低空航磁在牛苦头矿区寻找矽卡岩型铅锌多金属矿中的应用

2021-05-21李双龙张欢欢陶汝略李加多吴锦荣张永军王新雨

中国金属通报 2021年5期

李双龙，张欢欢，陶汝略，李加多，吴锦荣，张永军，王新雨

（1．青海鸿鑫矿业有限公司，格尔木 816099；2. 北京矿产地质研究院有限责任公司，北京 100012）

青海祁漫塔格地区位于东昆仑造山带中西段，目前已成为我国中西部最重要和最具找矿潜力的矽卡岩多金属成矿带，引起了学者们的广泛关注（丰成友等，2011；徐国端，2011；张爱奎，2012；王新雨等，2020）。

牛苦头矽卡岩型铅锌多金属矿位于祁漫塔格成矿带中东段，目前矿区主要有三个探矿权区，分别为M1磁异常区、M4磁异常区和M2磁异常区（以下简称为M1、M4和M2）。目前M1、M4磁异常区已探明Pb+Zn储量逾115万吨，其中M1磁异常区已投产，M4磁异常区已完成勘探工作，而M2磁异常区处于普查阶段。

相对于M1和M4，M2科学研究及找矿勘查工作程度均较低，制约着M2磁异常区找矿的突破。前人研究表明，矿区铅锌多金属矿与铁矿密切共生（李加多等，2019；王新雨等，2020），所以磁法找矿是牛苦头矿区探寻铅锌矿的一种有效途径，低空航空磁测具有精度高、信号强等特点，属于一种绿色而又先进的工作手段（陈炳锦等，2017）。本文通过对牛苦头矿区进行的1:1万低空航空磁测工作，划分磁异常区，预测隐伏构造。通过对M2磁异常区三维磁性体的反演，推测M2磁异常区磁性体产状及成矿中心，通过钻探验证低空航磁数据反演的可靠性，为M2磁异常区开展地质找矿工作提供较为可靠的地球物理依据。

1 矿床地质特征

矿区出露地层主要为寒武纪-奥陶纪滩间山群碳酸盐岩和第四系（图1）。寒武纪-奥陶纪滩间山群碳酸盐岩地层分布较广，岩性主要为大理岩夹灰岩和条带状灰岩，为一套浅海相碳酸盐岩沉积。矿区的构造以NWW-SEE向构造为主，NE向断裂次之。NWW向断裂属于昆北断裂的次级断裂。矿区岩浆岩类型复杂，包括花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、花岗二长斑岩、似斑状花岗岩、石英闪长岩等。

图1 牛苦头矿区地质简图（据王新雨等，2020）

牛苦头M1、M4铅锌矿床矿体类型主要为矽卡岩型层状或脉状矿体，这些矿体主要产于层状矽卡岩中，其中铅锌矿的赋矿矽卡岩类型主要为锰钙铁辉石黑柱石矽卡岩、锰钙辉石矽卡岩、石榴子石锰钙铁辉石矽卡岩、黑柱石锰钙辉石矽卡岩以及黑柱石矽卡岩中。M2矿段目前已发现的铁多金属矿体（共24条），均为单工程或单剖面控制，矿体规模一般较小，且较分散。

M2矿体按矿种主要可分为含铅锌硫铁矿体，含硫铁铅锌矿体。含硫铁铅锌矿体位于00线剖面上部，呈陡倾脉状，严格受硅钙面控制，为热液和矽卡岩型两种成因。含铅锌硫铁矿体为矽卡岩成因，主要表现为硫铁矿体呈团块状、稠密浸染状分布于钻孔底部矽卡岩中，整体矿体产状为脉状。铅锌矿体赋矿矽卡岩类型主要为透闪石-阳起石矽卡岩，磁黄铁-磁铁矿体赋矿矽卡岩类型主要为透辉石、石榴子石矽卡岩。

图2 实测ΔT航磁异常图及异常编号

2 航磁异常反演和解释

2.1 航磁异常平面特征

航磁测线数115条，线距100m，方向南北向。平均飞行高度65米，测区西南部个别地山区最大离地高度大于100米。平均偏航距2.15米。GPS静态定位精度：平面0.55m，高程0.80m。

日变站点坐标为X：31412865，Y：4106881。基本场T0为54012.99nT。

航磁测量总精度为4.20nT。

测区地磁要素为：

磁倾角：56.65°

磁偏角：0.6166°

磁场强度：53861.4nT

经各项改正后，实测航磁ΔT异常平面特征见图2，根据平面异常特征，划分了九个高磁异常，编号从M1到M9。

9个航磁异常中，M1，M2，M4对应前人所做的地磁高磁异常，编号相同，另外重新划分出M3，M5，M6，M7，M8，M9六个高磁异常，每个磁异常的平面位置如图2所示。

