高精度磁法在1：5萬礦調(diào)中的應(yīng)用

李 燁，李光曉

（甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局張掖礦產(chǎn)勘查院，甘肅 張掖 734012）

工作區(qū)位于甘肅省西北部，行政區(qū)劃隸屬甘肅省肅北蒙古族自治縣管轄,工作區(qū)山勢(shì)不高，地勢(shì)起伏不大，屬低山丘陵地形。地勢(shì)西高東低，山體走向大致呈東西向展布，山脈主脊位于工作區(qū)中部。工作區(qū)內(nèi)景觀特征，基于地形、地貌、氣候、雨量、植被、構(gòu)造能力的綜合作用使該區(qū)自然景觀主要表現(xiàn)為干旱荒漠戈壁殘山景觀區(qū)，其次級(jí)景觀主要為剝蝕戈壁地區(qū)，分布于工作區(qū)的大部分區(qū)域。淺覆蓋區(qū)景觀次之，主要以第四系為主。

高精度磁測(cè)對(duì)于尋找深部隱伏地質(zhì)體及控礦構(gòu)造是一種非常有效的手段之一，其高精度磁測(cè)即有利于圈定隱伏的控礦構(gòu)造，也有利于圈定隱伏磁性地質(zhì)體。（劉善麗等，2011；趙旭陽等，2017；陳樹民等，2019）。1∶5萬高精度磁法測(cè)量在礦調(diào)工作中發(fā)揮著重要的作用，通過對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)做垂向一階導(dǎo)數(shù)、二維小波斷裂分析輔以遙感及重力資料，并結(jié)合現(xiàn)有地質(zhì)資料可以有效的推斷出工作區(qū)的斷裂分布情況，磁場(chǎng)變化與工作區(qū)地層及構(gòu)造密切相關(guān)，磁場(chǎng)變化及磁異常的形成均是不同地層、構(gòu)造單元的反應(yīng)，由于斷裂構(gòu)造往往對(duì)巖漿活動(dòng)、地層展布等有重要控制作用，因此斷裂構(gòu)造的推斷是本次磁測(cè)工作資料解釋的重要內(nèi)容之一。

1 工作區(qū)地質(zhì)及地球物理特征

1.1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征

工作區(qū)地層區(qū)劃隸屬塔里木—南疆地層大區(qū)塔南地層分區(qū)的敦煌地塊，敦煌地塊為本區(qū)塔里木板塊的主要組成部分。工作區(qū)出露地層主要為太古宇—古元古界敦煌巖群A、B、C三個(gè)巖組及第四系全新統(tǒng)[1]。約占整個(gè)調(diào)查區(qū)的4/5，也是調(diào)查區(qū)內(nèi)最主要的含礦地層，主要出露在調(diào)查區(qū)的中部，構(gòu)成加里東褶皺帶，呈北西西-南東東方向延伸，為一套經(jīng)受不同程度變質(zhì)作用而成的復(fù)雜的變質(zhì)巖系，厚度大，分布廣。

本構(gòu)造單元的近東西向褶皺系統(tǒng)和近東西向斷裂系統(tǒng)代表了區(qū)域構(gòu)造線的展布方向，它們的發(fā)生、發(fā)展和構(gòu)造樣式，代表了工作區(qū)構(gòu)造的基本格架?？傮w上，該近東西向斷褶系以形成時(shí)代早、多期活動(dòng)、密集發(fā)育、性質(zhì)多變等為特點(diǎn)。早期較大型褶皺系統(tǒng)可追溯到晉寧末期華窯山復(fù)式背形和紅旗山井復(fù)式向形的形成，該期褶皺以固態(tài)流變、頂厚為特點(diǎn)，主要分布在小西弓—紅旗山井一帶統(tǒng)[2，3]。東西向斷裂系統(tǒng)以小西弓—華窯山斷裂和東澗泉—大口子?xùn)|山斷裂等為代表。最早形成于四堡晚期，在晉寧晚期伴隨基底的褶皺、隆起開始發(fā)育。加里東期斷裂系再次強(qiáng)烈活動(dòng)，部分由壓性轉(zhuǎn)化為壓扭性，并對(duì)加里東期巖漿活動(dòng)有明顯的控制作用。華里西期伴隨近東西向縱彎褶皺又有部分?jǐn)嗔鸦罨６鬄楸蔽飨?、北東向的斷裂疊加改造、平移錯(cuò)位。

