磁法勘探在新疆鄯善恰特卡爾云海地區(qū)的應(yīng)用

胡尊平 張靜 李大海 陶鵬飛 牛輝 劉超

摘? ?要：利用捷克PMG-2質(zhì)子磁力儀，對(duì)新疆云海地區(qū)進(jìn)行高精度磁法測(cè)量，獲取直接的磁異常數(shù)據(jù)。通過(guò)化極處理和不同高度延拓分析，圈定重點(diǎn)找礦靶區(qū)。據(jù)銅鎳礦與基性-超基性巖關(guān)系，進(jìn)行間接找礦。經(jīng)物性測(cè)量，本區(qū)基性-超基性巖和鎳礦種均具有磁性。銅鎳礦賦存于基性-超基性巖中，單一磁法原本不能解決問(wèn)題，但從地質(zhì)上考慮銅鎳礦與基性-超基性巖的產(chǎn)出關(guān)系，可利用高精度磁法實(shí)現(xiàn)間接尋找銅鎳礦。同時(shí)，對(duì)比分析礦區(qū)磁場(chǎng)特征，建立地質(zhì)-地球物理找礦標(biāo)志，進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)。在重點(diǎn)區(qū)段實(shí)施工程驗(yàn)證，見(jiàn)礦率高，說(shuō)明地面高精度磁法測(cè)量具有找尋銅鎳礦的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：地面高精度磁法;基性-超基性巖;銅鎳礦;三維立體圖;地質(zhì)-地球物理標(biāo)志;間接找礦

磁測(cè)方法在直接或間接尋找鐵磁性礦物上具有高效快捷特點(diǎn)，以鐵磁性礦物為目標(biāo)屬于直接尋找，以與鐵磁性礦物相關(guān)的巖體為目標(biāo)則屬于間接尋找[1-4]。在新疆鄯善縣云海工區(qū)內(nèi)，據(jù)地質(zhì)調(diào)查成果，銅鎳礦體主要賦存在基性-超基性巖體中?；?超基性巖經(jīng)物性測(cè)量，具有較強(qiáng)的磁性，為通過(guò)高精度磁法測(cè)量間接尋找銅鎳礦體提供了先決條件。

1? 地質(zhì)概況

云海研究區(qū)地層屬塔里木地層大區(qū)（圖1），北天山地層區(qū)南準(zhǔn)噶爾北天山地層分區(qū)之覺(jué)羅塔格地層小區(qū)，以康古爾斷裂為界，以北主要出露下石炭統(tǒng)小熱泉子組、上石炭統(tǒng)底坎爾組，以南主要出露下石炭統(tǒng)苦水組、干墩組，上石炭統(tǒng)梧桐窩子組。下二疊統(tǒng)阿其克布拉克組在康古爾斷裂南北均有分布[5-8]。

礦區(qū)內(nèi)出露地層為下石炭統(tǒng)小熱泉子組和干墩組（圖2）。小熱泉子組分布在調(diào)查區(qū)北部，康古爾斷裂北側(cè)（F5斷裂），主要為一套火山碎屑巖夾火山熔巖、沉積碎屑巖，變形變質(zhì)較弱，發(fā)育石炭—二疊紀(jì)侵入巖。干墩組分布在調(diào)查區(qū)西南部康古爾斷裂南側(cè)康古爾韌性剪切帶中，主要為一套海相復(fù)理石雜砂巖建造，巖石變形、變質(zhì)強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為與康古爾韌性剪切帶長(zhǎng)期活動(dòng)有關(guān)的斷裂。區(qū)內(nèi)火山巖較發(fā)育，主要分布在康古爾斷裂以北地區(qū)，與康古爾斷裂走向一致?；鹕綆r巖石種類(lèi)較多，中性、基性均有出露，以中性火山巖為主，巖石類(lèi)型以爆發(fā)相火山碎屑巖和噴溢相安山巖為主，火山地層與沉積地層互層產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)侵入巖超基性至酸性巖均有發(fā)育，侵入巖侵入下石炭統(tǒng)小熱泉子組，呈巖體、巖脈產(chǎn)出，中部云海巖體為雜巖體，超基性至中性巖均有發(fā)育，云海銅鎳礦即產(chǎn)于該巖體中，南部弓形山巖體主要為中性和基性侵入巖，超基性巖呈脈巖分布。

