井中三分量磁測(cè)在青海尕林格鐵多金屬礦的應(yīng)用

王永國(guó)，汪鐘蓮，李 暖，吳小波

青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海西寧810000

井中三分量磁測(cè)在青海尕林格鐵多金屬礦的應(yīng)用

王永國(guó)，汪鐘蓮，李 暖，吳小波

青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海西寧810000

尕林格鐵多金屬礦區(qū)為戈壁荒漠，第四系覆蓋層厚度在120～200 m之間，鉆探工程后進(jìn)行三分量井中磁測(cè)是最為直接的尋找井底、井旁等盲礦體的方法.通過對(duì)尕林格礦區(qū)鉆孔的三分量井中磁測(cè)資料分析，深入研究ΔZ、ΔH′曲線及ΔT′矢量的變化規(guī)律，在尋找鉆井四周和深部隱伏的礦體，科學(xué)指導(dǎo)布設(shè)鉆孔減少鉆探工作量，以及指導(dǎo)鉆孔施工進(jìn)度，提高見礦命中率，取得了良好的效果.三分量井中磁測(cè)在礦區(qū)已經(jīng)成為必不可少的方法之一.

三分量井中磁測(cè)；ΔZ；ΔH′；ΔT；鐵多金屬礦；隱伏礦體；青海尕林格

0 引言

三分量井中磁測(cè)技術(shù)在找礦方面的應(yīng)用，顯示了井中磁測(cè)在地球物理應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)［1］，在劃分鉆孔剖面上的磁性巖體或礦體以及勘探井旁或井底含磁性礦物與磁性礦物關(guān)聯(lián)的隱伏礦體方面提供了強(qiáng)有力的工具。井中磁測(cè)可以提供周圍一定空間范圍內(nèi)磁性地質(zhì)體空間分布和空間磁場(chǎng)變化等資料，是普查勘探磁鐵礦床和含磁性礦物多金屬礦床的一種有效的井中物探方法.

尕林格鐵多金屬礦是1975年由原青海省物探隊(duì)在檢查航磁M512異常時(shí)發(fā)現(xiàn)的，隨后用鉆探工程驗(yàn)證，并同時(shí)進(jìn)行了三分量井中磁測(cè).通過三分量井中磁測(cè)資料分析，證實(shí)了航磁M512異常為磁鐵礦引起的異常推斷.從2002～2013年，青海省有色礦勘院在礦區(qū)做過大量工作，已經(jīng)達(dá)到勘探階段，三分量井中磁測(cè)多達(dá)200口鉆井，發(fā)現(xiàn)隱伏礦體10余條，經(jīng)過實(shí)踐證明，三分量井中磁測(cè)在尋找井底、井旁隱伏礦體中有不可替代的作用.

1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)介

尕林格礦床是位于柴達(dá)木盆地西南祁漫塔格斷褶帶，主要以鐵為主，共伴生有鈷、銅、鉛、鋅等多元素的多金屬礦床，前人工作發(fā)現(xiàn)7個(gè)鐵礦礦群.研究區(qū)出露地層主要為早古生界灘澗山群一套基性火山巖組、碳酸鹽巖組和碎屑巖組，其中主要有泥硅質(zhì)巖、透輝石巖、大理巖.礦區(qū)巖漿巖活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖以中基性火山巖-次火山巖為主，其次為酸性-中酸性侵入巖.礦體頂板為泥質(zhì)硅質(zhì)巖或者大理巖、透輝石巖、蝕變礦化中基性火山巖，底板為蝕變礦化中基性火山巖或透輝石硅質(zhì)巖、夕卡巖.圍巖蝕變強(qiáng)烈，蝕變類型復(fù)雜，先后疊加，主要有火山噴流-沉積作用和后期夕卡巖化熱液疊加形成的火山噴流-巖漿熱液疊加改造型礦床??青海有色礦勘院.青海省格爾木市2011年尕林格礦區(qū)地質(zhì)報(bào)告.2011..

