高精度磁法測量在矽卡巖型銅鋅礦床深部找礦預測中的應用

摘要：高精度磁法測量是礦產(chǎn)預測的重要手段之一，其結果包含豐富的淺源信息和深源信息，在推斷隱伏地質構造方面效果良好。根據(jù)不同巖性的磁性特征，可以識別地質體的形態(tài)產(chǎn)狀及空間分布特征，進而間接指導找礦。浩布高銅鋅礦床位于大興安嶺南部黃崗—甘珠爾廟錫多金屬成礦帶，礦體主要賦存于二疊系大石寨組大理巖與粉砂質板巖層間滑動帶的矽卡巖中，部分產(chǎn)于大理巖和隱伏黑云母花崗巖接觸帶的矽卡巖內(nèi)，具有典型矽卡巖型礦床特征。通過對高精度磁測數(shù)據(jù)的精細地質構造解譯，對比地質勘查結果，分析總結控礦構造的產(chǎn)狀變化和成礦地質體的形態(tài)規(guī)模變化特征，確定控礦因素及找礦標志，對深部及外圍的找礦方向進行評價，為探礦工程布置提供依據(jù)。

關鍵詞：高精度磁法測量；找礦方向；磁異常解譯；矽卡巖型；浩布高銅鋅礦床；大興安嶺南部;深部找礦

中圖分類號：TD15P632文章編號：1001-1277（2024）10-0009-07

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20241002

引言

浩布高銅鋅礦床位于大興安嶺南坡東段。區(qū)域內(nèi)找礦以銅多金屬為主，已發(fā)現(xiàn)烏蘭壩農(nóng)場、浩布高、鑫源—昌盛、繼興、勞根壩、烏蘭壩和愛里南山等7個銅多金屬礦床。浩布高銅鋅礦床是黃崗—甘珠爾廟錫多金屬成礦帶內(nèi)典型的大型多金屬礦床之一，礦種以銅、鋅為主，伴生鉛、鐵和銀［1-2］。前人對浩布高銅鋅礦床地球化學、成巖成礦年代學、閃鋅礦礦物學、成礦流體、成礦物質來源及礦床成因等方面進行了大量研究［3-11］，多數(shù)學者認為，該礦床礦體分布受大理巖與粉砂質板巖層間滑動帶控制，圍巖蝕變主要為矽卡巖化，礦床類型為矽卡巖型［2-4，6，8］。

近年來，由于多年的規(guī)?；_采及地質找礦與生產(chǎn)探礦投入的減少，浩布高銅鋅礦床新增探明資源量與其開采量的比例嚴重失衡，保有資源儲量逐年下降，后備資源不足等問題日益凸顯，嚴重制約其進一步發(fā)展。2013年，在該礦區(qū)深部找礦勘查的過程中發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的鐵鋅礦體，為后續(xù)深部找礦奠定基礎。本文通過對浩布高銅鋅礦床高精度磁測數(shù)據(jù)的精細地質解譯，結合銅鋅礦化地質特征及礦體分布規(guī)律，確定成礦結構面、成礦地質體、找礦標志及進一步找礦方向，為后續(xù)勘查工程布置提供依據(jù)。

1地質背景及地球物理特征

1.1區(qū)域地質背景

浩布高銅鋅礦床位于大興安嶺南部黃崗—甘珠爾廟成礦帶北東端［12］，夾持于西拉木倫—長春斷裂與賀根山—黑河斷裂之間（見圖1-A），該成礦帶已發(fā)現(xiàn)多個多金屬礦床，主要產(chǎn)出鋅、鉛、銀、銅、鉬和錫等［13-15］。區(qū)域出露地層主要為二疊系、侏羅系及第四系。二疊系為淺海相火山沉積—正常沉積建造，巖性以泥質板巖為主，夾粉砂質板巖、大理巖、變質砂巖、粉砂巖、凝灰質砂巖及安山巖等。其中，大石寨組是主要賦礦地層。侏羅系地層巖性為凝灰?guī)r、凝灰質礫巖和砂礫巖等，是一套陸相酸性火山碎屑巖組合。區(qū)域內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育，控制巖漿巖侵位及礦床分布［10］。褶皺主要形成于晚泥盆世，而斷裂多形成于燕山期，以北東向為主，其次是北西向及近東西向（見圖1-B）［16］。

