物化探技術(shù)在青海天峻航磁查證中的應(yīng)用

姜 鵬，龔育齡，王笠潔，邱 松

(東華理工大學(xué) 核工程與地球物理學(xué)院，江西 南昌 330013)

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物化探技術(shù)在青海天峻航磁查證中的應(yīng)用

姜 鵬，龔育齡，王笠潔，邱 松

(東華理工大學(xué) 核工程與地球物理學(xué)院，江西 南昌 330013)

在大量收集青海天峻1∶50 000航磁測(cè)量區(qū)已知地質(zhì)、礦產(chǎn)資料和以往物化探工作成果資料的基礎(chǔ)上，對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)五個(gè)典型的航磁異常帶進(jìn)行地面查證。通過(guò)對(duì)異常進(jìn)行初步甄別分類之后，以編號(hào)青C-2012-117，即航磁異常Ⅰ區(qū)的地面查證工作為例，采用1∶10 000高精度磁法剖面測(cè)量、1∶10 000巖石剖面測(cè)量方法進(jìn)行航磁異常三級(jí)查證，分析磁異常形成的地質(zhì)原因，對(duì)不同性質(zhì)的航磁異常做出定性判別，進(jìn)而對(duì)區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)背景和區(qū)域成礦條件進(jìn)行初步分析。在航磁異常查證中取得了很好的找礦效果。

航磁異常查證；高精度磁測(cè)；化探異常

1 引 言

青海省中—南祁連地區(qū)1∶50 000航空磁測(cè)區(qū)位于青海省北部，行政區(qū)劃屬青海省天峻縣龍門鄉(xiāng)管轄。航空磁測(cè)資料呈現(xiàn)大量有意義的磁異常帶，為了進(jìn)一步查明航磁異常在地面的確切位置，以及引起磁異常的地質(zhì)原因，為進(jìn)一步找礦提供線索，就需要通過(guò)地面工作來(lái)查證所發(fā)現(xiàn)的磁異常，這一工作稱為航磁異常的地面查證[1,2]。

2 查證區(qū)地質(zhì)概況和地球物理特征

2.1 地質(zhì)概況

查證區(qū)內(nèi)分布的地層依次為志留紀(jì)巴龍貢噶爾組(Sb)、二疊紀(jì)(P)、三疊紀(jì)(T)、第三紀(jì)(N)及第四紀(jì)。區(qū)域構(gòu)造經(jīng)歷了加里東晚期，華力西中期和華力西晚期—印支期三個(gè)重要地質(zhì)時(shí)期。其北西—北西西向構(gòu)造和北北東向構(gòu)造、北北西向構(gòu)造較發(fā)育，以北西—北西西向構(gòu)造為主，如圖1所示。

1)褶皺構(gòu)造。查證區(qū)所在區(qū)域?yàn)橐粡?fù)背斜南翼或復(fù)向斜北翼，走向北西西，地層由北向南為晚奧陶世—志留紀(jì)地層。其內(nèi)次生褶皺線狀密集，兩翼傾角一般相差不大(50 °～70 °)，樞紐線起伏不明顯，于斷裂附近偶爾出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)。

2)斷裂構(gòu)造。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，北北東向斷裂構(gòu)造基本沿希格爾曲古道一線展布，它的發(fā)生、發(fā)展與北西—北西西向構(gòu)造有成生聯(lián)系。北北西向構(gòu)造在測(cè)區(qū)內(nèi)截切了北西西向構(gòu)造，是較晚構(gòu)造活動(dòng)的痕跡。

2.2 地球物理特征

2.1.1 查證區(qū)巖礦石磁物性特征

由表1可以看出，砂巖、片巖、板巖、石英巖在全區(qū)磁性較弱～弱，而輝石巖、輝長(zhǎng)巖磁性較強(qiáng)，而且變化范圍也較大，這與巖體中鐵磁性礦物的含量關(guān)系密切。

圖1 青海天峻區(qū)域構(gòu)造概略Fig.1 The schematic diagram of Qinghai Tianjun regional structure

巖石名稱標(biāo)本塊數(shù)/塊磁化率/4π×10-6SI剩余磁化強(qiáng)度/10-3A·m-1區(qū)間平均值區(qū)間平均值板巖3230.24～61.2745.3615.92～48.5436.61片巖548.54～62.0753.3217.51～57.3043.77砂巖3311.14～60.4829.4412.73～51.7324.67石英巖121.59～43.7726.262.39～46.1521.49輝石巖401196.85～13130.282969.83673.23～2903.781528.68輝長(zhǎng)巖47224.41～1314.62645.3711.94～140.0670.82蝕變輝長(zhǎng)巖2557.30～415.39171.0918.30～92.3146.95

