高精度磁测在青海都兰县希望沟铜矿找矿中的应用

保善东，蔡生顺，谭运鸿，封建平

(1. 青海省地质调查院，青海 西宁 810012； 2. 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海 西宁 810012)

研究区位于青海省都兰县察汗乌苏河地区，地理坐标为东经98°36′53″～98°37′22″，北纬36°17′17″～36°18′56″。研究区开展的物探工作基本查明了研究区地球物理特征，特别是覆盖研究区的1∶5万地面高精度磁测工作成果，有效地推进了一定深度范围内地质体和构造的解译，在圈定了大批磁异常同时协助解决了部分基础地质问题，但依然存在一些问题，例如据前述磁异常找矿经验分析，本次研究区内M60、M56、M47-1、M47-2、M31号异常有较大找矿潜力，但未开展检查，对这些异常的解释评价不客观，故本次运用高精度磁法旨在解决该地区的一些地质找矿问题。

1 区域地质概况

本次研究区位于都兰县察汗乌苏河中上游地区，研究区大地构造位置位于秦祁昆造山系之东昆仑弧盆系之祁漫塔格北坡—夏日哈岩浆弧，研究区主体处于该岩浆弧内[1]。该岩浆弧是一个在早古生代受控于祁漫塔格—都兰弧后洋盆的洋壳向北俯冲消减的一个多旋回复合岩浆弧带。古元古代开始一直持续到中元古代地层总体呈裂解残块形式出露，早古生代在前寒武纪基底上发生拉伸，形成祁漫塔格群较厚的火山—沉积岩系，为一成熟的岛弧[2]。晚古生代为稳定型的海相—海陆交互相碎屑岩、碳酸盐沉积，发育俯冲型花岗岩组合，至晚志留世发育有碰撞型强过铝质花岗岩。晚三叠世广泛发育陆相安山岩—英安岩—流纹岩建造组合及高钾花岗岩组合，具较典型的造山运动尾声的后碰撞岩浆组合特征。

2 研究区地质概况

2.1 地质背景

研究区内出露地层主要为晚三叠世鄂拉山组和白沙河组片麻岩岩段，鄂拉山组主要分布于该区中和南部，岩性主要为安山质含角砾晶屑凝灰熔岩、英安质角砾熔岩、英安质玻屑晶屑凝灰熔岩、含角砾流纹质晶屑岩屑熔结凝灰岩，含角砾(集块)流纹质岩屑晶屑凝灰岩。白沙河组片麻岩岩段主要分布在该区北部和西南角，岩性主要为灰色石榴石、二云二长片麻岩、黑云母二长片麻岩夹斜长角闪岩[3]。区内岩浆活动形成的侵入岩出露广泛，出露面积占50%左右，可见印支期晚三叠世侵入岩和燕山期早侏罗世侵入岩，区内脉岩极为发育，分布也比较广泛，产出方向以北西向和北东向为主，岩性为钾长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和斜长花岗岩。

2.2 物探特征

2.3 地球化学特征

3 岩石物性特征

本次物性标本采集了136块，磁性测定采用加拿大产ENVI-Pro质子磁力仪，测定方位选用高斯第2位置，体积测量选用排水法[5-6]。物性标本测定在野外工作结束前完成，采集磁物性标本时，对区内出露各类岩(矿)石进行了系统的采集，特别注重于异常地段标本。标本磁物性统计结果见表1。

表1 察汗乌苏河地区岩(矿)石磁物性统计结果

区内出露的沉积岩地层主要为额拉山组地层，该地层一般显示为无磁性或弱磁性，岩性主要为凝灰岩，磁化率平均值为93×10-6×4 π·SI，地磁图上通常显示为大范围跳跃状的弱负磁异常。

研究区内出露变质岩地层主要为金水口岩群，岩性有片麻岩和斜长角闪岩，磁化率均值分别为88.2×10-6×4 π·SI、47.4×10-6×4 π·SI，为弱磁性。

区内的中酸性侵入岩有钾长花岗岩、斜长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩等，磁化率均值分别为69.3×10-6×4 π·SI、48.5×10-6×4 π·SI、139.2×10-6×4 π·SI、148.3×10-6×4 π·SI，均显示为弱磁性。含磁性的花岗闪长岩磁化率均值为1 500.7×10-6×4 π·SI，在地磁图上显示为强磁异常，位于C6磁异常东侧橄榄辉长岩接触带部位。

