地面高精度磁法在鎳礦上的應(yīng)用

史貴兵　李喜彬

摘要：鎳礦主要產(chǎn)自超基性巖中，由于超基性巖中的磁性物質(zhì)含量相對(duì)較高，理論上能通過地面高精度磁法測(cè)量能將其和圍巖進(jìn)行區(qū)別，同時(shí)鎳金屬也具有磁性，故應(yīng)用高精度磁法測(cè)量方法尋找鎳礦應(yīng)是可行的。本文以內(nèi)蒙古烏拉特后旗額布圖地區(qū)的硫化鎳礦為研究對(duì)象，介紹了地面高精度磁法在該鎳礦上的應(yīng)用效果，分析了測(cè)區(qū)的磁場(chǎng)特征，得出了測(cè)區(qū)范圍內(nèi)除礦區(qū)外無(wú)其它淺部硫化鎳礦存在的結(jié)論，能為其它超基性巖鎳礦的尋找提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地面高精度磁法；超基性巖；鎳礦

1. 引言

鎳金屬具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和延展性，難熔、耐高溫，并具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性以及在空氣中不氧化等特征，已成為現(xiàn)代航空工業(yè)、國(guó)防工業(yè)和建立人類高水平物質(zhì)文化生活的現(xiàn)代化體系中不可缺少的重要金屬。

由于鎳礦主要賦存于超基性巖中，而超基性巖與圍巖一般存在較為明顯的磁性差異，故通過地面高精度磁法測(cè)量尋找超基性巖鎳礦理論上是可行的。

2. 區(qū)域地質(zhì)背景

測(cè)區(qū)出露地層較簡(jiǎn)單，主要有下元古界寶音圖群、白堊系和第四系中下更新統(tǒng)等，區(qū)域褶皺與斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，巖漿巖發(fā)育，是賦存礦產(chǎn)（多金屬）的有利地段。整個(gè)工作區(qū)硫化現(xiàn)象嚴(yán)重，現(xiàn)正在開采的鎳礦即為硫化鎳礦床。根據(jù)礦區(qū)出露的巖性特征，礦區(qū)主要由灰?guī)r段（礦區(qū)南部，面積不大）與二云母石英片巖段（出露面積大，約占全礦區(qū)的四分之三）組成。

與礦體密切相關(guān)的超基性巖巖體主要受狼山弧形構(gòu)造帶的次級(jí)構(gòu)造控制，侵入于下元古界變質(zhì)巖系中，屬華力西中期產(chǎn)物。該超基性巖體主要由橄輝巖、輝閃巖、滑石巖等巖石組成。含礦巖體呈透鏡體狀、近水平產(chǎn)出。地表出露形態(tài)基本完整，呈不規(guī)則的長(zhǎng)方形、長(zhǎng)軸方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向。

3. 工作技術(shù)方法

地面高精度磁法測(cè)量測(cè)線方位為南北向布設(shè)，測(cè)量網(wǎng)度為50m×10m，測(cè)量面積為1.2km2。測(cè)網(wǎng)布設(shè)采用手持GPS衛(wèi)星定位儀進(jìn)行定位測(cè)量，參與測(cè)量的GPS事先在礦區(qū)的控制點(diǎn)進(jìn)行了校正和對(duì)比，確保了測(cè)量精度符合相關(guān)要求[1]。每天的測(cè)線觀測(cè)始于較正點(diǎn)，終于較正點(diǎn)。觀測(cè)時(shí)觀測(cè)人員必須“去磁”，即不能帶小刀，皮帶扣、鞋扣等磁性物品。地面高精度磁法測(cè)量參數(shù)為地磁總場(chǎng)（Ta），使用的儀器是G-856型高精度微機(jī)質(zhì)子磁力儀，其測(cè)量精度為0.5nT，測(cè)量時(shí)一臺(tái)做日變觀測(cè)，另外兩臺(tái)進(jìn)行剖面測(cè)量[2]。

4. 測(cè)區(qū)磁場(chǎng)特征

對(duì)采集的磁法測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行各項(xiàng)改正后，減去背景值得到工作區(qū)的△T值。將得到的△T值經(jīng)過柵格化處理，做出工作區(qū)的△T平面等值線圖如圖1所示。

縱觀工作區(qū)的△T平面等值線圖可以看出：測(cè)區(qū)的磁場(chǎng)值相對(duì)比較穩(wěn)定，僅在礦山開采區(qū)域附近才出現(xiàn)了較大的變化范圍，故認(rèn)為工作區(qū)的磁場(chǎng)特征能較好地反映工作區(qū)內(nèi)超基性巖與圍巖的界限。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，測(cè)區(qū)的磁場(chǎng)△T值變化范圍在-350nT～1450nT之間，平均值為34nT，最高值為1450nT，說明引起工作區(qū)磁異常的地質(zhì)體面積可能相對(duì)較小，不足以引起工作區(qū)整體磁場(chǎng)的偏高或偏低。其中，礦山以外區(qū)域的磁場(chǎng)△T值變化范圍一般在-50nT～50nT，相對(duì)很穩(wěn)定。結(jié)合地質(zhì)情況分析認(rèn)為：該平穩(wěn)的磁場(chǎng)背景區(qū)主要是工作區(qū)內(nèi)大量含黃鐵礦的石英片巖、花崗巖、斜長(zhǎng)角閃巖等以及干涸的河道中較厚的覆蓋物的表現(xiàn)。△T值變化范圍相對(duì)較大的磁異常區(qū)域與礦山開采區(qū)域吻合較好，面積僅約0.03Km2，進(jìn)一步說明了工作區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的磁異常不足以引起整體磁場(chǎng)的較大變化，其相對(duì)平穩(wěn)的地磁場(chǎng)特征說明工作區(qū)內(nèi)不存在其它能引起磁異常劇烈變化的磁性體。根據(jù)發(fā)現(xiàn)的磁異常形態(tài)以及異常區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境分析，異常區(qū)域內(nèi)無(wú)其它較強(qiáng)磁性干擾地質(zhì)體存在，所圈定的磁異常應(yīng)大致反映了超基性巖的范圍。結(jié)合實(shí)際開采情況，礦坑內(nèi)的超基性巖富含鎳礦，故認(rèn)為所發(fā)現(xiàn)的磁異常應(yīng)是鎳礦體的反映。