本區(qū)有規(guī)模的礦床與奧陶紀(jì)灘澗山群有關(guān)，礦床類型多為噴流-沉積改造型，少數(shù)為夕卡巖型.從成礦規(guī)律來(lái)看，鐵礦成礦時(shí)間在早古生代，成礦物質(zhì)來(lái)源于上地幔；灘澗山群火山噴流（汽）-沉積成礦系統(tǒng)發(fā)育，噴流-沉積改造型礦床占主導(dǎo)地位；本區(qū)華力西、印支—燕山期的中-酸性侵入巖在成礦作用上提供了物源和熱能，并對(duì)前期形成的礦床進(jìn)行疊加改造.成礦作用所特有的規(guī)律是：鐵礦在前，銅礦次之，鉛鋅最后.

2 地球物理特征

從表1可以看出，該區(qū)磁鐵礦具強(qiáng)磁性，磁黃鐵礦次之，圍巖均顯示弱磁或無(wú)磁性.因此，本區(qū)利用磁法尋找磁鐵礦具有良好的地球物理前提.

表1 尕林格礦區(qū)磁物性測(cè)定統(tǒng)計(jì)表

3 鉆孔中三分量磁異常解釋及工程驗(yàn)證

1）三分量井中磁測(cè)能夠劃分出磁鐵礦層和其他地層.

對(duì)尕林格Ⅳ礦區(qū)鉆孔ZK14605三分量井中磁測(cè)ΔZ、ΔH′和ΔT′曲線進(jìn)行分析（圖1），從630～650 m，ΔZ、ΔH′曲線呈鋸齒狀變化，并正負(fù)相伴.其中ΔH′最大值為16369.99 nT，最小值為-28437.6 nT；ΔZ最大值為17502 nT，最小值為-34536 nT；ΔT′矢量呈無(wú)規(guī)律的發(fā)散狀.結(jié)合巖性分析，主要是由磁鐵礦礦石、磁黃鐵礦、磁鐵礦夕卡巖所引起的.ΔZ、ΔH′曲線底部沒有正負(fù)開口，說(shuō)明井底沒有磁性體富集.

圖1 尕林格Ⅳ礦區(qū)ZK14605三分量磁測(cè)曲線圖Fig.1 Three-component magnetic survey curves of ZK14605 drill hole in Galiner No.Ⅳore block

由圖1結(jié)合地質(zhì)編錄可以看出，三分量磁測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)曲線呈鋸齒狀變化，地層為含磁鐵礦礦石區(qū)域，進(jìn)而有效地與不含磁鐵礦地層區(qū)分開來(lái).綜上所述：三分量井中磁測(cè)根據(jù)ΔZ、ΔH′曲線及ΔT′矢量的變化能較為客觀地劃分出磁鐵礦層，并且結(jié)合深度標(biāo)尺計(jì)算出磁鐵礦層厚度.

2）三分量井中磁測(cè)能夠發(fā)現(xiàn)很好的旁側(cè)異常.

為在尕林格Ⅵ礦區(qū)尋找新的鐵礦體，在272線根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)布設(shè)鉆孔ZK27201，在底部609.3～619.1 m處發(fā)現(xiàn)一條磁鐵礦夕卡巖帶.為了判斷磁鐵礦夕卡巖帶的方位，進(jìn)行了三分量井中磁測(cè).通過對(duì)ΔZ、ΔH′曲線和ΔT′矢量分析（圖2），在460～570 m之間，△H′曲線呈反“S”形，ΔZ曲線呈正“C”形，ΔT′矢量在450～ 500 m呈有規(guī)律的發(fā)散狀.ΔT′矢量反向延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)，證明井旁異常存在，推斷磁性體在相對(duì)于鉆孔的北、北東、北西側(cè)，應(yīng)用半極值法計(jì)算在ZK27201孔旁50 m左右，埋深大約510 m??青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.2011年尕林格物探工作報(bào)告..根據(jù)ZK27201孔三分量曲線分析結(jié)論，在 ZK27201孔北側(cè) 50 m布置ZK27203孔，在476 m處見到磁鐵礦體，厚度達(dá)30 m，礦體品位為35%.由此得出，根據(jù)ΔZ、ΔH′曲線的形態(tài)變化規(guī)律及ΔT′矢量的發(fā)散與收斂首先能判斷是否有井旁磁性異常存在并推斷出相對(duì)于鉆孔的方位，其次能進(jìn)一步應(yīng)用半極值法大致計(jì)算出距離鉆孔的距離及深度.

