王牧，金世杰，要悅穩(wěn)，習肖偉

(中國冶金地質總局地球物理勘查院，河北 保定 071051)

0 引言

青海省的玉樹地區(qū)位于我國重要的西南“三江”成礦帶之北段，成礦地質條件優(yōu)越，礦產資源豐富，且近些年已發(fā)現(xiàn)多處中、大型礦床，特別是金、銅、鉛鋅和鐵礦床[1]。由于研究區(qū)地處青藏高原腹地，高寒、高海拔(平均海拔>4000 m)、氧氣含量低、地形切割劇烈等特殊自然條件為區(qū)域地質調查和礦產勘查帶來了一定的困難。該區(qū)過去曾經開展過一定工作量的地質、物化探工作，但區(qū)域的整體研究程度較為有限。高精度航磁調查具有精度高、成本低、控制面積大、見效快的特點，隨著儀器精度、導航定位、數(shù)據(jù)處理方法和成果解釋水平的提高，高精度航磁調查成為在高寒地區(qū)進行基礎地質調查和礦產勘查的有效方法之一。

本文以秦嶺及天山等重點成礦區(qū)帶航空物探調查二級項目下的“青海玉樹—雜多地區(qū)1∶5萬航磁調查”子項目為依托，在該區(qū)開展大比例尺、高精度航磁調查工作，以期在最短的時間內發(fā)揮最好的應用效果，為青藏高原地區(qū)開展下一步的基礎地質及礦產勘查工作提供扎實的基礎資料。

1 區(qū)域地質概況

研究區(qū)地處青藏高原腹地的青海省南部，東與四川省接壤，南與西藏的昌都地區(qū)相鄰。大地構造單元橫跨西藏—三江造山系1個Ⅰ級構造單元、巴顏喀拉地塊和三江弧盆系2個Ⅱ級構造單元[2](圖1)。

圖1 研究區(qū)大地構造位置及主干斷裂分布簡圖(據(jù)祁生勝[2]，修改)

區(qū)內斷裂構造十分發(fā)育，多密集成束分布，主構造走向為NW向。主斷裂(帶)控制了構造和地層的分布，而且對巖漿巖區(qū)帶和礦帶劃分也起著重要的控制作用。區(qū)內斷裂多數(shù)為顯生宙以來特別是中生代的構造活動形跡，它們大多具有長期的發(fā)育歷史，既有繼承復活性，又有改造新生性①，因此同一斷裂的產狀、性質、所處構造層次等在空間上都有較大的變化。

出露地層較為發(fā)育，分布廣泛，主要出露元古宇、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系及第四系，其中以三疊系分布最廣，上古生界和古近系次之②-⑥。在研究區(qū)北部發(fā)育大量的蛇綠混雜巖，這也印證了區(qū)內構造活動十分劇烈，是板塊運動的主要發(fā)生地段。

侵入巖種類較多，主要侵入時期為三疊紀和古近紀，侏羅紀和泥盆紀居次，從北到南均有分布，且主要分布于斷裂構造附近，巖體延展方向與區(qū)域構造走向基本一致；巖石從酸性、中性到基性-超基性巖均有出露，但以中酸性巖體為主。

2 技術方法簡述

研究區(qū)所處地區(qū)平均海拔在4000 m以上，且地形切割劇烈，因此，通過多種機型的對比，綜合分析實際條件，最終選用能夠適應高原飛行且機動性能良好的AS 350-B3型直升機，使用長桿硬架防振航空磁測系統(tǒng)進行飛行測量[3]。該系統(tǒng)使用加拿大PICO公司生產的航空物探綜合站，配有Cs-3高精度銫光泵磁探頭。為了獲取更加豐富的地磁場信息，采用隨地形緩起伏的飛行方式，并盡可能降低飛行高度[4]。事后經統(tǒng)計，全區(qū)的平均飛行高度為147.5 m，完全滿足該比例尺航磁測量要求。

根據(jù)區(qū)域地質資料，區(qū)內主要地質構造走向為NW向，根據(jù)主測線垂直或基本垂直于主構造走向的原則[5]，完成飛行測線方向30.5°?210.5°，切割線垂直于測線，方向為120.5°?300.5°，測線間距500 m，切割線間距10 km，整體測網(wǎng)密度為0.5 km×10 km。通過測量結果初步分析，區(qū)內航磁異常輪廓清晰、連續(xù)完整，基本與測線方向垂直，說明本次1∶5萬高精度航磁測量測網(wǎng)布置合理，取得了明顯的測量效果(圖2)。