2.1.2 航磁異常特征

由圖2可見(jiàn)，查證區(qū)內(nèi)共有5個(gè)1∶50 000航磁異常，其規(guī)模、形態(tài)不一，強(qiáng)度100～550 nT。工作區(qū)范圍(北京54坐標(biāo)系)：東經(jīng)98°47′20″～98°58′10″；北緯37°52′40″～37°58′40″。本文以Ⅰ區(qū)航磁異常為例進(jìn)行分析，Ⅰ區(qū)面積約17.9 km2，航磁異常編號(hào)為青C-2012-117。異常整體形態(tài)呈一橢圓狀，長(zhǎng)軸北西—南東向，180 nT等值線長(zhǎng)約5.3 km，寬約2.0 km，見(jiàn)有6個(gè)異常中心，異常峰值低的為100 nT，高的為550 nT。異常區(qū)東南部主要位于第四紀(jì)沖、洪積物中(在南側(cè)少量出露志留紀(jì)下巖組粉砂巖夾千枚狀板巖)，中部出露加里東晚期輝長(zhǎng)巖(ν33a)，西北部為志留紀(jì)下巖組(Sa)粉砂巖夾千枚狀板巖[3-5]。

圖2 查證區(qū)1∶50 000航磁異常剖面平面Fig.2 The profile map of verification area 1∶50 000 aircraft magnetic anomaly

工作區(qū)拐點(diǎn)序號(hào)54坐標(biāo)系統(tǒng)經(jīng)度緯度Ⅰ198°54'42″37°58'38″298°58'08″37°57'15″398°57'07″37°55'42″498°53'44″37°57'11″

2.3 區(qū)域地球化學(xué)特征

航磁異常查證區(qū)主要包含了3個(gè)化探綜合異常，如圖3所示，即As2，As4，As7。據(jù)查證區(qū)1∶200 000區(qū)域化探資料分析金(Au)、砷(As)、鎢(W)、鉬(Mo)主要以局部異常形式出現(xiàn)，是礦化富集的結(jié)果，尤其是該區(qū)內(nèi)W、Au元素離散性大，高強(qiáng)數(shù)據(jù)較多，富集成礦的可能性大，且多分布于志留系地層中，志留系地層是該區(qū)尋找鎢金礦的主要層位。

圖3 查證區(qū)區(qū)域地球化學(xué)異常 單位(μg/g)Fig.3 The geochemical anomaly map of verification area

3 航磁異常地面查證工作

3.1 地面高精度磁測(cè)查證

3.1.1 地面高精度磁測(cè)數(shù)據(jù)采集

①測(cè)網(wǎng)布置：依據(jù)《地面高精度磁測(cè)規(guī)范》，地面高精度磁測(cè)的工作比例尺1∶10 000，在編號(hào)青C-2012-117號(hào)的航磁異常區(qū)(I區(qū))東北部布設(shè)磁測(cè)剖面11條，總計(jì)36.74 km，剖面方向NE32°，剖面線為直線，基本垂直于航磁異常走向或構(gòu)造線方向，并通過(guò)航磁異常的正負(fù)極值點(diǎn)，而且使其兩端在正常場(chǎng)范圍之內(nèi)。剖面具體位置如圖4和圖5所示。結(jié)合工作區(qū)地質(zhì)背景、航磁異常特征、成礦條件、自然地理、交通條件等具體情況，設(shè)計(jì)磁測(cè)點(diǎn)距40 m，如遇到異常時(shí)加密至10 m。剖面布設(shè)采用高精度GPS定位，逐點(diǎn)布設(shè)測(cè)量點(diǎn)位，標(biāo)注剖面線號(hào)和測(cè)點(diǎn)號(hào)。

②儀器選擇：采用捷克Satisgeo公司生產(chǎn)的PMG-1型質(zhì)子磁力儀進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集。該儀器測(cè)量范圍20 000～100 000 nT，測(cè)量精度±1 nT，分辨率為0.1 nT，適用溫度在～10℃～+60℃，具有存儲(chǔ)量大、分辨率高、輕巧靈活等特點(diǎn)，觀測(cè)參數(shù)為總場(chǎng)強(qiáng)度T。在野外正式施工前后，對(duì)投入生產(chǎn)的所有儀器設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和校驗(yàn)，對(duì)儀器的性能進(jìn)行了測(cè)試，內(nèi)容包括：磁力儀噪聲水平測(cè)試、儀器一致性試驗(yàn)等。