3）三分量井中磁測(cè)能夠發(fā)現(xiàn)井底異常.

圖2 尕林格Ⅳ礦區(qū)ZK27201三分量磁測(cè)曲線圖Fig.2 Three-component magnetic survey curves of ZK27201 drill hole in Galiner No.Ⅳore block1—三分量磁測(cè)ΔZ曲線（ΔZcurve）；2—三分量磁測(cè)ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測(cè)ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5-鉆孔及編號(hào)（drill hole and code）

井中磁測(cè)對(duì)礦體下部延伸的情況有很強(qiáng)的反映能力［2］.在Ⅰ礦區(qū)173線布設(shè)鉆孔ZK17301，鉆孔未見礦.通過對(duì)地面和鉆孔資料的分析，布設(shè)了鉆孔ZK17304，在鉆孔鉆進(jìn)到689 m時(shí)仍沒有見礦.地質(zhì)人員對(duì)是否鉆進(jìn)不好判斷，于是對(duì)該井進(jìn)行了三分量井中磁測(cè)井工作，從三分量測(cè)井曲線分析（圖3）：在563～6 84 m，ΔH′值逐漸增大，在563 m處ΔH′=375 nT，684 m處ΔH′=8494 nT，有正開口，且梯度較大；ΔZ曲線在563 m處ΔZ=1472 nT，且逐漸增加到最大值，在633 m處ΔZ=3061nT，然后逐漸減小，在684m處ΔZ=430 nT，說(shuō)明梯度較大且存在喇叭口；ΔT′矢量有規(guī)律地向下且向同一方向收斂，其延長(zhǎng)線線相交于一點(diǎn)，值逐漸增大，推測(cè)井底可能有磁性體富集，建議鉆探加深20～30 m.該鉆孔繼續(xù)施工后，在703 m處見到第一層礦體，隨后在721、737、742、758 m先后有見到4層磁鐵礦礦石層，共計(jì)見礦5層，累計(jì)厚度51 m，品位在40%，取得了滿意的地質(zhì)效果.綜上可知：井中三分量磁測(cè)，根據(jù)ΔZ、ΔH′曲線在井底變化的梯度大小及正負(fù)開口情況及ΔT′矢量延長(zhǎng)線（反相延長(zhǎng)線）是否收斂于一點(diǎn)，從而判斷井底是否有磁性體富集，可達(dá)到指導(dǎo)是否繼續(xù)鉆進(jìn)的目的.

4）井中三分量磁測(cè)在勘探期間確定圈邊孔位和推斷周圍是否還有磁性體存在，達(dá)到節(jié)約鉆探工作量的目的.

圖3 尕林格I礦區(qū)ZK17304三分量磁測(cè)曲線圖Fig.3 Three-component magnetic survey curves of ZK17304 drill hole in Galiner No.Iore block1—三分量磁測(cè)ΔZ曲線（ΔZ curve）；2—三分量磁測(cè)ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測(cè)ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5-鉆孔及編號(hào)（drill hole and code）