圖2 研究區(qū)區(qū)域磁場分區(qū)圖

3 巖石磁性特征

掌握和研究巖石的磁性特征及其分布規(guī)律，是解釋磁異常必不可少的先決條件，也是開展區(qū)域磁場特征深入研究的基礎。經過整理、統(tǒng)計前人巖礦石物性數(shù)據(jù)和巖(礦)石磁參數(shù)實測，本區(qū)的巖(礦)石的物理特征如下。

3.1 蛇綠混雜巖

主要分布在測區(qū)北部區(qū)域性的深大斷裂附近，大多形成于晚古生代，其中的基性、超基性巖塊磁化率常見值范圍為7600×10-5～10600×10-5SI，能引起條帶狀或橢圓狀強磁異常，梯度較陡；而混雜巖內的基質，如砂巖、板巖、千枚巖、片巖磁化率值很低，幾乎無磁性，不能引起磁異常，多構成區(qū)域磁場的背景場。

3.2 地層

區(qū)內分布較廣的為古近系、侏羅系、三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系及元古界地層，其中磁性較強者主要為三疊系和古近系地層內的火山巖，磁化率為75×10-5-3480×10-5SI，范圍變化較大，多形成波動跳躍的磁異常；其他地層主要由砂板巖、礫巖、泥巖、灰?guī)r等構成，巖性的磁化率值在0×10-5～20×10-5SI范圍內，呈弱磁或無磁狀態(tài)，不能引起磁異常，多形成背景場。

3.3 侵入巖

區(qū)內的侵入巖主要形成于三疊紀和古近紀，巖性以中酸性巖為主?？傮w來說，古近紀中酸性的正長斑巖、粗面斑巖磁性相對較強，實測磁化率值多為600×10-5～2000×10-5SI；三疊紀花崗巖、花崗閃長巖的磁化率值變化較大，多為6×10-5～2889×10-5SI；其他的侵入巖為弱磁性或無磁性；在主干斷裂附近有大量的巖脈出露，巖脈的種類齊全，其中超基性、基性巖脈的磁化率值較高，常見值為3600×10-5～6300×10-5SI；中酸性巖脈的實測磁化率值為90×10-5～2800×10-5SI，這些巖脈可形成局部的孤立磁異常，應予重視。

4 區(qū)域磁場特征

研究區(qū)橫跨西藏—三江造山系的巴顏喀拉地塊和三江弧盆系，以中-上元古界為結晶基底①，在區(qū)域地質演化過程中沉積了古生界、中生界和新生界蓋層巖系，并伴有多期(次)巖漿活動，致使區(qū)內的磁場錯綜復雜、變化多樣。盡管如此，從航磁圖中仍然能識別出區(qū)域磁場的分布特征，以及區(qū)域磁場與地層、斷裂之間的關系。不同的磁場區(qū)在磁場強度、異常形態(tài)、走向等方面具有不同的特點，它們是不同沉積建造、構造-巖漿活動等地質活動的綜合反映。根據(jù)磁場表現(xiàn)出的不同特征將研究區(qū)自北向南劃分為5個磁場區(qū)(圖2)。

4.1 英群—五道班平緩降低磁場區(qū)(Ⅰ)

位于測區(qū)北端，該磁場區(qū)的特點是從北西向南東磁場平緩地降低，場值一般在-20～0 nT之間，除北西部的果民多拉一帶為局部正磁場外，其他地區(qū)均為負磁場。據(jù)野外實際觀察和巖(礦)石物性資料分析，該區(qū)平緩降低的磁場主要與巨厚層的巴顏喀拉群弱磁或無磁性的復理石建造有關。

4.2 浪普—歇武電站正負變化磁場區(qū)(Ⅱ)

位于測區(qū)中北部，該磁場區(qū)整體以正磁場為背景，僅南東部為負磁場，總體呈NWW向展布，磁場強度在-40～40 nT變化，在此背景上疊加有強度多變、形態(tài)各異的條帶狀、串珠狀異常。磁場區(qū)內的巖石磁性差異很大，對該磁場化極后，基本成為正磁場區(qū)，推測為一個規(guī)模較大的磁性體在空間上的綜合反映，北部的負磁場即為該磁性體形成的伴生負異常，在化極上延3 km后依然反映出NWW向的磁力高值異常帶，說明該磁性體向下有較大延伸或者分布面積較廣。在1︰100萬布格重力圖上⑦，該區(qū)顯示為一條NWW向的重力高值帶，在下拉秀—歇武大地電磁剖面上顯示為高電阻率，這充分說明該區(qū)存在一個密度大、磁性高、高電阻率的地質體，推測深部有隱伏磁性體(巖漿巖)存在。