區(qū)域巖漿活動強烈，形成北東向花崗巖帶，侵入時代主要為燕山期，海西期次之。其中，海西期侵入巖主要位于西部，為I型和A型角閃閃長巖、石英閃長巖、英云閃長巖及花崗閃長巖組合［12］，成巖年齡為230～290 Ma［17］；燕山期花崗巖主要包括晚侏羅世I型花崗閃長巖、二長花崗巖、正長巖，以及廣泛分布的早白堊世A型巖體和大量火山巖，晚侏羅世巖體的成巖年齡為130～160 Ma［18-20］。

1.2礦區(qū)及礦床地質特征

浩布高銅鋅礦床位于北東向黃崗—甘珠爾廟斷裂北部（見圖1-B）。截至2016年10月，累計探明金屬資源量為鋅56.5萬t、銅15 766 t和鉛6 760 t［21］。礦區(qū)出露地層包括二疊系大石寨組、侏羅系滿克頭鄂博組及第四系（見圖2-a））。大石寨組分布于礦區(qū)中部，巖性主要為板巖、粉砂巖、大理巖和安山巖等，為主要賦礦圍巖。滿克頭鄂博組為一套火山噴發(fā)的酸性碎屑熔巖，主要巖性有流紋質含角礫巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋質巖屑晶屑凝灰?guī)r、流紋質晶屑凝灰?guī)r，與大石寨組不整合接觸，分布于礦區(qū)南部。第四系分布于山間谷地、緩坡及溝谷，包括亞砂土、黃土、沖洪積物及少量沖積物。礦區(qū)斷裂發(fā)育，包括北東向F1、F2、F3、F10斷裂，北西向F7、F9、F10、F11斷裂，南北向F15斷裂及近東西向F12斷裂。其中，F(xiàn)1斷裂為控礦斷裂，F(xiàn)7、F12斷裂為成礦后斷裂。侵入巖主要是中細粒黑云母鉀長花崗巖，包括礦區(qū)東南部烏蘭壩巖體和北西部烏蘭楚魯特巖體［7］。礦區(qū)內(nèi)，與礦化有關的侵入巖具有與板內(nèi)A型花崗巖一致的地球化學特征［22-23］。

礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)5條主礦體。其中，1號和2號礦體出露地表且規(guī)模較大，其余均為盲礦體。礦體呈似層狀、脈狀（見圖2-b）），少數(shù)呈透鏡狀，空間上存在分帶，呈北東向展布。礦體分別為1號鐵錫礦體、2號銅鋅礦體、3號鋅銀礦體、4號鉛銀礦體和5號鉛鋅銅礦體。識別出5個成礦階段：①早期矽卡巖階段，以石榴石、輝石、硅灰石為主；②晚期矽卡巖階段，以符山石為主；③氧化物階段，以大量透閃石、透輝石、磁鐵礦、錫石、石英和綠泥石礦物組合為特征；④石英硫化物階段，以黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、石英、透閃石、螢石、方解石為主，少量毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、輝鉬礦和綠泥石；⑤方解石階段［3-4，8］。

