磁法勘探在新疆鄯善恰特卡尔云海地区的应用

胡尊平 张静 李大海 陶鹏飞 牛辉 刘超

摘   要：利用捷克PMG-2质子磁力仪，对新疆云海地区进行高精度磁法测量，获取直接的磁异常数据。通过化极处理和不同高度延拓分析，圈定重点找矿靶区。据铜镍矿与基性-超基性岩关系，进行间接找矿。经物性测量，本区基性-超基性岩和镍矿种均具有磁性。铜镍矿赋存于基性-超基性岩中，单一磁法原本不能解决问题，但从地质上考虑铜镍矿与基性-超基性岩的产出关系，可利用高精度磁法实现间接寻找铜镍矿。同时，对比分析矿区磁场特征，建立地质-地球物理找矿标志，进行找矿预测。在重点区段实施工程验证，见矿率高，说明地面高精度磁法测量具有找寻铜镍矿的可行性和有效性。

关键词：地面高精度磁法;基性-超基性岩;铜镍矿;三维立体图;地质-地球物理标志;间接找矿

磁测方法在直接或间接寻找铁磁性矿物上具有高效快捷特点，以铁磁性矿物为目标属于直接寻找，以与铁磁性矿物相关的岩体为目标则属于间接寻找[1-4]。在新疆鄯善县云海工区内，据地质调查成果，铜镍矿体主要赋存在基性-超基性岩体中。基性-超基性岩经物性测量，具有较强的磁性，为通过高精度磁法测量间接寻找铜镍矿体提供了先决条件。

1  地质概况

云海研究区地层属塔里木地层大区（图1），北天山地层区南准噶尔北天山地层分区之觉罗塔格地层小区，以康古尔断裂为界，以北主要出露下石炭统小热泉子组、上石炭统底坎尔组，以南主要出露下石炭统苦水组、干墩组，上石炭统梧桐窝子组。下二叠统阿其克布拉克组在康古尔断裂南北均有分布[5-8]。

矿区内出露地层为下石炭统小热泉子组和干墩组（图2）。小热泉子组分布在调查区北部，康古尔断裂北侧（F5断裂），主要为一套火山碎屑岩夹火山熔岩、沉积碎屑岩，变形变质较弱，发育石炭—二叠纪侵入岩。干墩组分布在调查区西南部康古尔断裂南侧康古尔韧性剪切带中，主要为一套海相复理石杂砂岩建造，岩石变形、变质强烈。区内构造主要为与康古尔韧性剪切带长期活动有关的断裂。区内火山岩较发育，主要分布在康古尔断裂以北地区，与康古尔断裂走向一致。火山岩岩石种类较多，中性、基性均有出露，以中性火山岩为主，岩石类型以爆发相火山碎屑岩和喷溢相安山岩为主，火山地层与沉积地层互层产出。区内侵入岩超基性至酸性岩均有发育，侵入岩侵入下石炭统小热泉子组，呈岩体、岩脉产出，中部云海岩体为杂岩体，超基性至中性岩均有发育，云海铜镍矿即产于该岩体中，南部弓形山岩体主要为中性和基性侵入岩，超基性岩呈脉岩分布。

2  质子磁力仪工作原理

本次高精度磁法测量工作所采用仪器为捷克PMG-2质子磁力仪，通过测量探头中氢原子核旋进频率测量地磁场的绝对值[9]。测量过程分为两步：①供电。极化电流使探头中液态碳氢化合物中的氢发生有序偏转，极化时间随电源电压的下降不断加长，可保证来自探头的信号保持稳定，这个过程中探头和低噪放大器保持断开;②切断电源。低噪放大器与探头开始连接，来自探头的信号被放大、过滤、整形、数字化处理。整个过程中，氢原子动作被记录和处理，测得的频率与被测磁场直接相关。被处理信号的振幅和衰减时间均可被测出，相关数据也同样被记录，整个测量过程由一个微机芯片控制，磁场强度和测量误差都会显示并记录。

3  工作布设及技术参数

本次调查采用100 m×20 m网度进行，测线方位角20°，测量总面积约10 km2，实测物理点5 147个，质检879个点，质检率17%，远大于规范3%～5%的要求。磁测总精度±2.27 nT，达到设计规定（小于5 nT）精度要求。工作前后严格按规范进行仪器一致性、噪声、探头高度、主机一致性等开工和收工试验，执行规范为《DZ-T0071-1993地面高精度磁测技术规程》。