2? 質(zhì)子磁力儀工作原理

本次高精度磁法測(cè)量工作所采用儀器為捷克PMG-2質(zhì)子磁力儀，通過(guò)測(cè)量探頭中氫原子核旋進(jìn)頻率測(cè)量地磁場(chǎng)的絕對(duì)值[9]。測(cè)量過(guò)程分為兩步：①供電。極化電流使探頭中液態(tài)碳?xì)浠衔镏械臍浒l(fā)生有序偏轉(zhuǎn)，極化時(shí)間隨電源電壓的下降不斷加長(zhǎng)，可保證來(lái)自探頭的信號(hào)保持穩(wěn)定，這個(gè)過(guò)程中探頭和低噪放大器保持?jǐn)嚅_(kāi);②切斷電源。低噪放大器與探頭開(kāi)始連接，來(lái)自探頭的信號(hào)被放大、過(guò)濾、整形、數(shù)字化處理。整個(gè)過(guò)程中，氫原子動(dòng)作被記錄和處理，測(cè)得的頻率與被測(cè)磁場(chǎng)直接相關(guān)。被處理信號(hào)的振幅和衰減時(shí)間均可被測(cè)出，相關(guān)數(shù)據(jù)也同樣被記錄，整個(gè)測(cè)量過(guò)程由一個(gè)微機(jī)芯片控制，磁場(chǎng)強(qiáng)度和測(cè)量誤差都會(huì)顯示并記錄。

3? 工作布設(shè)及技術(shù)參數(shù)

本次調(diào)查采用100 m×20 m網(wǎng)度進(jìn)行，測(cè)線方位角20°，測(cè)量總面積約10 km2，實(shí)測(cè)物理點(diǎn)5 147個(gè)，質(zhì)檢879個(gè)點(diǎn)，質(zhì)檢率17%，遠(yuǎn)大于規(guī)范3%～5%的要求。磁測(cè)總精度±2.27 nT，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定（小于5 nT）精度要求。工作前后嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行儀器一致性、噪聲、探頭高度、主機(jī)一致性等開(kāi)工和收工試驗(yàn)，執(zhí)行規(guī)范為《DZ-T0071-1993地面高精度磁測(cè)技術(shù)規(guī)程》。

4? 巖（礦）石磁性特征

調(diào)查區(qū)巖礦石磁性特征具弱磁（小于400×4π×10-6·SI）的主要有閃長(zhǎng)巖、凝灰?guī)r、安山巖（表1）。表現(xiàn)為中等磁性（小于1 000×4π×10-6·SI）特征的巖性主要有糜棱巖化橄欖輝長(zhǎng)巖、晶屑凝灰?guī)r、閃長(zhǎng)玢巖、角閃輝長(zhǎng)巖等;表現(xiàn)為強(qiáng)磁（大于1 000×4π×10-6·SI）特征的巖性主要為磁黃鐵礦化角閃輝石巖、角閃輝石巖、蛇紋巖、橄欖輝長(zhǎng)巖。磁物性特征說(shuō)明區(qū)內(nèi)磁異常主要由基性-超基性巖引起，平緩的磁場(chǎng)為地層和酸性巖類(lèi)的反應(yīng)。巖石剩磁磁化強(qiáng)度小于感磁，感應(yīng)磁場(chǎng)起主導(dǎo)作用。綜上所述，調(diào)查區(qū)基性巖漿巖具較強(qiáng)磁性，為本區(qū)強(qiáng)磁性體，與圍巖存在明顯的磁性差異。

