎn)的磁場(chǎng)與場(chǎng)源的距離成反比，相對(duì)深部的較大場(chǎng)源，在向上延拓時(shí)淺部的較小場(chǎng)源衰減快，深部較大的場(chǎng)源衰減慢，故向上延拓可以突出深部的磁性體引起的異常[13]。對(duì)阿日特克山礦區(qū)磁測(cè)資料分別進(jìn)行了50m，100m，200m向上解析延拓(圖4)。

(4)方向?qū)?shù)：水平導(dǎo)數(shù)用于突出淺部異常、區(qū)分水平疊加異常[13]。水平導(dǎo)數(shù)后磁異常走向和帶狀特征更加明顯，區(qū)域場(chǎng)特征影響減弱；垂向一階導(dǎo)數(shù)用于相對(duì)突出局部場(chǎng)，壓制區(qū)域場(chǎng)[14]。較水平導(dǎo)數(shù)來看，各磁異常帶邊界清晰，走向明顯，突出了局部場(chǎng)，削弱了區(qū)域場(chǎng)，使異常更加直觀明了(圖5)。

1—ΔT正值等值線；2—ΔT負(fù)值等值線；3—ΔT零值等值線圖4 ΔT化極向上延拓等值線平面圖

1—ΔT正值等值線；2—ΔT負(fù)值等值線；3—ΔT零值等值線圖5 ΔT化極方向?qū)?shù)等值線平面圖

2.3 利用磁測(cè)資料圈定構(gòu)造

利用高精度磁測(cè)進(jìn)行斷裂構(gòu)造的推斷原則[15-16]，首先從串珠狀或條帶狀磁異常判斷。由于斷裂破碎，巖石磁性降低，形成線性低緩異常帶，斷裂的空間形態(tài)(寬窄、連續(xù)性)不同，形成串珠狀或條帶狀線性異常帶；不同特征磁場(chǎng)的分界線有時(shí)表現(xiàn)為明顯的梯級(jí)帶，有時(shí)表現(xiàn)為低緩梯級(jí)帶--過渡帶，其中間部位對(duì)應(yīng)斷裂位置。磁場(chǎng)等值線有明顯的同形扭曲、同向彎曲，磁異常被錯(cuò)動(dòng)或?qū)挾韧蛔兊?，這是磁性地質(zhì)體非同步水平運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；是磁場(chǎng)等值線的線性梯級(jí)帶。從磁異常構(gòu)造推斷解譯圖判斷(圖6)，區(qū)內(nèi)有2條大的NW向斷裂構(gòu)造，南側(cè)是F2～F10，整體認(rèn)為是1條大的NW向構(gòu)造，在F11,F12兩條NE向構(gòu)造的影響下，構(gòu)造方向發(fā)生錯(cuò)位，在F2，F(xiàn)10中間產(chǎn)生2條小的NW向構(gòu)造，小構(gòu)造中含有鉛鋅、鏡鐵、黃鐵等礦化，是形成多金屬礦化的有利部位。北側(cè)是F3～F8，整體也是1條大的NW向構(gòu)造，F(xiàn)3，F(xiàn)8構(gòu)造中存在F13NE向構(gòu)造的影響，2條構(gòu)造也發(fā)生了錯(cuò)位，該段被第四系覆蓋。南側(cè)存在2條小構(gòu)造，西南側(cè)F1和東南側(cè)F9，應(yīng)高度重視F1，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8，F(xiàn)9，以往在F7，F(xiàn)9兩個(gè)破碎蝕變帶發(fā)現(xiàn)不同的礦化線索，結(jié)合該次推斷的構(gòu)造，沿著走向進(jìn)一步追索，還有一些更小的構(gòu)造未細(xì)化分。

1—ΔT正值等值線；2—ΔT負(fù)值等值線；3—ΔT零值等值線；4—推斷構(gòu)造及編號(hào)圖6 構(gòu)造圈定圖

2.4 利用磁測(cè)資料圈定巖體

在尕子黑海西期花崗閃長(zhǎng)巖巖體西端發(fā)現(xiàn)礦化現(xiàn)象，金屬礦產(chǎn)與巖體有成因聯(lián)系。通過鉆探驗(yàn)證，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有隱伏的海西期花崗閃長(zhǎng)巖體，銅鉛鋅銀多金屬礦賦存于海西期花崗閃長(zhǎng)巖與含碳酸質(zhì)巖石地層的接觸地帶。鉬礦體賦存在花崗閃長(zhǎng)巖體內(nèi)，形成斑巖型鉬礦[17-18]，因此可以確定，礦體與海西期花崗閃長(zhǎng)巖體有成因聯(lián)系。利用磁測(cè)資料推測(cè)隱伏的巖體，應(yīng)以磁性差異為前提，并根據(jù)磁場(chǎng)某些特征來進(jìn)行判斷，是否出現(xiàn)與淺表層巖石磁性不相符的異常，是判斷是否有隱伏巖體存在的首要特征，一般情況下，在淺表層為弱磁性巖石分布區(qū)的負(fù)磁場(chǎng)背景中出現(xiàn)局部正異常(相對(duì)高)，或在強(qiáng)磁性巖石分布區(qū)的正磁場(chǎng)背景中出現(xiàn)局部負(fù)異常(或相對(duì)低)，往往指示在較深部位有與淺表層巖石具磁性差異的隱伏地質(zhì)體存在。C4異常位于工作區(qū)中部，是一個(gè)形態(tài)規(guī)整、平穩(wěn)的弱磁異常中突起的正異常，異常規(guī)模不大，正負(fù)異常相當(dāng)，且形態(tài)兩側(cè)基本對(duì)稱，是典型的隱伏巖體的反映，該異常位于第四系覆蓋區(qū)，結(jié)合周圍鉆孔巖芯看，深部為隱伏花崗閃長(zhǎng)巖，推斷隱伏巖體的范圍如圖7所示。

