沙丘覆蓋區(qū)深部三維可視化找礦預(yù)測(cè)應(yīng)用

摘要：

祁漫塔格地區(qū)是中國(guó)大規(guī)模形成鐵-銅-鉛-鋅-鎢-錫-金-鈷等多金屬的重要成礦帶之一，其東段那陵郭勒河西亦是重要的矽卡巖型鐵多金屬礦的富集區(qū)，但由于區(qū)內(nèi)被巨厚砂礫石和沙丘所覆蓋，地質(zhì)和地球化學(xué)測(cè)量手段受到限制，導(dǎo)致該區(qū)多金屬礦勘查研究滯后。本文以那陵郭勒河西（那西）鐵多金屬礦磁異常區(qū)（M1和M3）為研究對(duì)象，利用 Surpac 三維建模軟件建立了各控礦地質(zhì)要素的三維實(shí)體模型，并利用三維可視化技術(shù)構(gòu)建三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)成礦有利信息，集成并綜合利用豐富的地質(zhì)數(shù)據(jù)和資料，了解礦體空間分布規(guī)律及其與成礦構(gòu)造和成礦地質(zhì)體的空間關(guān)系，深化成礦規(guī)律認(rèn)識(shí)。結(jié)果表明矽卡巖型礦體受巖體侵入接觸面控制，并與正高磁異常中心具有顯著空間相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了那西重點(diǎn)區(qū)1 500 m以上深度的透明化，共圈定深邊部找礦靶區(qū)8處。

關(guān)鍵詞：

祁漫塔格；矽卡巖；三維建模；那西鐵多金屬礦床；低緩磁異常；找礦預(yù)測(cè)；三維可視化；沙丘覆蓋區(qū)

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240139

中圖分類號(hào)：P62

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Application of 3D Visualization Prospecting Prediction in Deep Dune Covered Area： A Case Study of "Nalingguolehexi Iron Polymetallic Deposit in "Qimantag

Cao Chenggang^1，2， Tan Jun³， Jia Yushan^1，2， Fang Yongkun^1，2， Shi Kaizhang^1，2， Huang Biyun^1，2

1. Qinghai Bureau of Environmental Geology Exploration， Xining 810007， China

2. Qinghai 906 Engineering Survey and Design Institute Limited Liability Company， Xining 810007， China

3. School of Earth Resources， China University of Geosciences， Wuhan 430074， China

Abstract：

The Qimantage area is one of the important metallogenic belts in China， known for large scale deposits of Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Au-Co and other polymetallic mineral. The Nalingguolehexi area， located in the eastern section， is particularly rich in iron， copper， and zinc skarn polymetallic minerals. However， exploration and research of polymetallic minerals in the area are hampered by thick gravel， stones and sand dunes， limiting geological and geochemical measurement methods. This article focuses on the magnetic anomaly zones （M1 and M3） of"the Nalingguolehexi （Naxi） "iron polymetallic ore. Using Surpac three-dimensional modeling software， three-dimensional solid models of each ore-controlling geological elements were established. Through advanced three-dimensional visualization technology， geological structure models were constructed. By integrating and analyzing abundant geological data， the spatial distribution laws of ore bodies and their spatial relationship with mineralization structures were clarified. This enhanced understanding of mineralization laws allows for a transparent view of the key Naxi area down to 1 500 m and identifies eight deep marginal prospecting target areas， supporting mineral resource prediction， evaluation， and exploration planning in the Naxi mining area.

Key words：

Qimantag; skarn; three-dimensional modeling; Naxi iron polymetallic deposit; low-rate magnetic anomaly; prospecting prediction; three-dimensional visualization; dune-covered area

0"引言

隨著礦產(chǎn)勘查工作的不斷開(kāi)展，找礦目標(biāo)已從最初的地表礦、淺部礦及易識(shí)別礦，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡[伏礦和深部礦^[1-3]。覆蓋層下方作為新的找礦空間之一，蘊(yùn)含著重要的礦產(chǎn)資源，因而成為全球重要的成礦區(qū)帶，如冰川覆蓋區(qū)（北極）、沙漠或紅土覆蓋區(qū)等（澳大利亞和非洲）^[4-5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)大面積分布的中—新生界覆蓋區(qū)、戈壁和沙漠覆蓋區(qū)面積占比可達(dá)陸地面積的12.3%，但其中已發(fā)現(xiàn)的大中型礦床占比僅為2%^[6]，存在巨大的找礦潛力。覆蓋區(qū)作為礦產(chǎn)資源勘查和綜合預(yù)測(cè)工作程度相對(duì)較低的地區(qū)，成為當(dāng)前形勢(shì)下開(kāi)展找礦工作的重點(diǎn)地區(qū)。然而，由于覆蓋區(qū)巖石露頭發(fā)育程度低，地表地質(zhì)觀察無(wú)法獲取有效的礦化信息，傳統(tǒng)的地球化學(xué)測(cè)量方法也難以穿透覆蓋層^[7]；同時(shí)地球物理資料的地質(zhì)解釋也因沙丘覆蓋層較厚而受到制約，這無(wú)疑增加了地質(zhì)預(yù)測(cè)理論的不確定性，亟待加強(qiáng)對(duì)沙丘覆蓋區(qū)隱伏礦體勘查技術(shù)方法的研究。