該斷裂系統(tǒng)由數(shù)條平行斷裂組成，總體寬約8km～10km，長(zhǎng)約60km，向西為北東向壓扭性斷裂帶所截。斷裂面多向南傾，南盤依次向北逆沖，組成疊瓦式排列。斷面總體呈舒緩波狀延伸，形成一系列東西向的線狀負(fù)地形[4]。在斷裂面附近，多形成寬約50m～70m的擠壓破碎帶。帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈破碎，在局部地段見斷層碎裂巖、構(gòu)造透鏡體，蝕變強(qiáng)烈，各種面理產(chǎn)狀混亂，呈現(xiàn)出錯(cuò)綜復(fù)雜的面貌。

1.2 調(diào)查區(qū)巖 （礦）石物性特征

通過對(duì)本次高精度磁測(cè)工作中采集的巖石進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)之后，作出了巖（礦）石磁性參數(shù)表（表1）。區(qū)內(nèi)主要出露敦煌巖群變質(zhì)巖，各類變質(zhì)巖普遍屬于中-弱磁性巖石，局部由于磁性礦物富集，引起角閃片巖、混合巖中K值變大；磁性最強(qiáng)的為含鐵質(zhì)板巖，磁化率K最大可達(dá)27884.09·4π×10-6SI，均 值 為8112.05·4π×10-6SI。黃尖丘一帶出露二云石英片巖磁性次之，磁化率平均值為5383.15·4π×10-6SI。小西弓一帶變質(zhì)巖一般磁性較弱，但其中角閃云母片巖、斜長(zhǎng)角閃巖磁性遠(yuǎn)強(qiáng)于云英質(zhì)片巖，巖石具較強(qiáng)褐鐵礦化，局部磁鐵礦物富集，磁化率K一般在1146.38·4π×10-6SI變化。區(qū)內(nèi)基性、超基巖出露較少，磁性一般強(qiáng)于其他巖性，磁性最高為粗粒的輝綠玢巖脈，其次為加里東晚期的輝長(zhǎng)巖。酸性、中酸性巖體，在區(qū)內(nèi)分布面積廣，磁性變化范圍大，從無磁到中、弱磁性，表現(xiàn)為區(qū)域性平靜升高磁場(chǎng)或大面積團(tuán)塊狀磁異常。區(qū)內(nèi)云英質(zhì)的變質(zhì)巖一般屬無磁-弱磁性巖石，如石英片巖、二云片巖、石英巖、硅質(zhì)巖等，磁性一般在50-400·4π×10-6SI變化。

表1 巖（礦）石磁性參數(shù)

2 磁異常推斷及解釋

2.1 磁異常分布特征

通過對(duì)梧桐井-舊井地區(qū)開展1∶50000地面高精磁測(cè)工作，獲取了工作區(qū)磁場(chǎng)分布特征、變化規(guī)律以及巖石磁性特征等信息（圖1），工作區(qū)磁場(chǎng)變化具一定規(guī)律性，與工作區(qū)地層及構(gòu)造密切相關(guān)，縱觀工作區(qū)ΔT平面等值線圖，工作區(qū)磁場(chǎng)呈較明顯的分區(qū)和分帶性，磁異常走向呈北西向或近東西向，與地層及主要斷裂構(gòu)造走向一致。工作區(qū)磁場(chǎng)變化大致以石榴井、半灘、舊井及芨芨槽一帶為界劃分為南北兩個(gè)磁場(chǎng)變化區(qū)，北部以平緩升高的正磁場(chǎng)為主，幅值一般在0～60nT變化，主要地質(zhì)背景為華力西晚期酸性巖體；南部大部分為平緩的負(fù)磁場(chǎng)，幅值一般在-200～0nT變化，主要地質(zhì)背景為敦煌巖群變質(zhì)巖，局部磁異常主要集中二道井-西尖山、華窯山一帶及圖幅西南角。

圖1 磁場(chǎng)分布圖

2.2 斷裂推斷

利用磁測(cè)資料推斷斷裂構(gòu)造，主要依據(jù)磁測(cè)ΔT平面等值線圖、ΔT平面剖面圖、ΔT化極平面等值線圖、垂向一階導(dǎo)數(shù)圖及二維小波斷裂分析圖來完成（圖2、圖3）。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)及一般推斷原則，歸納出以下斷裂構(gòu)造的推斷依據(jù)。

圖2 地面磁測(cè)ΔT小波斷裂分析3階水平細(xì)節(jié)圖

圖3 地面磁測(cè)ΔT小波斷裂分析2階對(duì)角細(xì)節(jié)圖

（1）線性磁梯度帶。在磁測(cè)ΔT平面等值線圖上表現(xiàn)為線性等值線密集帶，當(dāng)斷裂切割強(qiáng)磁性體，且垂直斷距較大時(shí)，由于斷層上下盤磁性體距觀測(cè)點(diǎn)的距離不同，可形成斷裂兩側(cè)由高到低變化的磁力梯度帶。