在Ⅱ礦區(qū)64號(hào)勘探線上鉆孔ZK6401，在450～ 560 m發(fā)現(xiàn)厚大的磁鐵礦層.進(jìn)行井中三分量磁測(cè)分析（圖4），ΔH′、ΔZ曲線在450～560 m處呈鋸齒狀無(wú)規(guī)律形態(tài)變化，ΔT′矢量呈發(fā)散狀，說(shuō)明為該礦體引起的磁異常.為了追索該礦體，在ZK6401南側(cè)50 m布置ZK6402號(hào)孔，進(jìn)行井中三分量磁測(cè)，在520～550 m處，ΔH′、ΔZ曲線呈鋸齒狀變化，結(jié)合地質(zhì)編錄此處為磁鐵礦體引起的磁異常，并且在460～560 m處ΔH′呈反“S”形，ΔZ呈正“C”形，推測(cè)礦體在相對(duì)于鉆孔的北、北東、北西側(cè)，運(yùn)用半極值法計(jì)算得到礦體大致在鉆孔的北東側(cè)50 m處，埋深510 m.證明ZK6402號(hào)孔為礦體的南部邊緣，由此圈定出礦體南面邊界.為了追索該礦體北面延伸，在 ZK6401號(hào)孔北面50 m布設(shè)ZK6403號(hào)孔，結(jié)合地質(zhì)編錄在480～490 m處有磁鐵礦分布.進(jìn)行井中三分量磁測(cè)，在400～490 m處ΔH′呈正“S”形，ΔZ呈正“C”形，推測(cè)礦體在相對(duì)于鉆孔的南、南東、南西側(cè)，運(yùn)用半極值法計(jì)算得到礦體大致在鉆孔的南西側(cè)45 m處，埋深445 m.由此推斷ZK6403號(hào)孔為礦體的北部邊緣，圈定了礦體的北面邊界.綜上所述：ZK6402及ZK6403號(hào)孔確定礦體為北東傾板狀體，并圈定了礦體南面和北面邊界，沒有必要追索該礦體，起到了節(jié)約鉆探工作量的目的.

圖4 尕林格II礦區(qū)173線剖面三分量磁測(cè)曲線圖Fig.4 Three-component magnetic survey curves of Profile 173 inGaliner No.IIore block1—三分量磁測(cè)ΔZ曲線（ΔZcurve）；2—三分量磁測(cè)ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測(cè)ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5—鉆孔及編號(hào)（drill hole and code）

5）井中三分量磁測(cè)不僅可以發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離鉆孔的強(qiáng)磁性鐵礦，也可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)與磁黃鐵礦、磁鐵礦物有共生關(guān)系的有色金屬、貴金屬和稀有金屬等磁性較弱的礦床.

圖5 尕林格VI礦區(qū)ZK30606三分量磁測(cè)曲線圖Fig.5 Three-component magnetic survey curves of ZK30606 drill hole inGaliner No.VIore block1—三分量磁測(cè)ΔZ曲線（ΔZ curve）；2—三分量磁測(cè)ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測(cè)ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5—星點(diǎn)狀磁黃鐵礦（sparkled pyrrhotite）；6—含鉛鋅礦夕卡巖（Pb-Zn-bearing skarn）；7—鉆孔及編號(hào)（drill hole and code）

在Ⅵ礦區(qū)為了驗(yàn)證地面低緩異常，布設(shè)鉆孔ZK30606，鉆進(jìn)到623 m時(shí)發(fā)現(xiàn)磁黃鐵礦有1 m厚.繼續(xù)鉆進(jìn)，在636.83～637.35 m之間為磁鐵礦礦石，在653.05～656.91 m發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦.通過三分量磁測(cè)井對(duì)ΔZ、ΔH′曲線和ΔT矢量分析（圖5），ΔZ、ΔH′曲線在220～286 m呈鋸齒狀變化.ΔZ最大值5743 nT，最小值-9220 nT；ΔH′最大值8737 nT，最小值-5937 nT，推測(cè)為磁性體的影響.結(jié)合地質(zhì)編錄分析，此段分布星點(diǎn)狀、星團(tuán)狀磁黃鐵礦.ΔZ、ΔH′曲線在520～540 m呈鋸齒狀變化，ΔZ最大值5034 nT，最小值-9541 nT；ΔH′最大值11109 nT，最小值-3769 nT.根據(jù)巖性分析，此段是由分布星點(diǎn)狀、星團(tuán)狀磁黃鐵礦引起的.ΔZ、ΔH′曲線在610～630 m呈鋸齒狀變化.ΔZ最大值14764 nT，最小值-3490 nT；ΔH′最大值25272 nT，最小值5841 nT.結(jié)合巖性分析，此段為磁鐵礦引起的異常.在530～ 680 m，ΔZ曲線呈反“S”形，ΔH′呈反“C”形，推測(cè)有旁側(cè)異常，井旁盲礦推測(cè)在相對(duì)于鉆孔的北、北東、北西側(cè).根據(jù)半極值法推測(cè)，磁性體大致埋深為640 m，距鉆孔30 m左右處.由于工作量限制，未能驗(yàn)證該孔旁測(cè)異常.此孔為礦區(qū)找鉛鋅礦提供了新的方向.