2.2 航磁构造解译

航磁构造解译依据的是化极后的ΔT异常等值线分布格局和方向导数异常图。

M2磁异常南部NWW-SEE走向的陡倾条带状异常梯度带，解译出一条NWW-SEE向的大的构造带F2，在地质工作中也明确发现了一条NWW-SEE向分布的构造岩浆岩带（就是前述的“以M2的zk0003、zk2801、zk02”一线及其延长线）与此梯度带相对应（图2）。

F2断层向北西延伸（图2），从M1和M5间穿过后，异常等值线扭曲，推断有NWW-SEE走向的断层F4存在，并错断F2断层，与地质所解译出的“牛苦头矿区同时受NWW-SEE走向的断层和NE-SW走向的断层联合控制”的认识一致。

M2异常南东弱异常带明显向北错动，推断有一条断层F5存在，将F2个F1错断。

M4异常北侧等值线急剧变化，推断了F3断层（图2），在地表有明确的反映（GPS N36°58′13.53″E92°06′1.93″点处出现的陡崖和密集的劈理带）。NE-SW走向的断层由GPS N36°58′10.90″E92°06′02.63″所见到了一系列密集排列的NE-SW向劈理所反映出来。

M6和M2异常北侧等值线梯度带线性展布，推断有F1断层，由于地表第四纪较厚，也没有相关钻孔资料，所以需要再做工作进行地质验证。

2.3 航磁异常三维反演

采用UBC软件对航磁异常进行三维定量反演。水平剖分网格50m，垂直网格25m，海拔深度从955m到3780m。

图3 是实测异常平面图和反演结果模型的理论正演异常剖面图的对比，两者一致，说明反演是收敛的，反演结果是可信的。反演成果给出了各异常源中心的空间位置。靶区的确定将参考三维反演数据成果。

图3 可以看到M1、M4、M2分别对三个形状大小不同的高磁异常，M1和M2的异常值较高，M4的相对较低，推测是M1相对M4矿体赋存深度较浅的原因，M4的磁异常源可能是浅部和深部矿体共同导致，但浅部矿体已尽数遭受剥蚀。

从图3中可以看到M2的异常范围大于M1和M4，埋深较M1和M4都大，呈陡倾状，倾向北，从三维反演结果来看，磁异常在深度上赋存于2400～3000m强度最大，横坐标上主要分布在15线到48线之间，在7线～32线强度最大，纵坐标上主要分布在ZK0002～ZK0007之间，在ZK0005～ZK0007之间异常强度最大。虽然近期在24线施工一个钻孔见矿效果不好，只见有薄层的铅锌多金属矿体，但作为M2磁异常强度最大的位置，该区域仍值得探索。目前0线是M2工作程度最高的位置，也是见矿相对最好的位置，而在0线附近南东方向工作程度较低，图3显示在7线位置仍有较好的磁异常显示且异常深度相对较浅，磁异常挟持于M2区两个主要断裂F1和F2之间，考虑到断裂和成矿岩体的紧密关系，因此可以考虑在该处布置一些工程。

图3 实测异常平面（上）和反演模型理论异常平面（下）对比图

3 钻探验证情况

M2实际钻孔查证情况为：00线钻孔ZK0005、ZK0009、ZK0004、ZK0008、ZK0006钻孔清晰揭露了F1断裂的存在。而ZK0003、ZK0002、ZK0001钻孔则清晰揭露了F2断裂的存在。07线施工钻孔ZK0701钻孔在400m附近处出现破碎强烈的断层泥，为F1断裂在钻孔深部的体现。

根据M2磁异常区00线、07线地质剖面以及航磁反演剖面可以看出，磁性体夹持于F1与F2断裂之间，磁性体边部靠近F1断裂处为低温铅锌矿化（ZK0004、ZK0006、ZK0008 500m–520m处），中心为高温磁黄铁矿化、磁铁矿化，孔位大致位于ZK0005和ZK0009之间。

推测的磁性体深度位置在2400-3000m深度，经00线钻探验证，矽卡岩、硫化物矿石（化）均集中在600-1200m左右，海拔相当于2400-3000m深度。

因此，航磁异常反演大致推断出了控矿构造F1、F2断裂、矿体赋存深度、成矿中心位置。