祁漫塔格地區(qū)位于柴達(dá)木盆地南緣，區(qū)內(nèi)第四系覆蓋廣泛，砂土覆蓋和殘坡積層厚度為1～3 m，局部厚度可達(dá)6 m^[8]。隨著近年來(lái)礦產(chǎn)資源勘查工作的開(kāi)展，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)尕林格、野馬泉、沙丘和它溫查漢等多金屬礦床，該區(qū)表現(xiàn)出優(yōu)越的找礦潛力^[9-12]。區(qū)內(nèi)那陵郭勒河西（以下簡(jiǎn)稱那西）鐵多金屬礦床發(fā)現(xiàn)于2008年，但由于分布在沙丘覆蓋區(qū)，找礦難度較大^[13-14]。本文選擇祁漫塔格地區(qū)那西鐵多金屬礦床作為研究對(duì)象，結(jié)合礦區(qū)成礦地質(zhì)背景、物探、鉆探和已發(fā)現(xiàn)礦體數(shù)據(jù)等地質(zhì)資料，利用三維可視化建模和結(jié)合重磁立體正反演技術(shù)，實(shí)現(xiàn)那西高原荒漠區(qū)1 500 m以上深度的透明化，總結(jié)成礦規(guī)律并開(kāi)展立體成礦預(yù)測(cè)，旨在實(shí)現(xiàn)那西覆蓋區(qū)的找礦突破。

1"區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于祁漫塔格東南段，地處東昆侖祁漫塔格—都蘭華力西期鐵多金屬成礦帶（Ⅲ）野馬泉—開(kāi)木琪河華力西期多金屬成礦亞帶（Ⅳ）^[15]。區(qū)內(nèi)古元古代、奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)地層大面積分布^[16-17]。構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，NWW-NW向的壓性、壓扭性斷裂組成了該地區(qū)構(gòu)造骨架^[18]。東昆侖祁漫塔格地區(qū)是一個(gè)顯著的巖漿構(gòu)造帶，自加里東期以后就形成了南北三分的構(gòu)造格局，昆北、昆中、昆南三大區(qū)域性大斷裂呈近 EW向展布（圖1a）^{[15-16， 19]}。晚古生代受南部古特提斯洋擴(kuò)張作用的影響，昆侖山及其以北地區(qū)發(fā)育大陸邊緣裂谷構(gòu)造系，形成阿尼瑪卿二疊紀(jì)小洋盆^[20]。阿尼瑪卿洋殼自中—晚石炭世開(kāi)始沿昆南斷裂向北俯沖，于中三疊世早期

洋殼閉合并進(jìn)入碰撞造山高峰期，于晚三疊世區(qū)內(nèi)演化到碰撞—后碰撞階段。期間發(fā)生了俯沖板片斷離和流體交代作用，誘發(fā)了大規(guī)模的地幔底侵和殼-幔巖漿混合作用，殼幔物質(zhì)的交換可能為區(qū)域大規(guī)模金屬成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)^[21]。那西鐵多金屬礦床于上述構(gòu)造背景下形成，礦區(qū)內(nèi)與矽卡巖型鐵多金屬礦具有成因聯(lián)系的花崗閃長(zhǎng)斑巖體形成于中三疊世，對(duì)應(yīng)于東昆侖晚古生代—早中生代構(gòu)造-巖漿旋回的碰撞—后碰撞階段，與祁漫塔格地區(qū)的其他大中型鐵多金屬礦床的成巖成礦時(shí)代相近^{[10，16，22-24]}（圖1b）。

2"礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1"礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)大部分被第四系覆蓋，覆蓋層厚度較大，多為松散的含水砂礫石和風(fēng)成沙^[25-26]。其中，M1磁異常區(qū)覆蓋厚度為307.93～367.22 m，平均厚度達(dá)328.43 m；M3磁異常區(qū)覆蓋厚度為118.88～266.71 m，平均厚度為161.35 m。僅在南側(cè)那陵郭勒河邊有基巖零星出露，出露地層包括：下石炭統(tǒng)大干溝組（C₁dg）灰?guī)r、礫巖和砂巖；奧陶系祁曼塔格群（OQ）的中基性火山巖、千枚巖、結(jié)晶灰?guī)r；以及以印支期鉀長(zhǎng)花崗巖為主的巖體^[27]。M1和M3磁異常區(qū)鉆孔揭露巖性多為輕變質(zhì)泥質(zhì)砂巖、變長(zhǎng)石石英砂巖、灰黑色泥晶、粉晶灰?guī)r，局部地區(qū)存在以角巖和結(jié)晶灰?guī)r夾大理巖為主的含礦層位（圖2）。礦區(qū)北部為尕林格坳陷，南部為喀雅克登塔格復(fù)背斜，喀雅克登塔格復(fù)背斜的北翼與尕林格坳陷在普查區(qū)相鄰接。受NW向斷裂構(gòu)造影響，礦區(qū)發(fā)育了小型雜巖體和火山巖系，但由于覆蓋層較厚，構(gòu)造形跡不明顯。M3異常區(qū)的鉆孔中發(fā)現(xiàn)了較寬的破碎帶和斷層泥，表明該區(qū)域斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。礦區(qū)巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，從南部和北部均有侵入，主要發(fā)生在印支期。M1異常區(qū)的鉆孔中巖性以二長(zhǎng)花崗巖為主，而M3異常區(qū)的鉆孔中巖性主要為二長(zhǎng)花崗巖（圖3a）和花崗斑巖（圖3b）。