区内出露的基性岩有辉长岩，磁化率均值为99.8×10-6×4 π·SI，显示为弱磁性。

区内的超基性岩脉岩性为橄榄辉长岩，磁化率均值为2 687.3×10-6×4 π·SI，剩余磁化强度均值为1 544.7×10-3A/m，显示为强磁性。

4 磁异常特征

本次希望沟一带运用地面高精度磁法已完成12.8 km2面积测量工作，制作磁法异常的剖平图、等值线图，根据磁异常特征，结合地质背景，初步圈定出10个磁异常，推测断裂9条，磁异常编号为C1、C2……C10，断裂编号为WF1……WF9(见图1)。

图1 希望沟1∶1万磁法测量综合平面简况

4.1 磁异常解释推断

C3异常：位于工区中部C1磁异常东侧、C4磁异常北侧，长约500 m，宽约200 m，面积约为0.1 km2。异常北部出露岩石岩性主要为火山岩，南部出露岩石岩性主要为片麻岩，磁化率均值分别为93.7×10-6×4 π·SI、88.2×10-6×4 π·SI。

C4异常：位于工区中南部C3磁异常南侧，长约600 m，宽约200 m，面积约为0.12 km2。异常西北部出露岩石主要岩性为片麻岩，东南部出露岩石主要岩性为花岗闪长岩，磁化率均值分别为88.2×10-6×4 π·SI、148.3×10-6×4 π·SI。

针对C6磁异常东侧布设了1∶2 000地面高精度磁法剖面3条CP2-CP4，线距为100 m，点距5 m。

CP2剖面：该条磁法剖面显示为4段磁异常。第1段位于264～274点，最大值为184.5 nT；第2段位于296～312点，最大值为507.2 nT；第3段位于322～330点，最大值为721.3 nT；第4段位于370～378点，最大值为319.6 nT。

CP3剖面：该条磁法剖面显示为3段磁异常。第1段位于260～276点，最大值为682.3 nT；第2段位于298～314点，异常值介于-338.6～1 052.9 nT之间；第3段位于326～338点，最大值为473.2 nT。

CP4剖面：该条磁法剖面显示为两段磁异常。第1段位于294～312点，最大值为80.8 nT；第2段位于330～342点，最大值为473.2 nT。

通过CP2-CP4磁法剖面的平剖图，可以推断出南北两个磁异常，异常向东部方向基本封闭，向西侧有延伸。

通过对CP3线200～400点数据进行反演可以看出：分为3个磁性体，1号磁性体埋深约20 m左右，延伸约50 m，宽度30 m左右，磁化强度3 000×10-3A/m，形态似板状体，走向呈近东西向，朝南缓倾；2号磁性体在地表出露，延伸约130 m，宽度10 m左右，磁化强度5 000×10-3A/m，形态为板状体，走向呈近东西向，朝南陡倾；3号磁性体埋深约20 m，延伸约60 m，宽度30 m左右，磁化强度3 000×10-3A/m，形态似板状体，走向呈近东西向，朝南缓倾。

C7异常：等值线图上显示异常呈北东西向条带状展布，剖平图上显示为以剧烈跳跃状正、负异常相伴生，强度较强，梯度一般，异常幅值329 nT。异常部位出露岩石岩性主要为片麻岩，磁化率均值为88.2×10-6×4 π·SI。

针对C8磁异常中部布设了1∶2 000高精度磁法剖面CP5-CP6，线距为100 m，点距5 m。

CP5剖面：该条磁法剖面显示为1段磁异常，位于278～298点，异常幅值介于-1 116.5～1 565.7 nT之间，异常规整，正负磁异常伴生。

CP6剖面：该条磁法剖面显示为1段磁异常，位于286～304点，异常幅值介于-315.9～192.3 nT之间，异常规整，正负磁异常伴生。

从CP5-CP6磁法剖面的平剖图来看，可以推断出磁异常为正负伴生的磁异常，异常向东西两个方向未封闭。通过对CP5线200～400点数据进行反演可以看出，磁性体在地表出露，延伸约130 m，宽度20 m左右，磁化强度6 000×10-3A/m，形态为板状体，走向呈近东西向，朝南陡倾。