1—ΔT正值等值線；2—ΔT負(fù)值等值線；3—ΔT零值等值線；4—推斷巖體圖7 推斷隱伏巖體

2.5 利用磁測(cè)資料圈定矽卡巖帶

8線0～120m處于C10異常，從鉆孔資料可知，深部主要以古元古代達(dá)肯大板群地層為主，巖性主要為斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)角閃巖，碎裂巖等。8線560～880m位置橫跨C4異常，該磁異常是一個(gè)形態(tài)規(guī)整的弱磁異常，異常規(guī)模不大，正負(fù)異常相當(dāng)，且形態(tài)兩側(cè)基本對(duì)稱，異常幅度相對(duì)也較大，是隱伏巖體的反映。從鉆孔資料看，該隱伏巖體中含有輝鉬礦等，在巖體和地層的接觸部位含有銅鉛鋅礦，從周圍鉆孔巖芯看，深部為隱伏花崗閃長(zhǎng)巖巖體。根據(jù)鉆孔內(nèi)巖(礦)石物性資料，斜長(zhǎng)角閃片麻巖磁化率為1192.3×4π×10-6SI，剩余磁化強(qiáng)度為306.5×10-3A/m，具有中高磁性，中—酸性花崗閃長(zhǎng)巖磁化率為807.6×4π×10-6SI，剩余磁化強(qiáng)度為179.6×10-3A/m，具有中磁性，石英巖磁化率為479.9×4π×10-6SI，剩余磁化強(qiáng)度為115.7×10-3A/m，具有較低磁性；結(jié)合地質(zhì)模型，經(jīng)金維軟件二度半聯(lián)合反演，推斷中—酸性花崗閃長(zhǎng)巖巖體形態(tài)(圖8)，花崗閃長(zhǎng)巖呈柱狀侵入到古元古代大肯達(dá)板群地層中，ΔT值高低起伏變化與侵入體的埋深及規(guī)模正相關(guān)。

1—第四系；2—黑云變粒巖；3—黑云斜長(zhǎng)片麻巖；4—閃長(zhǎng)巖；5—推斷矽卡巖；6—銅礦體；7—鉬礦體圖8 8線2度半度聯(lián)合反演圖

3 驗(yàn)證磁性資料成果

鉆孔揭露顯示：礦體賦存于海西期花崗閃長(zhǎng)巖與含碳酸質(zhì)巖石地層的接觸地帶[19-20]，花崗閃長(zhǎng)巖與含碳酸質(zhì)巖石發(fā)生接觸交代作用，形成矽卡巖型礦床(圖9)。

1—ΔT正值等值線；2—ΔT負(fù)值等值線；3—推斷巖體位置；4—推斷構(gòu)造位置及編號(hào)；5—鉆孔位置圖9 鉆孔布設(shè)位置

構(gòu)造內(nèi)發(fā)良碎裂巖，122.43～139.1m，221.18～228.5m，灰黑色，碎裂結(jié)構(gòu)，碎裂狀構(gòu)造。巖石主要由透輝石、泥質(zhì)礦物及部分綠泥石所組成。原巖為透輝矽卡巖，整個(gè)巖石已經(jīng)發(fā)生綠泥石化。巖石破碎強(qiáng)烈，局部為斷層泥。整個(gè)巖石中都有黃鐵礦化現(xiàn)象，黃鐵礦呈浸染狀、細(xì)脈狀分布。鉆孔ZK301[21]共發(fā)現(xiàn)5層礦(表2)。

表2 鉆孔ZK301見礦統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論

矽卡巖礦床主要是在中酸性—中基性侵入巖類與碳酸鹽類巖石的接觸帶及附近，由含礦氣水溶液進(jìn)行交代作用形成的，礦床在空間及時(shí)間上與矽卡巖有一定的聯(lián)系。故在尋找矽卡巖型銅多金屬礦勘探中，可以根據(jù)目標(biāo)體和圍巖磁物性差異，利用高精度磁測(cè)方法來推斷構(gòu)造及隱伏巖體，從而達(dá)到間接找礦的目的。

(1)以化極后磁異常等值線圖為基礎(chǔ)，結(jié)合垂向一階導(dǎo)數(shù)，可有效識(shí)別斷裂構(gòu)造。串珠狀異常，斷裂帶一般位于水平導(dǎo)數(shù)零線附近，線狀異常帶，以線性異常帶的中心位置為斷裂帶所在位置，雁行狀異常帶，以磁異常北側(cè)拐點(diǎn)連線為斷裂所在位置。

(2)利用磁異常圈定巖體，無論為基性巖體還是酸性巖體，其邊界的圈定方法基本相同，通常以化極磁異常的梯度陡變帶為巖體的邊界，對(duì)規(guī)模較小的巖礦體，可按磁異常一階導(dǎo)數(shù)零值線圈定，對(duì)規(guī)模較大的磁性體，可按磁異常二階導(dǎo)數(shù)零值線圈定。

(3)依據(jù)鉆探及其他工程手段驗(yàn)證成果，分析總結(jié)該區(qū)的成礦地球物理模型和找礦標(biāo)志，為今后工作的開展提供翔實(shí)的資料。