4.3 恰欽達—巴塘平緩升高正磁場區(qū)(Ⅲ)

位于測區(qū)北中部，以平緩升高的正磁場為主，場值一般為5～50 nT，僅在巴塘東部分布有小范圍降低負磁場；其上疊加形態(tài)各異的條帶狀或團塊狀升高異常。結合區(qū)域地質情況，區(qū)內平緩升高的區(qū)域是火山巖地層的綜合反映；形態(tài)各異的條帶狀或團塊狀升高異常主要是由高磁性的火山巖和基性巖引起，巴塘東部的降低負磁場可能與沉積厚度較大的三疊系無磁或弱磁性的碎屑巖、碳酸鹽巖有關。

4.4 下拉秀—毛莊變化升高磁場區(qū)(Ⅳ)

位于測區(qū)中部，區(qū)域磁場以-10～10 nT的強度值為背景，疊加強度多變、大小不一的等軸狀、橢圓狀、條帶狀、片狀或團塊狀的異常為特征，這些局部異?？傮w沿該區(qū)大地構造方向展布。通過實測巖石磁化率值，結合區(qū)域地質資料，認為該區(qū)正負變化磁場主要由沉積厚度巨大的弱磁性碎屑巖、淺變質巖和無磁性的碳酸鹽巖引起；區(qū)內疊加的條帶狀、片狀或團塊狀升高異常主要與三疊紀和古近紀強磁性中酸性巖體有關。在下拉秀南東部和北西部及仁宗達一帶的三疊系內出現(xiàn)寬緩升高異常，推斷與隱伏的中酸性巖體有關。

4.5 囊謙—吉曲劇烈變化升高磁場區(qū)(Ⅴ)

位于測區(qū)南部，以平靜負異常為背景，場值一般在5～10 nT之間變化，其上疊加強度變化較大、形態(tài)寬緩或劇烈變化的局部異常。通過分析巖石物性及實際地質情況，認為該區(qū)的平靜負磁場主要是厚度較大的弱磁性、無磁性的石炭系、二疊系、三疊系和古近系的碎屑巖、碳酸鹽巖引起，疊加其上形態(tài)寬緩的局部異常與中酸性火山巖有關，劇烈變化升高的局部異常是由古近紀正長斑巖、粗面斑巖、閃長巖類和輝綠-輝長巖脈和煌斑巖脈引起。

5 航磁推斷斷裂

斷裂構造特別是深大斷裂往往對地層、巖漿巖和成礦都具有一定的控制作用，多數(shù)斷裂具有長期性和繼承性，且在空間上延伸長、深度大，為深部物質的上升提供了通道，尤其是不同級別、不同方向斷裂的交匯部位都是成礦的有利部位。因此，利用高精度大比例尺的航磁資料推斷斷裂構造，對研究基礎地質特征和成礦規(guī)律都具有重要的意義。

5.1 航磁解釋標志

斷裂的推斷主要根據(jù)航磁ΔT剖面平面圖、等值線平面圖、化極圖、化極上延圖，并參考區(qū)域地質等資料進行的。推斷的依據(jù)主要為不同磁場區(qū)的分界線、磁場線性梯度帶、線性磁異常帶(包括線性正異常帶、急劇變化的正負異常帶和線性降低負異常帶)、串珠狀分布的磁異常帶、異常扭曲帶或錯動帶、異常截止帶等。

5.2 斷裂分級原則

根據(jù)斷裂構造在地球物理場的表現(xiàn)程度及相應的地質特征，按規(guī)模大小，將斷裂分為三級，本文所述的分級原則與地質上劃分的區(qū)域性大斷裂、大斷裂、一般斷裂有聯(lián)系，但不能完全等同。