③日變觀測(cè)：采用循環(huán)工作方式，采樣間隔為20 s，自動(dòng)記錄。探頭始終保持同高度和同方向；日變觀測(cè)早于早校正點(diǎn)觀測(cè)，晚于晚校正點(diǎn)觀測(cè)；日變站有專人負(fù)責(zé)看守，保證無(wú)任何可移動(dòng)的磁性干擾物接近日變站。

3.1.2 磁測(cè)資料整理

1)正常場(chǎng)改正和高度改正

利用國(guó)際地磁參考場(chǎng)IGRF2005模型提供的高斯系數(shù)進(jìn)行正常場(chǎng)計(jì)算，計(jì)算出工區(qū)經(jīng)向和緯向每米正常地磁場(chǎng)的變化量，作為正常梯度改正系數(shù)。高度改正從總基點(diǎn)高程起算，本工作區(qū)高度改正約每39.4 m高差改正1 nT，比總基點(diǎn)高39.4 m時(shí)加1 nT，比總基點(diǎn)低39.4 m時(shí)減1 nT。

2) 磁異常計(jì)算

磁異常計(jì)算公式為：

△T=Tc-T0+△Tr+△Th+△Tt

式中：△T為磁異常值；Tc為原始觀測(cè)值；T0為總基點(diǎn)磁場(chǎng)值；△Tr為日變改正值；△Th為高度改正值；△Tt為正常梯度值[6,7]。

3.1.3 磁異常處理

1) 圓滑與濾波處理

主要作用是壓制淺層磁性不均勻體及局部干擾異常，突出與一定深度磁性體有關(guān)的磁異常特征。本次△T磁異常數(shù)據(jù)采用中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心研發(fā)的GeoProbe軟件進(jìn)行余弦鑲邊低通圓滑濾波處理，參數(shù)選擇為：鑲邊低頻值0.19、鑲邊高頻值0.21。

2) 化極處理

采用GeoProbe軟件計(jì)算處理，地磁場(chǎng)參數(shù)通過(guò)查詢?yōu)椋捍艃A角為57.510 0°，磁偏角為-1.007 7°。通過(guò)化極，使磁異常平面位置與磁性地質(zhì)體的平面位置更加對(duì)應(yīng)，便于直觀地圈定磁性地質(zhì)體的位置[8,9]。

3.1.4 地面磁異常解釋

Ⅰ區(qū)地面高精度磁測(cè)ΔT(總強(qiáng)度磁異常)異常，如圖4和圖5所示。在平面上，磁異常由兩個(gè)近似平行排列的北西—南東走向的獨(dú)立帶狀異常組成，兩個(gè)平行排列的異常在中部相連，形成較扁平的橢圓狀異常，其形態(tài)和位置與1∶50 000航磁異常相吻合。地面磁異常長(zhǎng)約3 km，寬約0.8 km，兩個(gè)獨(dú)立的帶狀磁異常均在兩端有濃集中心，磁異常最大為2 419 nT，而北部最小為-812 nT。

該區(qū)地表出露巖性主要為砂巖、板巖、輝長(zhǎng)巖、輝石巖，參考磁物性特征認(rèn)為，本區(qū)青C-2012-117號(hào)航磁磁異常由出露或隱伏的基性輝長(zhǎng)巖、輝石巖所引起， 之所以出現(xiàn)兩個(gè)平行排列，且具有一定走向長(zhǎng)度的橢圓形磁異常，是由于巖體受北西向斷裂構(gòu)造的破壞，造成南北向斷開，形成兩個(gè)北西走向的基性巖體[10]。

圖4 Ⅰ區(qū)地面高精度磁測(cè)ΔT異常等值線平面 單位(nT)Fig.4 ΔT anomalies contour plan of high precision magnetic survey in ground Ⅰ (nT)

圖5 Ⅰ區(qū)地面高精度磁測(cè)ΔT異常剖面平面 單位(nT)Fig.5 ΔT anomalies profile map of high precision magnetic survey in ground Ⅰ (nT)

3.2 化探工作查證

由于該區(qū)覆蓋較厚，基巖露頭較少，因此化探取樣以土壤樣品為主。采樣剖面設(shè)計(jì)精度為1∶10 000，剖面位置基本與磁測(cè)剖面一致，即青C-2012-117磁異常位于Ⅰ子工作區(qū)內(nèi)，在磁異常較好的東部(與磁測(cè)線3線重合)及中部(與磁測(cè)線6線重合)，分別布置TR01、TR02土壤剖面，如圖6所示。

3.2.1 取樣方法和要求

各采樣組能夠按照工作方案和相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，采樣深度一般在30～60 cm之間，采樣粒度10～60目，采樣介質(zhì)為B、C層，樣品有較好代表性，加工后樣品重量大于150 g。