2024年第10期/第45卷黃金地質黃金地質黃金

1.3礦區(qū)地球物理特征

礦區(qū)內(nèi)除中部和南部出露大石寨組和滿克頭鄂博組地層外，大規(guī)模發(fā)育早白堊世花崗巖，包括東南部的花崗巖和北西部的花崗斑巖。浩布高銅鋅礦區(qū)巖（礦）石磁性參數(shù)特征見表1。由表1可知：巖石與礦石的磁化率、剩余磁化強度等物性特征差異明顯，且不同巖性間亦有磁性差異。礦區(qū)內(nèi)，礦石的磁化率（平均值757.0×10-6SI）最高，其次是花崗巖類侵入體，平均磁化率403.6×10-6SI，而安山巖、凝灰?guī)r和板巖的磁化率遠低于前二者，如流紋質角礫凝灰?guī)r平均磁化率164.4×10-6SI，板巖平均磁化率105.1×10-6SI?？傊V石和花崗巖的磁化率顯著高于其他巖性，可以作為磁異常產(chǎn)生的原因，為開展高精度磁測地質解譯提供了地球物理依據(jù)。

2高精度磁異常特征

高精度磁法測量是礦產(chǎn)預測的重要手段之一，

section也是熱液型礦床常用的找礦方法，其結果包含豐富的淺源信息和深源信息，在推斷隱伏地質構造方面效果良好。通過分析巖體磁性差異及磁場特征，結合地質解譯結果，確定成礦結構面（物性體界面）和控礦構造，了解成礦巖體的形態(tài)、分布及產(chǎn)狀變化，根據(jù)成礦地質體、成礦結構面及成礦構造產(chǎn)狀變化，進行間接找礦［24-25］。

2.1高精度磁異常特征

本次高精度磁法測量比例尺為1∶10 000，測線方位135°，線距100 m，點距20 m。礦區(qū)磁異常總體呈北東向分布（見圖3-a），可劃分為正場區(qū)、負場區(qū)和弱正場區(qū)。為消除斜磁化影響，更好地反映磁異常的形態(tài)特征，對磁異常進行化極處理?；瘶O后的磁異常正場區(qū)略有北移（見圖3-b），與地質體分布密切對應：礦區(qū)中部大范圍的正場區(qū)反映大石寨組安山巖、矽卡巖及礦體的分布范圍，磁異常中心磁化率高達700×10-6SI，大范圍的正場區(qū)暗示深部存在大規(guī)模矽卡巖及礦體；F3斷裂東段正異常反映閃長巖脈出露范圍，與F10斷裂交會部位的正磁異常暗示可能存在北東向中酸性隱伏巖體。

2.2結構面及地質體解譯

高精度磁法測量數(shù)據(jù)的延拓處理通常用于削弱局部異11e8cac3b45cd422f89a375a3232aff0常干擾，反映深部異常［26-27］。此外，化極磁異常垂向一階導數(shù)能夠抑制深層區(qū)域背景場的影響，從而突出淺部地質體引起的局部異常。化極磁異常垂向二階導數(shù)的零值可以揭示地質體邊界［28］。根據(jù)礦區(qū)深部（>700 m）找礦工作需要，結合化極磁異常結果計算不同上延高度（200 m、500 m、1 000 m和1 500 m）的垂向二階導數(shù)和不同方向的水平一階導數(shù)，結構線/面提取方法見文獻［25］，并繪制相關圖件，結果見圖4（不同線型反映不同深度，由淺到深依次為實線、虛線、點虛線、雙點虛線）。

1）結構面（線性構造）解譯。線性構造用于分析不同方向物性結構面的分布及產(chǎn)狀變化。由圖4-a可知，礦區(qū)總體在東西向構造基礎上，疊加北東向構造和北西向構造。淺部（<700 m）由北東向、北西向構造構成礦區(qū)構造格架：北東向構造表現(xiàn)為壓扭性特征，延長、延伸穩(wěn)定，為主要控礦構造；而北西向張扭性構造大多產(chǎn)狀不穩(wěn)定，以F7和F10斷裂為代表的隱伏斷裂，其形成晚于多金屬礦化，切斷礦體，但水平位移不大，對礦體有破壞作用。