一級斷裂的磁場特征為巨大的線性磁異常帶、梯度帶，常為不同磁場區(qū)的分界線，向上延拓3 km時斷裂識別特征仍比較明顯。此類斷裂延伸較長，多沿構造走向方向貫穿整個研究區(qū)，普遍伴有強烈的巖漿活動，地質上控制著構造的形成與發(fā)展；二級斷裂的磁場反映為具有一定規(guī)模的線性磁異常帶、梯度帶、串珠狀磁異常帶，向上延拓1 km時仍能被識別，但上延3 km后，斷裂識別特征幾乎消失，地表伴有不同程度巖漿活動，但規(guī)模不如前者；三級斷裂為延伸有限的線性異常帶、串珠狀或線性的梯度帶、局部異常的分界線，上延1 km后，磁場的斷裂識別特征幾乎消失，規(guī)模較小，延伸不大。

5.3 推斷斷裂構造特征

依據(jù)上述原則，本區(qū)共劃出了52條不同級別、不同性質的斷裂，并予以編號，其中推斷一級斷裂6條，二級斷裂7條，三級斷裂39條(圖3，表1所示)，其中與已知斷裂重合或部分重合28條，新推斷斷裂24條。通過與區(qū)域地質資料劃分的斷裂相比，航磁推斷的一級斷裂與已知區(qū)域性大斷裂對應度很高，多為二、三級大地構造單元的分界線，控制著蛇綠混雜巖、地層和巖漿巖的分布。一、二級斷裂的主構造走向為NW—NWW向，與區(qū)域構造應力方向近正交，三級斷裂主要分布于區(qū)域性大斷裂周邊，多為大斷裂的次生斷裂，構造走向以NW—NWW向為主，部分為NE向，主要發(fā)育在研究區(qū)北部蛇綠混雜巖三級構造單元的內部。

表1 航磁推斷斷裂構造一覽表

圖3 區(qū)內航磁推斷斷裂分布圖

區(qū)域地質測量過程中確定的部分斷裂在航磁資料上并沒有明顯的反映，這是因為航磁推斷斷裂是根據(jù)斷裂兩側地質體的磁性差異來劃分的，這種差異在地表不易被識別；另外，當斷裂兩側地質體的磁性差異不明顯時，航磁資料也就不會出現(xiàn)相應的反映。

5.4 斷裂構造的控礦作用

縱觀區(qū)內已知的不同類型、不同規(guī)模的礦床(點)，多數(shù)沿著不同級別、不同方向的斷裂帶及其周邊形成的破碎帶所展布，受斷裂控制作用十分明顯，且具有多期活動、切割深、規(guī)模大、周邊次級斷裂發(fā)育等特點，礦體大多發(fā)育在地質體的斷裂破碎帶內或其中的脈體內，表明斷裂構造不僅為成礦物質提供了良好的運移通道，也是成礦物質聚集、沉淀的有利場所。因此，斷裂構造帶的研究對區(qū)內發(fā)現(xiàn)內生礦床起著至關重要的作用。

6 航磁異常找礦效果

通過開展本次最新的1∶5萬高精度航磁調查，編制航磁ΔT剖面平面、等值線平面、剩余異常等圖件，在青海玉樹地區(qū)共圈定265處航磁異常并予以編號，其中反映為已知小型鐵礦床的有1處，反映為已知鐵礦(化)點的航磁異常有4處；同時，在異常踏勘或查證過程中推斷與鐵礦相關的航磁異常3處。

6.1 已知鐵礦航磁異常

最新的1∶5萬航磁ΔT等值線平面圖和剖面平面圖上，冶金山小型鐵礦床的航磁異常特征最為突出，對應于67號磁異常，其范圍與礦床范圍十分吻合(圖4)。在ΔT剖面平面圖上有5條測線反映，異常中心飛行高度為111.2 m，中心測線呈尖峰狀，且北東側伴生負異常，二者疊加于平穩(wěn)的負背景場內；等值線平面圖上為北負南正的團塊狀形態(tài)，正異常兩側梯度陡，異常強烈升高，整體走向為NE向，范圍為4.2 km×2.5 km，ΔTmax=1147.6 nT，顯示出磁性體具有很強的磁性。經過ΔT化極、上延(500 m、1 km和3 km)等處理后，該異常仍有較明顯的反映，說明磁性地質體具有一定的下延深度和規(guī)模。

圖4 冶金山鐵礦(67號異常)航磁、地質綜合圖

該鐵礦床由玉樹地質隊發(fā)現(xiàn)，鐵礦體賦存于石英閃長巖與石炭系灰?guī)r的侵入接觸帶中，礦石以磁鐵礦為主，赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦和黃銅礦次之，圍巖蝕變以矽卡巖化為主，是一處典型的矽卡巖型礦床。該鐵礦的航磁調查結果表明，航磁對已知鐵礦，尤其是磁鐵礦的反映十分明顯，并且定位準確、可信。因此，高精度的航磁調查為區(qū)內尋找相似類型的鐵礦床(點)提供了依據(jù)。