5? 磁測(cè)成果及解釋推斷

利用Surfer軟件制作三維磁測(cè)等值線平面圖（圖3），突出顯示在不同地形起伏下正磁異常的形態(tài)特征。利用GeoIPAS軟件制作三維磁測(cè)上延拓立體圖（圖4），可清晰觀察到不同延拓高度下磁異常的變化情況。磁異常位置和輪廓可反映磁性地質(zhì)體的位置和輪廓。磁異常軸向一般反映地質(zhì)體或構(gòu)造的走向，一般呈條帶狀或串珠狀的磁異常為構(gòu)造引起，如圖3中NW向條帶狀高磁異常，為沿構(gòu)造侵入的基性-超基性巖礦帶引起。在地質(zhì)體出露和埋深較小的情況下，其磁性不均勻性常使異常發(fā)生起伏變化，磁異常強(qiáng)度和分布范圍隨埋深變化。

結(jié)合地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，圖4中所標(biāo)識(shí)的云海銅鎳礦區(qū)磁異常為基性-超基性巖體的反應(yīng)。從地質(zhì)鉆孔上看，該異常由淺至深出露巖性依次為凝灰?guī)r、閃長(zhǎng)巖、角閃輝石巖和橄欖蘇長(zhǎng)巖。巖石總體具中性→基性→超基性巖的過(guò)渡特征為巖漿分異型，見(jiàn)鎳礦，賦礦巖石為角閃輝石巖和橄欖蘇長(zhǎng)巖，均為強(qiáng)磁性。結(jié)合圖4可知，由構(gòu)造引起的條帶狀磁異常，隨著延拓高度的增加，磁異常值逐漸降低，可知其埋深和范圍不大。云海銅鎳礦區(qū)磁異常隨延拓高度的增加，降幅不明顯，說(shuō)明地下磁性體在深部仍有延伸。

在云海銅鎳礦區(qū)沿39號(hào)勘探線方向（方位角24°）選取若干磁測(cè)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行反演處理。反演結(jié)果顯示（圖5），推測(cè)巖體范圍與鉆孔驗(yàn)證巖體范圍基本一致，巖體為基性-超基性巖體，傾向?yàn)镋W向緩傾，頂點(diǎn)埋深80 m左右。由此看出，磁測(cè)方法在找尋基性-超基性巖體方面具有較好的指示作用。

6? 結(jié)果驗(yàn)證

結(jié)合地質(zhì)成果，在云海銅鎳礦區(qū)布設(shè)26個(gè)鉆孔（圖6）。除西側(cè)ZK5501和正磁異常東側(cè)ZK2704、ZK2705鉆孔未見(jiàn)基性-超基性巖體，其余鉆孔均控制了基性-超基性巖體，驗(yàn)證了巖體北傾的特征。結(jié)合鉆孔資料，基性-超基性巖主要礦化為黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、黃銅礦化，鈦磁鐵礦化等，礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀-半自形結(jié)構(gòu)、細(xì)粒結(jié)構(gòu)，金屬礦物呈半自形板狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)塊狀。礦石構(gòu)造主要為星散狀、浸染狀、斑雜狀、斑團(tuán)狀、海綿隕鐵狀構(gòu)造，細(xì)脈狀少見(jiàn)。金屬礦物常見(jiàn)磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦。鎳主要賦存在磁黃鐵礦中，磁黃鐵礦主要賦存于橄欖蘇長(zhǎng)巖及未發(fā)生變形的角閃輝石巖中，含礦巖體與圍巖的物性差異，為磁測(cè)方法在間接尋找銅鎳礦方面提供了良好的基礎(chǔ)。下一步工作將在磁異常北西部繼續(xù)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。