（2）不同磁場(chǎng)分界線。在磁場(chǎng)變化特征來看斷裂一側(cè)為磁場(chǎng)梯度變化較大的磁場(chǎng)面貌，而另一側(cè)為磁場(chǎng)梯度變化平緩的磁場(chǎng)面貌，這種斷裂往往是深大斷裂構(gòu)造的顯示。

（3）線性磁異常帶。增高或降低的磁異常帶、串珠狀磁異常帶，往往是巖漿充填，或具有一定規(guī)模巖石破碎帶的顯示。

（4）磁異常錯(cuò)動(dòng)或扭曲變異部位，往往有斷裂通過。

（5）線性弱磁異常帶，往往是覆蓋層斷層顯示。

（6）布格重力異常線性梯度帶，往往是深大斷裂的反映。

基于上述的磁測(cè)資料推斷斷裂構(gòu)造的方法和依據(jù)，結(jié)合地質(zhì)圖及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查對(duì)調(diào)查區(qū)的斷裂構(gòu)造進(jìn)行了推斷劃定，共劃定斷裂構(gòu)造30條，編號(hào)27條，其中巖體與地層接觸帶3條（編號(hào)：F′1～F′3）；大斷裂4條（編號(hào)：F1～F4）；一般斷裂23條（圖4）。調(diào)查區(qū)屬塔里木板塊東端，是位于柴達(dá)木-祁連及哈薩克斯坦二古板塊之間的楔形地塊，南北界分別由阿爾金斷裂和柳園-大奇山深大斷裂帶構(gòu)成，區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造格架呈北西西向，表現(xiàn)為發(fā)育于板塊基底上的一系列脆、韌性剪切帶和相伴的斷裂構(gòu)造。東西向斷裂系統(tǒng)以小西弓-華窯山斷裂和大口子?xùn)|山斷裂等為代表。最早形成于四堡晚期，在晉寧晚期伴隨基底的褶皺、隆起開始發(fā)育。加里東期斷裂系再次強(qiáng)烈活動(dòng)，部分由壓性轉(zhuǎn)化為壓扭性，并對(duì)加里東期巖漿活動(dòng)有明顯的控制作用。華里西期伴隨近東西向縱彎褶皺又有部分?jǐn)嗔鸦罨痆5-7]。而后被北西向、北東向的斷裂疊加改造、平移錯(cuò)位。該斷裂系統(tǒng)由數(shù)條平行斷裂組成，總體寬約8km～10km，長(zhǎng)約40km，斷裂面多向南傾，南盤依次向北逆沖，組成疊瓦式排列。斷面總體呈舒緩波狀延伸，形成一系列東西向的線狀負(fù)地形。在斷裂面附近，多形成寬約50m～70m的擠壓破碎帶。帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈破碎，在局部地段見斷層碎裂巖、構(gòu)造透鏡體，蝕變強(qiáng)烈，各種面理產(chǎn)狀混亂，呈現(xiàn)出錯(cuò)綜復(fù)雜的面貌。

圖4 地面磁測(cè)推斷斷裂構(gòu)造分布圖

3 結(jié)論

（1）區(qū)內(nèi)金屬礦產(chǎn)分布于深大斷裂夾持地帶或深大斷裂密集地帶，顯示了這些多金屬礦產(chǎn)受深大斷裂構(gòu)造控制的特點(diǎn)；多金屬礦產(chǎn)多集中分布于不同方向斷裂交匯地段或次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育地段。

（2）區(qū)內(nèi)北西西向大斷裂控制著各類地質(zhì)體的展布，近東西向-北西西向小斷裂及北東向次級(jí)斷裂極為發(fā)育，在這些斷裂形成的過程中產(chǎn)生鐵染和含鐵碳酸鹽細(xì)脈貫入，使得金元素又得到一次富集，因此這些斷裂是黃尖丘金礦的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造；西尖山西南金礦化點(diǎn)及西尖山北金礦點(diǎn)具有相似特征，礦點(diǎn)均處在北西西向斷裂及北東向斷裂交匯地帶，斷裂內(nèi)往往多充填石英細(xì)脈，控制著這些石英脈的形成，而金礦化主要與石英脈相關(guān)，因此北西西向斷裂及北東向斷裂是重要的找礦標(biāo)志。

（3）1∶5萬地面高精度磁法測(cè)量對(duì)構(gòu)造分析、成礦預(yù)測(cè)有積極的指導(dǎo)作用。