從圖1中可發(fā)現(xiàn)，測(cè)區(qū)內(nèi)的磁異常范圍與礦坑周圍開采出的平臺(tái)范圍吻合較好（圖中綠色虛線區(qū)域）。磁異常區(qū)域主要有三塊，其中Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)磁異常區(qū)域都分布在現(xiàn)采礦坑范圍內(nèi)（圖中紅色實(shí)線區(qū)域）。Ⅲ號(hào)磁異常區(qū)域在礦坑外，但實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，Ⅲ號(hào)磁區(qū)域正好位于礦山堆積礦石進(jìn)行粉碎的位置，范圍較小，異常強(qiáng)度也較小，推測(cè)該磁異常為堆積的礦石引起，無(wú)進(jìn)一步勘探的意義。

現(xiàn)開采礦區(qū)部位的Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)磁異常區(qū)域皆呈北西—南東向。其中Ⅰ號(hào)磁異常區(qū)域范圍稍大，約100m×60m，異常值也相對(duì)較高，最高達(dá)到1424nT。Ⅱ號(hào)磁異常區(qū)域范圍較小，約80m×40m。從圖中還發(fā)現(xiàn)，Ⅰ號(hào)磁異常區(qū)域的西邊有較好負(fù)異常與其相接，說明Ⅰ號(hào)異常區(qū)域的礦體有向西延伸的趨勢(shì)。Ⅱ號(hào)磁異常區(qū)域的異常值較Ⅰ號(hào)區(qū)域弱，推測(cè)為礦體中所含的磁鐵礦、磁黃鐵礦、鎳金屬等磁性礦物相對(duì)較少所引起，現(xiàn)場(chǎng)開采表明Ⅱ號(hào)異常區(qū)域的礦石品位較Ⅰ號(hào)異常區(qū)域要低，說明了磁異常值的高低與礦石品位的高低可能存在正比關(guān)系，能為礦區(qū)下一步的開采工作提供一定的指導(dǎo)。

Ⅰ號(hào)磁異常區(qū)域和Ⅱ號(hào)磁異常區(qū)域中間夾著小范圍與背景磁場(chǎng)值相近的負(fù)磁異常，此與實(shí)際開采情況也較吻合，該區(qū)域的礦石品位低，基本已開采完畢。

綜合上述分析認(rèn)為，工作區(qū)礦區(qū)以外地區(qū)的磁場(chǎng)△T變化小而穩(wěn)定，是測(cè)區(qū)內(nèi)第四系覆蓋區(qū)、灰?guī)r段（礦區(qū)南部，面積不大）以及二云母石英片巖段（出露面積大，約占全礦區(qū)的四分之三）的磁場(chǎng)反映，除礦區(qū)外工作區(qū)其它區(qū)域不含基性巖或超基性巖。礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的Ⅰ號(hào)Ⅱ號(hào)異常區(qū)域的磁異常強(qiáng)度與鎳礦的富集程度及分布范圍聯(lián)系密切，二者之間可能存在正比關(guān)系，應(yīng)引起重視。

5. 結(jié)論與建議

（1） 測(cè)區(qū)內(nèi)的磁異常呈現(xiàn)出很強(qiáng)的規(guī)律性，范圍小且磁異常變化劇烈，異常區(qū)域與富含鎳礦的超基性巖體吻合良好，磁異常強(qiáng)度與鎳礦的富集程度和分布范圍存在密切聯(lián)系，能給予礦山下一步開采工作以有利的參考依據(jù)。

（2） 測(cè)區(qū)的整體磁場(chǎng)值相對(duì)較低且比較穩(wěn)定，除礦山外未發(fā)現(xiàn)其它能引起磁異常劇烈變化的磁性體，說明測(cè)區(qū)范圍內(nèi)除礦區(qū)外可能無(wú)其它淺部硫化鎳礦存在，建議下一步工作的重點(diǎn)仍然集中在礦山這一塊。

（3） 本次地面高精度磁法的應(yīng)用效果相對(duì)較好，能為應(yīng)用磁法勘探找尋超基性巖鎳礦提供一定的參考依據(jù)?？紤]到本次的測(cè)量范圍較小，建議在以后的工作中擴(kuò)大礦山周圍的磁法勘探范圍，以期有所發(fā)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)水利電力物探科技信息網(wǎng)，工程物探手冊(cè)，中國(guó)水利水電出版社，2011.

[2] 中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部，地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程DZ/T 0071—1993，1993.

[3] 王昊辰. 物探綜合方法在多金屬礦勘查中的應(yīng)用研究[J]. 西部資源， 2016（2）：22-24.