2.2"礦體特征

M1礦段的礦體呈似層狀，其中Ⅰ-8號(hào)礦體為主要礦體。該礦體走向?yàn)镹WW，傾向?yàn)镹NE，控制長(zhǎng)度為803 m，最大厚度可達(dá)27 m。M2礦段的礦體呈透鏡狀，零星分布，礦化強(qiáng)度和規(guī)模較小。該礦體走向?yàn)镹EE，傾向?yàn)镾SE，賦存標(biāo)高為2 506～2 795 m。M3礦段的礦體呈似層狀和透鏡狀，其中Ⅲ-12和Ⅲ-14為主要礦體。該礦體平均長(zhǎng)度為150 m，走向?yàn)镹WW，傾向?yàn)镹NE，傾角為35°～40°，最大延伸長(zhǎng)度可達(dá)300 m，賦存標(biāo)高為2 285～2 936 m。

那西鐵多金屬礦床具有兩種類型的礦體：一種是產(chǎn)于巖體和碳酸鹽巖接觸帶內(nèi)的矽卡巖型礦體（如M3礦段；圖4），另一種為賦存在地層層間破碎帶內(nèi)的層控矽卡巖型礦體（如M1礦段；圖5）。該礦床的礦體總體呈現(xiàn)出從高溫元素向中低溫元素轉(zhuǎn)變的分帶：M1礦段南部相對(duì)富集鐵，中部相對(duì)富集銅，北部相對(duì)富集鋅。在垂向上靠近巖體處富集鐵和銅，靠近地層處富集鋅。M3礦段從礦化超富段到正常段，礦種從鐵鎢銅等轉(zhuǎn)變?yōu)殂U鋅銀等，礦物組合則從磁鐵礦+白鎢礦+黃銅礦轉(zhuǎn)變?yōu)榇劈S鐵礦+黃銅礦+閃鋅礦+方鉛礦，局部有少量黃鐵礦。

2.3"圍巖蝕變

礦體圍巖蝕變發(fā)育，蝕變種類分別為：1）接觸交代變質(zhì)作用產(chǎn)生的矽卡巖化，形成的變質(zhì)巖石類型為透輝石矽卡巖、透閃透輝石矽卡巖、透輝透閃石矽卡巖，少量含石榴符山透輝石矽卡巖、含符山石榴石矽卡巖、含符山透輝石榴石矽卡巖、石榴石矽卡巖、含透輝石榴符山石矽卡巖；2）交代作用不完全所形成的含石榴石大理巖、透輝石大理巖、矽卡巖化灰?guī)r等；3）與矽卡巖化相關(guān)的熱液蝕變種類，包括綠泥石化、碳酸鹽化、硅化、絹云母化。在空間分布上，礦體與矽卡巖、矽卡巖化蝕變巖石相隨相伴。從成因和空間上鐵多金屬礦（化）體與矽卡巖化密切相關(guān)。

3"地球物理特征

3.1"區(qū)域地球物理特征

區(qū)內(nèi)1∶5萬(wàn)航空磁測(cè)異常等值線圖（圖6）顯示，研究區(qū)處于NW向高磁異常帶，M1和M3磁異常處于梯度帶的突變異常區(qū)，其特征是梯度陡、強(qiáng)度高。該航磁異常區(qū)大部分處于第四系覆蓋區(qū)，下伏地層為下石炭統(tǒng)大干溝組和奧陶紀(jì)祁曼塔格群。區(qū)內(nèi)發(fā)育NWW或EW向的褶皺、斷裂，并有印支期和燕山期的中酸性侵入巖體分布。侵入巖與大理巖接觸時(shí)，多形成矽卡巖型鐵礦。1∶5萬(wàn)航空磁測(cè)及地面異常查證工作，在區(qū)內(nèi)及其周圍圈出C-2010-61、66、67、68、72、73、75、76、77、88、88-1、89、90共13個(gè)航磁異常。其中C-2010-88（M1）、C-2010-88-1（M3）位于區(qū)內(nèi)。這些異常圍繞那陵郭勒沙丘呈面狀大面積正磁異常分布，且異常分布于正異常內(nèi)側(cè)，為疊加異常，都獨(dú)立圈閉，為變化正背景場(chǎng)中的局部升高磁異常，異常幅值在100～259 nT之間；北側(cè)常伴有負(fù)異常，部分異常由于總體在正異常背景上，伴生負(fù)異常不太明顯。在上述異常中，經(jīng)地面磁法檢查，域內(nèi)發(fā)現(xiàn)大型鐵多金屬礦2處（它溫查汗和它溫查汗西鐵多金屬礦床），小—中型5處（沙丘、那西M1、那西M3、全紅山鐵多金屬礦床和長(zhǎng)山多金屬礦床），都為矽卡巖型磁鐵礦和磁黃鐵礦引起。

3.2"區(qū)域地磁特征

據(jù)區(qū)域1∶5萬(wàn)地面磁法測(cè)量成果平面剖面圖（圖7）可知，該區(qū)磁異常具有南正北負(fù)的特點(diǎn)，正負(fù)磁異常分布均勻，呈帶狀展布。正磁異常整體較寬緩，呈NW—SE向帶狀展布，局部磁異常變化劇烈，有梯度出現(xiàn)，局部正磁異常區(qū)內(nèi)有負(fù)磁異常出現(xiàn)。

3.3"物性特征

礦區(qū)內(nèi)基本被第四系覆蓋，地表巖石露頭欠缺，標(biāo)本采集工作較為困難。主要從M1和M3磁異常區(qū)施工的鉆孔巖心中采集。對(duì)鉆孔中獲得的各種巖石和礦石標(biāo)本進(jìn)行了磁性參數(shù)測(cè)量，依據(jù)巖石性質(zhì)、蝕變程度、礦化程度和礦石類型，分別采集了 354 件標(biāo)本。使用磁力儀的高斯第二位法測(cè)量了標(biāo)本的物性參數(shù)，測(cè)量結(jié)果詳見(jiàn)表1。