6.2 推斷鐵礦航磁異常

根據(jù)1∶5萬高精度航磁資料，篩選部分異常進行了查證或者踏勘，共發(fā)現(xiàn)3處與鐵礦化相關的異常，現(xiàn)以16號異常特征為例進行簡述。

該異常在航磁ΔT剖面平面圖上約有14條測線反映，異常中心的航磁曲線呈尖峰狀，伴生負異常；等值線平面圖為正波動場內的條帶狀異常，正異常位于南西側，北東側伴生小范圍負異常，北東側等值線梯度陡而南西側逐漸變緩，異常范圍大小為7.0 km×2.8 km，異常中心飛行高度為70.6 m，ΔTmax=208.7 nT，整體走向NW向(圖5)。

圖5 16號異常航磁—地質綜合圖

據(jù)1∶25萬區(qū)域地質調查資料，該異常附近主要出露下泥盆統(tǒng)的片理化大理巖、白云質大理巖、蝕變玄武巖及綠簾綠泥片巖等，中心附近有大理巖出露，異常以南為侏羅紀黑云母石英閃長巖，巖體周邊有硅化蝕變發(fā)育，區(qū)域斷裂較為發(fā)育，異常中心附近有斷裂穿過。

野外對該異常進行了實地踏勘，在異常范圍內獲取了巖石磁性參數(shù)，其中黑云母石英閃長巖最高磁化率值為51×10-5SI，為弱磁或無磁性；在巖體與大理巖的接觸帶附近發(fā)現(xiàn)有含磁鐵礦角巖(圖6)，磁化率值最高可達12700×10-5SI，二者呈侵入接觸關系，肉眼可見蝕變帶寬約30～40 m，用巖礦石元素分析儀測試，該巖石內鐵的品位w(Fe)約40%，而w(Ti)最高達2.48%，已經達到了鈦的邊界品位。通過綜合分析航磁和地質特征，認為異常形態(tài)及走向與接觸蝕變帶的范圍十分吻合，該異常是由接觸交代作用形成的含磁鐵礦角巖引起，為鐵礦所致，鐵礦的成因為接觸交代型鐵礦。

圖6 16號異常野外鐵礦露頭照片

7 結語

通過在青海玉樹地區(qū)開展1∶5萬高精度航磁調查，獲取了高質量的航磁數(shù)據(jù)，積累了在高寒、高海拔、切割劇烈地區(qū)采用直升機長桿硬架技術進行航磁調查的寶貴經驗。利用高精度航磁資料，詳細地分析了區(qū)內磁場特征，發(fā)現(xiàn)了大量的航磁異常，推斷了航磁反映的斷裂構造，為區(qū)內進行綜合基礎地質研究和找礦提供了相關依據(jù)。區(qū)內已知鐵礦在航磁圖上特征明顯，通過分析已知鐵礦反映的航磁異常規(guī)律，可以指導區(qū)內其他類似地質條件下鐵礦的找礦工作。

注釋：

① 韓生福, 章午生, 田生玉, 等. 青海省第三輪成礦遠景區(qū)劃及找礦靶區(qū)預測. 西寧:青海省國土規(guī)劃研究院, 2005.

② 朱迎堂, 李建星, 孫南一, 等. 中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶25萬, 玉樹縣幅I47C003001). 北京: 全國地質資料館, 2006.

③ 謝堯武,彭興階,陳應明,等. 中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶25萬，囊謙縣幅I47C004001，昌都縣幅H47C001001).北京: 全國地質資料館,2007.

④ 王毅智, 劉生軍, 祁生勝, 等. 中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶25萬, 雜多縣幅I46C004004). 北京: 全國地質資料館, 2006.

⑤ 羅森林, 魏永峰, 黃世華, 等. 中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶25萬, 蒙沙村幅I47C003002). 北京: 全國地質資料館, 2004.

⑥ 胡敬仁, 柯東昂, 崔永泉, 等. 中華人民共和國區(qū)域地質調查報告(1∶25萬, 丁青縣幅H46C001004). 北京:全國地質資料館, 2005.

⑦ 陳滄海, 劉宏民. 青海東部1∶100萬區(qū)域重力調查報告. 北京:全國地質資料館, 1992.