7? 地質(zhì)-地球物理標(biāo)志

地質(zhì)標(biāo)志? ①成礦區(qū)帶上已發(fā)現(xiàn)的礦床（點(diǎn)）在空間分布上規(guī)律明顯，從構(gòu)造單元?jiǎng)澐挚?，北部小熱泉子礦帶為銅鋅、金礦帶，中部康古爾韌性剪切帶為銅（鎳）金礦帶，南部為金銀礦帶;②礦帶主體為康古爾韌性剪切帶，與康古爾斷裂及次級(jí)斷裂關(guān)系密切的巖漿型銅鎳礦也列入該礦帶。該礦帶北以康古爾斷裂為界，南為雅滿蘇斷裂;③目標(biāo)礦體主要賦存在磁黃鐵礦中，磁黃鐵礦又主要賦存在基性-超基性巖體中，故可將基性-超基性巖作為勘探目標(biāo)，多角度分析其分異演化期次、與圍巖接觸關(guān)系等，從而掌握目標(biāo)礦種走向、埋深、形態(tài)等信息。

地球物理標(biāo)志? ①在低緩的正常磁異常區(qū)出露小透鏡體狀的磁異常是對(duì)基性-超基性雜巖體的最好反應(yīng);②觀察基性-超基性巖體引起的磁異常形態(tài)，以點(diǎn)帶面，磁異?？臻g分布形態(tài)反映了磁性體狀態(tài)。采用多種處理方法，可得知地下磁性體埋深、產(chǎn)狀、走向情況。③本區(qū)成礦的基性-超基性巖一般埋深大，范圍較大，其引起的磁異常梯度變化不大，故寬緩的中高磁異常應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注[10-13]。

8? 結(jié)論

（1） 本區(qū)磁異常主要由基性-超基性巖引起，通過(guò)對(duì)磁異常分析處理，基本查明基性-超基性巖體的分布和空間特征。

（2） 化極后磁異常與礦體位置對(duì)應(yīng)良好，正確反映了礦體在深部的產(chǎn)狀、走向等特征。

（3） 延拓后磁異常反映了礦體向深部延伸情況，為探礦工作部署提供了進(jìn)一步指導(dǎo)。

（4） 通過(guò)物探圖與地質(zhì)圖對(duì)比，得到調(diào)查區(qū)南部NW向延伸的磁異常與已知地質(zhì)斷裂位置相吻合，說(shuō)明磁測(cè)成果能有效反映本區(qū)域構(gòu)造特征。

（5） 銅鎳礦賦存具有很強(qiáng)的規(guī)律性，建立一套地質(zhì)-地球物理標(biāo)志，對(duì)本地區(qū)進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)具重要意義。

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Application of Magnetic Prospecting in Qatkar Yunhai Area，

Shanshan， Xinjiang

Hu ZunPing，Zhangjing，Li Dahai，Tao Pengfei，Niu Hui，Liu Chao

（Geological Survey Institute of Xinjiang，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract：The Czech pmg-2 proton magnetometer is used to conduct the high-precision magnetic measurement in Yunhai area of Xinjiang， and the direct magnetic anomaly data were obtained. The key prospecting target areas are delineated through pole reduction and extension analysis at different heights. According to the relationship between Cu Ni deposits and basic ultrabasic rocks， indirect prospecting is carried out. According to physical property measurement， both basic ultrabasic rocks and nickel ores are magnetic， while copper nickel ores occur in basic ultrabasic rocks. Single magnetic method can not solve the problem originally， but considering the occurrence relationship between Cu Ni deposit and basic ultrabasic rock， high-precision magnetic method can be used to indirectly detect the Cu Ni deposit. And also， the magnetic field characteristics of the mining area are compared and analyzed， the geological geophysical prospecting marks are established to predict the prospecting mine. Then the engineering application is carried out in the key sections for verification， and the ore finding rate is high， which shows the feasibility and effectiveness of the ground high-precision magnetic method in looking for copper nickel deposits.

Key words：Ground high precision magnetic method;Basic ultrabasic rocks;Copper nickel ore;Three dimensional stereogram;Geological and geophysical indicators;Indirect prospecting