磁性參數(shù)表表明：稠密浸染狀—致密塊狀磁鐵礦礦石磁性最高，具有強(qiáng)磁性磁化率高于其他類型巖石；稀疏浸染狀磁鐵礦礦石磁性次高；磁鐵礦化矽卡巖和含銅鉛鋅磁黃鐵礦礦石磁性也相對(duì)較高，相差不大；而祁曼塔格群地層中的大理巖、灰?guī)r、角巖、砂巖和巖體與磁鐵礦、含磁鐵礦化和含磁黃鐵礦礦的磁性差異較大。以上說(shuō)明磁鐵礦和磁黃鐵礦是引起磁異常的主要原因，也是重要的找礦因素。

4"三維地質(zhì)建模

三維地質(zhì)建模通過(guò)利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)和遙感等資料，輔以計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、三維可視化和三維插值技術(shù)，直觀清晰地呈現(xiàn)礦體的三維分布規(guī)律。近年來(lái)，三維建模技術(shù)的持續(xù)發(fā)展使其在找礦預(yù)測(cè)中發(fā)揮著愈發(fā)重要的作用^[28-32]。

此次研究使用Surpac軟件對(duì)青海省格爾木市那西鐵多金屬礦床開(kāi)展三維可視化研究。筆者系統(tǒng)收集整理了礦區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)、地球物理勘探及金屬礦產(chǎn)勘查等原始資料，結(jié)合地質(zhì)科研數(shù)據(jù)，重點(diǎn)整合了近年取得的地質(zhì)勘查成果。通過(guò)系統(tǒng)整理和分析資料，建立了那西鐵多金屬礦床鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)和線框數(shù)據(jù)庫(kù)，并以此為數(shù)據(jù)支撐，利用Surpac軟件構(gòu)建了該礦床的三維地質(zhì)實(shí)體模型。實(shí)體模型包含侵入接觸面模型、礦體模型、地層模型、圍巖蝕變模型和巖體模型。本文從三維可視化的角度實(shí)現(xiàn)了那西重點(diǎn)區(qū)1 500 m以上深度的透明化，并開(kāi)展了地質(zhì)要素的三維空間特征分析，為深部成礦預(yù)測(cè)工作提供了依據(jù)。

4.1"三維地質(zhì)-地球物理建模流程

本文選用Surpac礦業(yè)軟件，結(jié)合礦區(qū)已有的地質(zhì)資料，對(duì)該礦床進(jìn)行了三維可視化研究。其建模及研究流程如下：1）數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建。對(duì)礦區(qū)內(nèi)鉆孔采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，編錄為四類數(shù)據(jù)信息，包括開(kāi)孔坐標(biāo)、測(cè)斜數(shù)據(jù)、巖性數(shù)據(jù)以及化驗(yàn)數(shù)據(jù)，再將上述數(shù)據(jù)文件修改為軟件可以識(shí)別的格式，最后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和整理并進(jìn)行錯(cuò)誤的檢查和修改。2）三維地質(zhì)模型構(gòu)建。基于地質(zhì)勘探線剖面圖、鉆孔等資料的基礎(chǔ)上開(kāi)展的，包括梳理各個(gè)勘探線地質(zhì)剖面上鉆孔控制的礦體、蝕變帶、巖體等地質(zhì)體的界限，以及對(duì)上述地質(zhì)體進(jìn)行地質(zhì)解譯。并在此基礎(chǔ)上，按照相鄰剖面、中段上各類地質(zhì)體的延伸趨勢(shì)進(jìn)行三角網(wǎng)的連接，最終通過(guò)實(shí)體驗(yàn)證，即形成實(shí)體模型。3）地質(zhì)要素三維空間分析?；诓捎肧urpac軟件建立的模型，結(jié)合地質(zhì)特征，對(duì)礦體的三維空間分布特征以及侵入接觸面、巖體、地層、蝕變帶等因素與礦體空間的關(guān)系展開(kāi)分析。利用以上信息，篩選出具有找礦潛力的部分。4）三維地球物理模型及空間分析。首先對(duì)礦區(qū)磁異常進(jìn)行化極與圓滑濾波等預(yù)處理，在此基礎(chǔ)上，將獲得的化極磁異常進(jìn)行6階小波分解與解析信號(hào)分析，獲得不同深度的細(xì)節(jié)磁異常與對(duì)應(yīng)的總梯度模量信息。利用Voxler軟件繪制小波分解細(xì)節(jié)磁異常及對(duì)應(yīng)總梯度模量的三維地球物理模型，將所得結(jié)果與已知三維地質(zhì)實(shí)體模型對(duì)比分析。

4.2"三維地質(zhì)模型

根據(jù)地質(zhì)勘探線剖面圖（共計(jì)23條勘探線剖面圖，間距為100 m）、鉆孔等資料，按照已知勘探線分別進(jìn)行剖面的切制與地質(zhì)內(nèi)容的解譯，主要提取不同巖性地質(zhì)體的界面，利用邊界品位圈定不同剖面中礦體邊界。然后按相鄰剖面、中段間各類地質(zhì)體的延伸趨勢(shì)進(jìn)行三角網(wǎng)的連接，通過(guò)實(shí)體驗(yàn)證形成的實(shí)體模型。本次主要針對(duì)區(qū)內(nèi)的礦體、蝕變帶、巖體及石炭系大干溝組的灰?guī)r、角巖等地質(zhì)體構(gòu)建三維地質(zhì)實(shí)體建模（包括礦體、地層、巖體和蝕變模型），完成3個(gè)礦段的綜合模型（圖8）。