圖6 Ⅰ 區(qū)化探取樣測(cè)線布置Fig.6 The survey line layout of geochemical sampling in ground Ⅰ

3.2.2 調(diào)查區(qū)土壤測(cè)量參數(shù)

通過(guò)對(duì)調(diào)查區(qū)土壤樣品的鉻(Cr)、鎳(Ni)、Cu、W、Au等元素的測(cè)試分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3，其中Cr、Ni、Cu、W的單位為×10-6μg/g；Au的單位為×10-9μg/L。

表3 調(diào)查區(qū)土壤剖面測(cè)量參數(shù)統(tǒng)計(jì)

圖7 TR02土壤剖面測(cè)量異常元素套合Fig.7 The anomalous elements nested graph of TR02 soil profile measurement

TR01(YS01)剖面上出現(xiàn)略高于異常下限的異常，鉻(Cr)的峰值為118×10-6μg/g、Ni的峰值為67.4×10-6μg/g、Cu的峰值為74.7×10-6μg/g，異常幅值較低；

TR02土壤剖面上出現(xiàn)Cr、Ni、Au、W異常，Cr、Ni、W異常峰值較低，Au出現(xiàn)6處異常，峰值均>20×10-9μg/L，其中21號(hào)點(diǎn)處，含量>200×10-9μg/L，20號(hào)點(diǎn)處，含量為98.3×10-9μg/L，19號(hào)點(diǎn)處，含量為16.5×10-9μg/L(圖7)。

綜上所述，Ⅰ子工作區(qū)內(nèi)Au異常連續(xù)并出現(xiàn)多個(gè)峰值，異常強(qiáng)度高，分布范圍廣，較富集。

4 結(jié) 論

通過(guò)Ⅰ區(qū)航磁異常查證工作，基本查清了引起航磁異常的地質(zhì)原因，發(fā)現(xiàn)了較好的找礦線索。查證結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)航磁異常是分布的輝長(zhǎng)巖、輝石巖所致。平面上正異常與出露或隱伏的輝長(zhǎng)巖、輝石巖相吻合，磁異常最大2 419 nT，最小-812 nT。

化探異常顯示了很好的找礦信息，Au在Ⅰ區(qū)L02土壤剖面上出現(xiàn)6處異常，峰值均>20×10-9μg/L，其中21號(hào)點(diǎn)處，含量>200×10-9μg/L，充分說(shuō)明引起Au異常的極有可能為礦質(zhì)異常。該剖面上同時(shí)出現(xiàn)了Ni、Cr、W的高值異常。

通過(guò)上述綜合信息分析，結(jié)合工作區(qū)區(qū)域成礦地質(zhì)背景，認(rèn)為航磁異常查證Ⅰ子工作區(qū)具有較好地尋找含石英脈的構(gòu)造蝕變巖型金(銅)礦的巨大潛力。

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The Application of Geophysical and Geochemical Technology to Aeromagnetic Verification in Tianjun in Qinghai Province

Jiang Peng,Gong Yuling,Wang Lijie,Qiu Song

(SchoolofNuclearEngineeringandGeophysics,EastChinaUniversityofTechnology,NanchangJiangxi330013,China)

On the basis of a large number of known geological and mineral data and past physical and chemical exploration results in the 1∶50 000 Tianjun Qinghai aeromagnetic measurement area,ground-verification will be used for the five typical aeromagnetic anomaly area. In this paper,after the initial screening and classification for anomaly,taking the number Qing C-2012-117 (the aeromagnetic anomaly area Ⅰ) ground-verification as an example,it uses 1∶10 000 high-precision magnetic profiling and 1∶10 000 rock cross-section measurement for the three-grades verification of aeromagnetic anomalies and analyzes geological reasons for the formation of magnetic anomalies. It gives qualitative discrimination for the aeromagnetic anomalies of different properties.and then analyzes the metallogenic geological background and regional metallogenic conditions in the area. Good prospecting results have been achieved in the aeromagnetic verification.

aeromagnetic anomaly verification; high precision magnetic survey; geochemical anomalies

1672—7940(2016)06—0752—06

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.06.011

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):41164003,41404057,41174107);放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室開發(fā)基金項(xiàng)目(編號(hào):RGET1308)

姜 鵬(1992-)，男，碩士研究生，主要從事地球物理學(xué)習(xí)與研究。E-mail:406336676@qq.com

龔育齡(1960-)，男，教授，主要從事勘查地球物理專業(yè)的教學(xué)和科研工作。E-mali:ylgong@ecit.com

P631.2

A

2016-07-16