C10异常：异常区出露岩性主要为额拉山组火山碎屑岩，磁化率均值为93.7×10-6×4 π·SI，北东向断裂WF4横穿异常区，推测异常与中基性火山碎屑岩有关。

4.2 断裂构造解释推断

4.2.1 断裂构造特征

断裂构造在磁场上的特征主要表现在以下8种类型，各种类型划定方法如下：不同磁场区的分界线，以不同磁场区的分界线位置作为断裂位置；磁异常梯级带，以磁异常梯级带中间线为断裂位置；线性磁异常带，以线性磁异常带的中间线为断裂位置；磁异常突变带，以磁异常突变带为断裂位置；磁异常错动带，以磁异常错动位置为断裂位置；雁行状异常带，以磁异常北侧拐点连线作为断裂位置；放射状的磁异常带组，以线性异常带的中间线作为断裂位置。

4.2.2 断裂推断解释

WF1：位于工区中北部，走向为北西向，横穿C2磁异常中部，长度约1.2 km，该断裂异常特征表现为线性的磁异常带；出露的地层为白沙河组片麻岩岩段，上延100 m后异常特征消失，说明规模较小。

WF2：位于工区中部西侧，走向为近东西向，横穿C1、C3磁异常，区内长度约2.1 km，向西北WF3截断。该断裂东段异常特征表现为线性的磁异常带，西段异常特征为磁异常的梯级带，西侧出露超基性岩体，东侧为岩体的接触部位。

WF3：位于工区中部，走向东侧为北东向，中部位近东西向，西侧为北西向，横穿C6、C7、C8磁异常，西侧为C1、C5磁异常分界线，区内长度约4.9 km。该断裂被WF8、WF9断裂错断，异常特征总体表现为磁异常的梯级带，西侧位于岩体的接触部位，东侧出露白沙河组片麻岩岩段地层，上延一定深度后异常仍然明显，为区内较为重要的构造。

WF4：位于工区南侧，走向为北西向，横穿C5、C10磁异常，区内长度约3.3 km。该断裂被WF9断裂错断，西段异常特征表现为磁异常的梯级带，东段异常特征表现为线性的磁异常带，与地质调查划分的F4断裂较为吻合，但其在分布位置上与地质上结果有一定差异，主要可能是磁测资料所反映的为地下综合信息特征，为不同层面的地质信息。

WF5：位于工区西侧，走向为北西向，横穿C5磁异常，长度约1.9 km。异常特征表现为磁异常的梯级带，出露鄂拉山组第2岩段地层，与地质调查划分的F5断裂较为吻合，规模较小。

WF6：位于工区西侧，走向为近东西向，横穿C9磁异常，被WF5断裂截断，长度约1.6 km。

WF7：位于工区西侧，走向为北西向，横穿C9磁异常，长度约0.8 km。

WF8：位于工区中部，走向为北西向，该断裂错断WF3断裂，长度约0.5 km。

WF9：位于工区中东部，走向为北东向，该断裂错断WF3、WF4断裂，长度约1.7 km。

4.3 高精度磁测找矿标志的建立

物探找矿的标志的建立是在充分结合研究区地质背景、地球化学特征、地表地下工程的资料的成果进行套合分析的基础上。根据在研究区开展的异常查证工作和前人的地质、地球化学以及地表地下工程资料，本次研究认为高精度磁测找矿标志至少有以下两个方面。

1)地磁异常尤其正异常幅值达到329 nT以上并与激电异常幅值达到2.5%以上的地段是成矿的有利部位，并与超基性岩套合较好的地段为深部成矿的有利区段。

2)地磁异常具有锯齿状跳跃的部位结合激电异常幅值在2.0%以上的地段与地表黄铁矿化硅化构造角砾岩套合较好的地段是成矿的有利区段。

5 结 语

为了研究地面高精度磁法在早期地质找矿中的应用，本次研究选取了青海省都兰县希望沟一带为研究区，通过大比例尺的磁法测量工作，在研究区圈定了磁异常10处，并且对隐伏断裂进行了解译推断，建立了高精度磁测的找矿标志，为后续在该地区的找矿突破提供物探支撑。