5"三維地球物理模型

本次基于各細(xì)節(jié)磁異常的分析成果，對(duì)應(yīng)的平均場(chǎng)源似深度（換算成現(xiàn)今地表的標(biāo)高）作為對(duì)應(yīng)的標(biāo)高，以3、4、5、6階細(xì)節(jié)磁異常作為三維地球物理模型的初始數(shù)據(jù)源，采用Voxler軟件繪制小波分解細(xì)節(jié)磁異常及對(duì)應(yīng)總梯度模量的三維地球物理模型，插值方法使用距離冪次反比法，通過(guò)與已知三維地質(zhì)實(shí)體模型對(duì)比分析，區(qū)內(nèi)已知鐵及鐵多金屬礦體空間上多位于正高磁異常中心，除了銅、鉛、鋅、銀等獨(dú)立礦體外，基本上涵蓋了全部的鐵礦體。例如：區(qū)內(nèi)M1細(xì)節(jié)磁異常三維地球物理模型中，以6.0 nT作為閾值時(shí)，圈定的高磁異常塊體呈壓扁的橢球體狀，長(zhǎng)軸走向NWW向，高磁塊體范圍縱向標(biāo)高在2 300～2 700 m之間，通過(guò)與已知鐵及鐵多金屬礦體三維實(shí)體模型疊合分析，高磁塊體中包含了90%以上體積的鐵及鐵多金屬礦體。M2礦段以細(xì)節(jié)磁異常10.5 nT作為閾值，圈定了高磁異常塊體，呈壓扁的橢球體狀，且長(zhǎng)軸走向305°，縱向標(biāo)高在2 100 ～2 800 m之間，與已知鐵及鐵多金屬礦體三維實(shí)體模型疊合分析，除獨(dú)立鉛鋅礦體之外，與礦體套和率達(dá)95%以上。M3礦段以20.0 nT作為閾值，圈定的高磁塊體空間上呈雙峰狀，高磁異常塊體整體走向呈NNW向，縱向標(biāo)高在1 900～2 950 m之間，高磁塊體與已知鐵及多金屬礦體套和程度較高，其套和體積占95%以上。

M1礦段，塊體向深部逐漸向NE方向延伸（圖9a、b），可能指示區(qū)內(nèi)磁性地質(zhì)體向深部沿NE向延伸的趨勢(shì)，總梯度模量高值塊體包含了已知礦體總體積的85%以上。M2礦段高值塊體形態(tài)范圍自淺部向深部逐漸變大，且有向S方向側(cè)伏的趨勢(shì)（圖9c、d），同時(shí)可能表明磁性地質(zhì)體有向南深部側(cè)伏的趨勢(shì)，這與已知II-2、II-3號(hào)鐵多金屬礦體基本一致。M3礦段淺部塊體的長(zhǎng)軸呈NW向，而深部轉(zhuǎn)變?yōu)镹E向，表明深部磁性地質(zhì)體的形態(tài)可能發(fā)生轉(zhuǎn)變，尤其是沿剖面方向的接觸帶及其對(duì)應(yīng)的鐵和多金屬礦體可能具有延深潛力（圖9e、f）。

6"三維成礦預(yù)測(cè)

三維成礦預(yù)測(cè)是在三維空間中開(kāi)展地質(zhì)體空間分析、成礦相關(guān)性以及地球物理、地球化學(xué)信息分析等成礦預(yù)測(cè)工作，并圈出預(yù)測(cè)區(qū)的過(guò)程，其目的是在礦田中預(yù)測(cè)未知礦床或者在礦床中預(yù)測(cè)未知礦體。

6.1"預(yù)測(cè)步驟

本文采用特征分析法進(jìn)行那西鐵多金屬礦床的三維成礦預(yù)測(cè)研究，通過(guò)完成計(jì)算預(yù)測(cè)變量的權(quán)系數(shù)和聯(lián)系度等步驟圈定、評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)靶區(qū)。特征分析法基于相似類比原理，通過(guò)建立反映某一類型礦床特征的模型，實(shí)現(xiàn)該類型礦床的預(yù)測(cè)。其基本流程如下。

1）計(jì)算模型單元控礦預(yù)測(cè)變量的權(quán)系數(shù)，闡明變量之間的內(nèi)在聯(lián)系和特征。

2）確定各個(gè)控礦預(yù)測(cè)變量的成礦和找礦意義，構(gòu)建特定類型礦區(qū)礦種的成礦有利類比模型。

3）將模型應(yīng)用于預(yù)測(cè)區(qū)，通過(guò)類比預(yù)測(cè)單元與模型單元的特征，利用相似程度表示預(yù)測(cè)單元的成礦有利程度。

基于上述分析，圈定有利成礦的遠(yuǎn)景區(qū)。

6.2"預(yù)測(cè)要素選擇

1）地質(zhì)要素選取及量化

區(qū)內(nèi)發(fā)育的礦體均受巖體三維空間形態(tài)控制。巖體凹陷，尤其是巖體頂面和陡立接觸帶凹陷部位，對(duì)礦體具有明顯的控制作用，如 M3 礦段 0 號(hào)勘探線 Ⅲ-1—Ⅲ-17號(hào)與M1礦段1號(hào)勘探線Ⅰ-11—Ⅰ-12號(hào)鐵及多金屬礦體群。