4 結(jié)論

1）井中磁測(cè)屬于間接找礦，其異常大小僅取決于磁性礦物含量的多少和磁性體的規(guī)模大小，與有色金屬礦或金屬礦的大小及品味的貧富并沒有直接的關(guān)系，因此深入研究井中磁測(cè)的低緩異常是不可忽視的.

2）在有色金屬（或多金屬）礦的鉆孔中，要重視井中弱異常的研究，對(duì)于有些磁性較弱的有色金屬、貴金屬礦床，當(dāng)埋藏較深時(shí)，已不能形成地面磁異常，但通過井中磁測(cè)能很好地發(fā)現(xiàn)未被鉆孔揭露的隱伏礦體.

3）井中磁測(cè)的最大優(yōu)勢(shì)，是依靠鉆井工程能把測(cè)量探管放入地下深部接近目標(biāo)體，靈敏地發(fā)現(xiàn)縱向礦體的存在，這是地面磁測(cè)的不足之處.其次未能揭露礦體的鉆井，可以通過井中三分量磁測(cè)得知井四周和底部相當(dāng)大的范圍內(nèi)是否有礦體存在.如發(fā)現(xiàn)有隱伏礦體存在，還可以知道礦體的空間位置.

4）磁鐵礦區(qū)或者含有磁鐵礦的金屬礦區(qū)均應(yīng)開展井中磁測(cè)工作，特別是未見礦的鉆孔必須進(jìn)行井中磁測(cè)工作.

［1］張麗霞.井中磁測(cè)技術(shù)發(fā)展述評(píng)［J］.工程地球物理學(xué)報(bào),2007,4（4）: 375—379.

［2］王慶乙.高精度井中三分量磁測(cè)是礦山深部找礦的有效手段［J］.物探與化探,2009,33（3）:235—244.

WANGYong-guo,WANG Zhong-lian,LI Nuan,WU Xiao-bo

Institute of Geology and Mineral Resources Exploration,Qinghai Bureau of Nonferrous Metal and Geological Exploration,Xining 810000,China

The Galinger iron polymetallic orefield is located Gobi desert,covered by Quaternary layer of 120-200 meterthick.After the drilling project,three-component magnetic survey in boreholes is the most direct way to search blind orebodies in the bottom ofor nearby the holes.Based on the analysis of thethree-component borehole magnetic surveydata in the Galinger orefield,the authors research thechange rule of ΔZ and ΔH′curves and ΔT′vector.In the seeking oforebodies around the borehole and in the deep,this method is effective to guidethe distribution of drill holes scientifically and promote theprobabilityofpositivedrill hole.

three-componentmagnetic survey;ΔZ;ΔH′;ΔT′;iron polymetallic deposit;blind orebody;Galingein Qinghai Province

2014-04-04；

2015-03-28.編輯：張哲.

王永國(guó)（1985—），男，從事磁法和測(cè)井工作，通信地址青海省西寧市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)金和路36號(hào)，E-mail//qhxnwyg@163.com