2）地質體（環(huán)形構造）解譯。地質勘查結果證實，分布于大理巖與粉砂質板巖層間構造帶狀中的石榴子石矽卡巖及礦體是引起高磁異常的成礦地質體，通過不同上延高度垂向二階導數(shù)計算，以零等值線為邊界，可以確定不同上延高度和不同剖面中高磁性地質體分布范圍及形態(tài)、產(chǎn)狀變化特征，結果見圖5、圖6。伴隨上延高度的增加，深部矽卡巖及礦體的異常范圍增大，但高磁性地質體中的極大值軸線位置變化不大，且與礦化蝕變帶賦存位置密切相關。由圖5、圖6可知，無論在剖面上還是在平面上，已知矽卡巖化帶及銅多金屬礦體均產(chǎn)于高磁性地質體中的極大值連線附近，從而為已知礦體深部及外圍礦體定位預測提供主要標志。

3找礦方向

3.1成礦控制因素

1）礦體受地層巖性控制。與成礦有關的大理巖呈透鏡狀夾持于砂質板巖、泥質板巖中。大理巖作為富鈣圍巖，具有性脆、易破裂的特點，受熱液交代，有利于形成矽卡巖；而大理巖頂?shù)装宓姆凵百|板巖和泥質板巖，由于滲透性差異而形成含礦熱液擴散的屏障層，充當了成礦的地球物理障；大理巖與粉砂質板巖接觸帶，受不同巖性的物理性質及成分特征差異影響，常形成層間滑動帶，從而控制成礦熱液遷移和矽卡巖、銅多金屬礦化產(chǎn)出部位。

2）礦體受北東向構造控制。浩布高銅鋅礦床地處北北東向深大斷裂控制的復合火山構造地塊中，華力西晚期強烈的構造運動，使該區(qū)形成了北東向復背斜構造［16］。在此期間，礦區(qū)的大理巖與板巖受構造影響形成層間斷裂或層間滑動帶，并在其軸部發(fā)生構造虛脫形成構造薄弱帶（軸向斷裂），這些構造薄弱帶為巖漿的侵入及礦液的運移提供了良好的通道及容礦空間，在不同溫度、壓力條件下，與圍巖（大理巖）發(fā)生強烈的交代作用，形成矽卡巖及銅多金屬礦化［3-4，7］。

3）成礦與隱伏巖體的時空關系。早白堊世巖漿作用是區(qū)域銅多金屬成礦的關鍵控制要素，浩布高銅鋅礦床的銅鋅多金屬成礦主要與早白堊世花崗質巖漿作用有關。大量同位素測年和地球化學數(shù)據(jù)表明，浩布高銅鋅礦床成礦與礦體下部隱伏的巖體同期［5，7，21］，具有成因上的聯(lián)系，即礦區(qū)深部的白堊紀黑云母鉀長花崗巖為成礦巖體，巖體與大理巖接觸帶及上部粉砂質板巖與大理巖的層間滑動斷裂，為矽卡巖化蝕變及銅鋅礦體形成提供有利條件［6］。

3.2高精度磁法測量對礦體預測的指導作用

王世稱等［29］指出，重磁解譯的線性構造和環(huán)形構造，是采用不同方法解譯的物性地質體結構面，反映不同巖性界面（包括侵入接觸構造帶）或斷裂。從成礦作用異相定位特征看，在線性構造沿走向、傾向產(chǎn)狀變化部位，不同方向線性構造交會復合部位、線性構造與環(huán)形構造交會部位，以及環(huán)形構造形態(tài)、產(chǎn)狀復雜變化部位，成為成礦作用發(fā)生或礦化蝕變產(chǎn)出的有利部位。