對(duì) M1、M3 礦段巖體接觸帶的形態(tài)學(xué)凹陷與凸起參數(shù)提?。▓D10），結(jié)果顯示其限定了約 80% 的礦體賦存空間。由此可見(jiàn)，巖體是區(qū)域內(nèi)最重要的控礦要素。此外，灰?guī)r與角巖間的層間破碎帶是區(qū)域內(nèi)重要的控礦與儲(chǔ)礦空間。M1礦段約有80%層間矽卡巖型礦體產(chǎn)于此類破碎帶中。

因此，本次研究?jī)?yōu)先選取巖體（細(xì)粒花崗巖與二長(zhǎng)花崗巖）和地層作為主要的預(yù)測(cè)要素。受接觸帶形態(tài)控制的矽卡巖蝕變帶較為零散，暫未作為預(yù)測(cè)地質(zhì)要素。

2）地球物理要素選取及量化

基于研究區(qū)地面高精度磁法測(cè)量數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維小波分析細(xì)節(jié)磁異常，以及總梯度模量三維塊體模型中的高值區(qū)異常與已知礦體在空間上套合較好。因此，本次研究選取小波分析細(xì)節(jié)磁異常與總梯度模量作為預(yù)測(cè)地球物理要素。

6.3"預(yù)測(cè)變量權(quán)系數(shù)的確定

預(yù)測(cè)變量是進(jìn)行三維成礦預(yù)測(cè)的基本要素，也是度量預(yù)測(cè)單元成礦特征和成礦有利度的基本工具。確定預(yù)測(cè)變量的權(quán)系數(shù)是特征分析法中的重要環(huán)節(jié)，預(yù)測(cè)變量的權(quán)系數(shù)大小表征了與其相關(guān)的礦化強(qiáng)弱程度。權(quán)系數(shù)越大，則該預(yù)測(cè)變量對(duì)應(yīng)的地質(zhì)因素在成礦過(guò)程中的作用就越大。

研究區(qū)內(nèi)選取的預(yù)測(cè)變量主要包括巖體（細(xì)?；◢弾r、二長(zhǎng)花崗巖）、巖體形態(tài)、地層（灰?guī)r、角巖）、細(xì)節(jié)磁異常、總梯度模量等五個(gè)變量。按照特征分析等預(yù)測(cè)方法的要求，將本次完成的 M1、M3 礦段礦體群所包含的單元格作為模型單元，并對(duì)每個(gè)模型單元內(nèi)的預(yù)測(cè)要素進(jìn)行二值化處理（即1代表模型單元中存在預(yù)測(cè)要素，0代表模型單元中未見(jiàn)預(yù)測(cè)要素）。利用匹配矩陣的行向量長(zhǎng)度法求取各個(gè)變量權(quán)系數(shù)。受區(qū)內(nèi)勘查程度影響，M1預(yù)測(cè)要素權(quán)系數(shù)從大到小依次為細(xì)節(jié)磁異常、巖體接觸帶及巖體總梯度模量等；M3預(yù)測(cè)要素權(quán)系數(shù)從大到小依次為細(xì)節(jié)磁異常、巖體總梯度模量及巖體接觸帶等（表2）。根據(jù)上述預(yù)測(cè)變量及其權(quán)系數(shù)，可以構(gòu)建特征分析找礦模型。

6.4"預(yù)測(cè)單元的成礦有利度

利用預(yù)測(cè)變量及其權(quán)系數(shù)，采用單元聯(lián)系度（成礦有利度）計(jì)算公式計(jì)算各塊體單元的聯(lián)系度，構(gòu)建三維預(yù)測(cè)塊體模型。成礦有利度值作為已知模型單元與待預(yù)測(cè)單元相似性的度量，體現(xiàn)了單元的成礦可能性。聯(lián)系度值越大，表明待預(yù)測(cè)單元的成礦特征更接近已知礦化模型單元，發(fā)現(xiàn)礦體或礦床的概率更高。基于不同要素的個(gè)數(shù)，可繪制聯(lián)系度等級(jí)色塊圖，并按照要素出現(xiàn)次數(shù)從多到少的順序進(jìn)行劃分，其中地質(zhì)要素優(yōu)先作為排序依據(jù)（圖11）。

6.5"深部找礦靶區(qū)圈定

三維預(yù)測(cè)模型是三維空間找礦靶區(qū)圈定及優(yōu)選工作的主要技術(shù)手段，通過(guò)塊體模型實(shí)現(xiàn)。本研究建立了3個(gè)預(yù)測(cè)塊體模型開(kāi)展三維成礦預(yù)測(cè)。首先，根據(jù)累積證據(jù)權(quán)重得分確定塊體中所有證據(jù)圖層的綜合得分，反映單元內(nèi)的含礦可能性。綜合得分越高，表明預(yù)測(cè)單元內(nèi)的含礦可能性越大，發(fā)現(xiàn)礦體的概率也越大。本研究在那西礦區(qū)內(nèi)共圈定8處靶區(qū)，其中M1礦段3處（編號(hào)M1-1、M1-2、M1-3），M2礦段1處（M2-1），M3礦段4處（編號(hào)M3-1、M3-2、M3-3和M3-4）。