前已述及，浩布高銅鋅礦床的銅鋅多金屬礦化主要受北東向褶皺、大理巖與粉砂質板巖層間滑動帶、成礦巖體侵入構造帶綜合控制，已發(fā)現(xiàn)矽卡巖化帶及銅鋅多金屬礦體主要產(chǎn)出于大理巖與粉砂質板巖層間滑動斷裂帶，其次是深部的巖漿侵入接觸帶。高精度磁法測量解譯的線性構造及高磁性地質體，為矽卡巖帶和銅鋅多金屬礦體位置確定提供重要標志，同時為已知礦體深部及外圍礦體定位預測提供類比依據(jù)（見圖4）。因此，可以通過高精度磁法測量解譯環(huán)形構造的產(chǎn)狀復雜部位、北東向線性構造產(chǎn)狀變化位置等確定后續(xù)找礦方向，即在1號和2號礦體兩翼，部分鉆孔見礦效果較好，尤其是37勘探線和57勘探線，同時伴隨較強的激電異常，應當作為后續(xù)找礦工作重點。此外，4條勘探線（9勘探線、10勘探線、17勘探線和25勘探線）的高精度磁法測量解譯結果（見圖5）表明，礦區(qū)主礦體均產(chǎn)于高磁性地質體內(nèi)部，受地質體邊界/結構面產(chǎn)狀變化部位控制。該地質體邊界/結構面為主要的容礦部位，向深部延伸可達2 000 m，為深部進一步找礦提供了較好的理論支撐。

4結論

1）浩布高銅鋅礦床內(nèi)礦體主要呈脈狀，少數(shù)為透鏡狀，受北東向褶皺、大石寨組大理巖與粉砂質板巖層間滑動帶、成礦巖體侵入構造帶綜合控制，礦床類型為矽卡巖型。

2）高精度磁法測量精細地質構造解譯結果表明，礦區(qū)總體在東西向構造基礎上，疊加北東向構造和北西向構造；深部成礦巖體規(guī)模增大，整體走向北東，向南東、北西傾伏，向深部延伸可達2 000 m。巖體邊界復雜變化部位及巖體與北東向斷裂交會部位有利于成礦。

3）浩布高銅鋅礦床具有較好找礦潛力。1號和2號礦體兩翼地質條件有利，物探找礦標志明顯，找礦前景良好，特別是F4斷裂北側構造復雜部位。

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Application of high-precision magnetic survey

in deep exploration prediction of skarn-type copper-zinc deposits—A case study of

Haobugao Copper-Zinc Deposit in the southern Greater Khingan Range

Wang Kaihu1，Yang Yanchen2，Chen Tianwen2，Jiang Zhiquan1，Chen Jiade3

（1.Inner Mongolia Geological Exploration Institute of China National Chemical Corporation Geological and Mining Administration;

2.College of Earth Sciences，Jilin University; 3.Chifeng Shanjin Hongling Nonferrous Mining Co.，Ltd.）

Abstract：High-precision magnetic surveys are one of the key methods for mineral exploration.These surveys provide valuable information from both shallow and deep sources，and they are effective in inferring concealed geological structures.By identifying the magnetic characteristics of different lithologies，the morphology and spatial distribution of geological bodies can be discerned，which in turn guides mineral exploration indirectly.Haobugao Copper-Zinc Deposit is located in Huanggang-Ganzhuermiao tin polymetallic metallogenic belt in the southern Greater Khingan Range.The ore bodies are primarily hosted within the skarn in the sliding zone between Permian Dashizhai Formation marble and silty slate layers，with some hosted within the contact zone between marble and concealed biotite granite，displaying typical characteristics of skarn-type deposits.Through the detailed geological structure interpretation of high-precision magnetic survey data，combined with geological exploration results，the variations in the occurrences of ore-controlling structures and the morphology and scale of ore-forming geological bodies were analyzed and summarized.This helped identify ore-controlling factors and exploration indicators，assess exploration directions for deep and peripheral areas，and provide a basis for the layout of future exploration projects.

Keywords：high-precision magnetic survey;exploration direction;magnetic anomaly interpretation;skarn-type;Haobugao Copper-Zinc Deposit;southern Greater Khingan Range;deep exploration