1）M1礦段找礦靶區(qū)優(yōu)選

M1-1靶區(qū)（6號(hào)線北部）：靶區(qū)位于M1礦段6號(hào)勘探線北部，標(biāo)高范圍為2 321～2 656 m（圖12）。在預(yù)測(cè)模型中紅色塊體區(qū)域?yàn)槔鄯e證據(jù)權(quán)重得分高值區(qū)，屬于成礦有利地段。由于M1礦段礦體主要分布在凹陷部位，故6號(hào)線北部對(duì)應(yīng)的凹陷接觸面部位具有一定的找礦潛力。根據(jù)主礦體的產(chǎn)狀、品位及厚度變化趨勢(shì)，Ⅰ-8號(hào)主礦體從3號(hào)線到4號(hào)線，礦體延伸穩(wěn)定，賦礦標(biāo)高逐漸降低（2 716～2 504 m）。在ZK6-1和ZK6-2中均發(fā)現(xiàn)鐵多金屬礦化，鐵品位最高可達(dá)12.92%，推測(cè)Ⅰ-8號(hào)主礦體可能延伸至6號(hào)線以北。地球物理磁異常顯示6號(hào)線北部與6號(hào)線已知礦體均位于高、低磁異常過(guò)渡區(qū)域。以上地質(zhì)和地球物理特征均表明6號(hào)線北部主要尋找層控矽卡巖型礦體，預(yù)測(cè)要素包括角巖與灰?guī)r接觸帶、巖體凹陷和磁異常等。

M1-2靶區(qū)（2號(hào)線北部深部巖體凹陷區(qū)）：靶區(qū)位于2號(hào)線北部深處，標(biāo)高范圍為2 346～2 556 m（圖13）。通過(guò)礦體三維建模發(fā)現(xiàn)，M1礦段的礦體元素存在礦化分帶現(xiàn)象，在巖體凹陷部位的上部為中高溫的鐵多金屬礦體，而下部為少量的中低溫銅鋅礦體。M1礦段中鉆孔ZK2-2和ZK2-4揭露了高品位的鐵銅礦體，由此推測(cè)2號(hào)線北深部巖體

接觸面凹陷上部可能具有較大找礦潛力。地球物理磁法測(cè)量顯示2號(hào)線北深部處于高值異常中心，而已知礦體位于高磁異常區(qū)頂部，且磁異常的變化方向與接觸帶凹陷方向一致，說(shuō)明2號(hào)線北深部具有尋找與M3類似的矽卡巖型礦體的潛力，預(yù)測(cè)要素包括巖體凹陷和磁異常。

M1-3靶區(qū)（7號(hào)線兩側(cè)）：靶區(qū)位于7號(hào)線過(guò)渡區(qū)域兩側(cè)，延伸至5號(hào)線，在預(yù)測(cè)模型上處于綠色紅色塊體區(qū)域。從接觸面形態(tài)分析，7號(hào)線接觸面為凹陷區(qū)，5號(hào)線相鄰部位接觸面為凸起區(qū)，表明在7號(hào)線和5號(hào)線之間存在形態(tài)變化部位。7號(hào)線西側(cè)由于無(wú)鉆孔工程控制，接觸面形態(tài)未知，但可以類比5—7號(hào)線形態(tài)變化，推測(cè)7號(hào)線往西存在接觸面凹陷（圖14）。ZK7-3揭露了銅鐵礦體，該部位具有一定的找礦潛力。已知礦體位于高磁異常與低磁異常過(guò)渡帶內(nèi)，而7—5號(hào)線處在相似過(guò)渡帶，表明7號(hào)線東西部為尋找ZK7-3礦體延伸的潛力區(qū)。預(yù)測(cè)要素包括角巖與灰?guī)r接觸帶、巖體凹陷和磁異常小波細(xì)節(jié)分析等。

2）M2礦段找礦靶區(qū)優(yōu)選

靶區(qū)M2-1：靶區(qū)位于勘探線8號(hào)線的北東部，標(biāo)高為2 400～2 600 m，該處為預(yù)測(cè)模型中的紅色塊體區(qū)域，累計(jì)證據(jù)權(quán)重得分最高值的區(qū)段，屬于成礦最有利地段（圖15a）。從巖體侵入接觸帶的形態(tài)可以看出，4號(hào)線下部的巖體位置對(duì)應(yīng)ZK8-1揭露的第一層巖體，而4號(hào)線下部控制深度較淺，深部可能存在對(duì)應(yīng)ZK8-1揭露的第二層巖體，因ZK8-1、ZK8-2、ZK4-2均有礦體揭露，若4號(hào)線深部存在第二層巖體，推測(cè)礦體走向南東，傾向北東（圖15b）。由8號(hào)線磁化率反演剖面（圖15c）可知，已知礦體位于高磁異常與低磁異常過(guò)渡部位，物探與地質(zhì)套合較好，推測(cè)在高磁異常中心或過(guò)渡帶存在礦體，故在8號(hào)線北東部圈定靶區(qū)M2-1。

3）M3礦段找礦靶區(qū)優(yōu)選

靶區(qū)M3-1：靶區(qū)位于勘探線4號(hào)線以南，ZK4-1附近，標(biāo)高為2 500～2 800 m，在預(yù)測(cè)模型中屬于紅色塊體區(qū)域（圖16a）。M3礦段礦體均分布于巖體的凹陷部位，而4號(hào)線南部正好對(duì)應(yīng)巖體的凹陷部位（圖16b）。此外，鉆孔ZK4-1中可見(jiàn)矽卡巖及礦化蝕變現(xiàn)象，但鐵礦化品位未達(dá)到邊界品位，可能與其遠(yuǎn)離凹陷部位、與巖體凸起部位較近有關(guān)。揭露的礦化現(xiàn)象可能位于礦化富集地段的邊緣，且磁異常顯示鉆孔ZK4-1位于高值區(qū)的邊緣，而高值

區(qū)位于該礦區(qū)南部，這與鉆孔中觀察到的礦化現(xiàn)象一致。北西西向的磁化率反演橫切剖面顯示，高值區(qū)1號(hào)線、0號(hào)線、2號(hào)線內(nèi)多為鐵多金屬礦體，高值區(qū)邊緣6號(hào)線多揭露銅鋅礦體，由此推測(cè)4號(hào)線內(nèi)可能賦存銅鋅多金屬礦體（圖16c、d）。

靶區(qū)M3-2：靶區(qū)位于勘探線3號(hào)線附近，標(biāo)高為2 500～2 800 m，在預(yù)測(cè)模型中屬于黃色塊體區(qū)域（圖17a）。與靶區(qū)M3-1類似，3號(hào)線分布在巖體侵入接觸帶的凹陷部位（圖17b），南西—北東向3

號(hào)線磁化率反演剖面顯示3號(hào)線位于磁法高值區(qū)內(nèi)，反映該區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)條件（圖17c）。結(jié)合物探小波分析進(jìn)行的深部解譯結(jié)果，鉆孔ZK3-1與ZK3-2揭露的礦體均處于高值區(qū)邊緣部位，與鉆孔揭露相吻合。而高值區(qū)內(nèi)無(wú)礦體揭露，即礦體富集處缺少工程控制，故在3號(hào)線附近圈定靶區(qū)M3-2（圖17d）。

靶區(qū)M3-3（0—2號(hào)線南部）：靶區(qū)位于勘探線0—2號(hào)線附近，標(biāo)高為1 500～2 300 m，在預(yù)測(cè)模型中屬于淺藍(lán)色塊體區(qū)域（圖18a）。由巖體侵入接觸帶的形態(tài)發(fā)現(xiàn)，巖體沿走向上有凹陷連續(xù)出現(xiàn)（如1號(hào)線、0線、2號(hào)線、4號(hào)線、6號(hào)線、8號(hào)線凹陷），同理巖體沿傾向上應(yīng)也有凹陷連續(xù)展布出現(xiàn)，2號(hào)線深部可能有第二個(gè)巖體凹陷部位（圖18b）。通過(guò)南西—北東向的2號(hào)線磁化率反演剖面的深部解譯結(jié)果顯示，異常高值區(qū)對(duì)應(yīng)2號(hào)線淺部凹陷處的礦化富集地段，從淺到深具有南傾的現(xiàn)象，可能反映了礦化富集的走向（圖18c）。鉆孔ZK2-1深部矽卡巖處的Mo化探樣品品位達(dá)0.45 g/t（Mo礦的邊界品位），F(xiàn)e品位多在15%附近，雖不達(dá)邊界品位，但可能處于礦化富集的邊緣，富集中心位于鉆孔南部。Mo和Fe均在2號(hào)線深部有礦化顯示，結(jié)合M3礦段的元素分帶現(xiàn)象，反映出2號(hào)線南部的深部具有找礦潛力（圖18d）。

靶區(qū)M3-4：靶區(qū)位于M3礦區(qū)的南部，在預(yù)測(cè)模型中屬于黃色塊體區(qū)域（圖19a）。北西向的磁化率反演橫切剖面顯示，M3礦段北部0線附近為異常高值區(qū)，與成礦事實(shí)相符。而礦段南部有異常的突起部位，可能為深部的礦化顯示。雖整體磁化率不高，無(wú)高值區(qū)顯示，但可能為深部高磁化率現(xiàn)象反映到地表時(shí)被均化導(dǎo)致（圖19b）。M3南部在物探平面磁法數(shù)據(jù)中顯示為異常的高值區(qū)。通過(guò)礦體的空間分布與物探磁法數(shù)據(jù)的套合結(jié)果可知，異常的高值區(qū)反映該區(qū)域內(nèi)礦化富集，具有較大的成礦潛力（圖19c）。

7"結(jié)論

1）礦區(qū)成礦部位及成礦類型分為發(fā)育于巖體與灰?guī)r地層接觸帶附近及其層間破碎帶兩種矽卡巖型礦體，其中M2和M3礦段屬于前者，而M1

礦段則屬于后者，均受巖體侵入接觸面控制。

2）通過(guò)不同深度的細(xì)節(jié)磁異常、對(duì)應(yīng)的總梯度模量信息與已知三維地質(zhì)實(shí)體模型對(duì)比分析，構(gòu)建了礦區(qū)三維地質(zhì)-地球物理模型，區(qū)內(nèi)已知鐵及鐵多金屬礦體空間上多位于正高磁異常中心，除銅、鉛、鋅、銀等獨(dú)立礦體外，基本涵蓋了全部鐵礦體。

3）在對(duì)研究區(qū)實(shí)體模型和地球物理模型綜合分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用證據(jù)權(quán)方法構(gòu)建了三維綜合預(yù)測(cè)模型，圈定靶區(qū)8處，其中M1礦段3處（M1-1、M1-2、M1-3），M2礦段1處（M2-1），M3礦段4處（M3-1、M3-2、M3-3、M3-4），為礦區(qū)深部找礦工作提供了技術(shù)支撐。

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