4  岩（矿）石磁性特征

调查区岩矿石磁性特征具弱磁（小于400×4π×10-6·SI）的主要有闪长岩、凝灰岩、安山岩（表1）。表现为中等磁性（小于1 000×4π×10-6·SI）特征的岩性主要有糜棱岩化橄榄辉长岩、晶屑凝灰岩、闪长玢岩、角闪辉长岩等;表现为强磁（大于1 000×4π×10-6·SI）特征的岩性主要为磁黄铁矿化角闪辉石岩、角闪辉石岩、蛇纹岩、橄榄辉长岩。磁物性特征说明区内磁异常主要由基性-超基性岩引起，平缓的磁场为地层和酸性岩类的反应。岩石剩磁磁化强度小于感磁，感应磁场起主导作用。综上所述，调查区基性岩浆岩具较强磁性，为本区强磁性体，与围岩存在明显的磁性差异。

5  磁测成果及解释推断

利用Surfer软件制作三维磁测等值线平面图（图3），突出显示在不同地形起伏下正磁异常的形态特征。利用GeoIPAS软件制作三维磁测上延拓立体图（图4），可清晰观察到不同延拓高度下磁异常的变化情况。磁异常位置和轮廓可反映磁性地质体的位置和轮廓。磁异常轴向一般反映地质体或构造的走向，一般呈条带状或串珠状的磁异常为构造引起，如图3中NW向条带状高磁异常，为沿构造侵入的基性-超基性岩矿带引起。在地质体出露和埋深较小的情况下，其磁性不均匀性常使异常发生起伏变化，磁异常强度和分布范围随埋深变化。

结合地质调查结果，图4中所标识的云海铜镍矿区磁异常为基性-超基性岩体的反應。从地质钻孔上看，该异常由浅至深出露岩性依次为凝灰岩、闪长岩、角闪辉石岩和橄榄苏长岩。岩石总体具中性→基性→超基性岩的过渡特征为岩浆分异型，见镍矿，赋矿岩石为角闪辉石岩和橄榄苏长岩，均为强磁性。结合图4可知，由构造引起的条带状磁异常，随着延拓高度的增加，磁异常值逐渐降低，可知其埋深和范围不大。云海铜镍矿区磁异常随延拓高度的增加，降幅不明显，说明地下磁性体在深部仍有延伸。

在云海铜镍矿区沿39号勘探线方向（方位角24°）选取若干磁测异常数据进行反演处理。反演结果显示（图5），推测岩体范围与钻孔验证岩体范围基本一致，岩体为基性-超基性岩体，倾向为EW向缓倾，顶点埋深80 m左右。由此看出，磁测方法在找寻基性-超基性岩体方面具有较好的指示作用。

6  結果验证

结合地质成果，在云海铜镍矿区布设26个钻孔（图6）。除西侧ZK5501和正磁异常东侧ZK2704、ZK2705钻孔未见基性-超基性岩体，其余钻孔均控制了基性-超基性岩体，验证了岩体北倾的特征。结合钻孔资料，基性-超基性岩主要矿化为黄铁矿化、磁黄铁矿化、黄铜矿化，钛磁铁矿化等，矿石结构主要为他形粒状-半自形结构、细粒结构，金属矿物呈半自形板状结构、他形粒状结构、团块状。矿石构造主要为星散状、浸染状、斑杂状、斑团状、海绵陨铁状构造，细脉状少见。金属矿物常见磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿。镍主要赋存在磁黄铁矿中，磁黄铁矿主要赋存于橄榄苏长岩及未发生变形的角闪辉石岩中，含矿岩体与围岩的物性差异，为磁测方法在间接寻找铜镍矿方面提供了良好的基础。下一步工作将在磁异常北西部继续进行钻孔验证。

7  地质-地球物理标志

地质标志  ①成矿区带上已发现的矿床（点）在空间分布上规律明显，从构造单元划分看，北部小热泉子矿带为铜锌、金矿带，中部康古尔韧性剪切带为铜（镍）金矿带，南部为金银矿带;②矿带主体为康古尔韧性剪切带，与康古尔断裂及次级断裂关系密切的岩浆型铜镍矿也列入该矿带。该矿带北以康古尔断裂为界，南为雅满苏断裂;③目标矿体主要赋存在磁黄铁矿中，磁黄铁矿又主要赋存在基性-超基性岩体中，故可将基性-超基性岩作为勘探目标，多角度分析其分异演化期次、与围岩接触关系等，从而掌握目标矿种走向、埋深、形态等信息。

地球物理标志  ①在低缓的正常磁异常区出露小透镜体状的磁异常是对基性-超基性杂岩体的最好反应;②观察基性-超基性岩体引起的磁异常形态，以点带面，磁异常空间分布形态反映了磁性体状态。采用多种处理方法，可得知地下磁性体埋深、产状、走向情况。③本区成矿的基性-超基性岩一般埋深大，范围较大，其引起的磁异常梯度变化不大，故宽缓的中高磁异常应予以重点关注[10-13]。

8  结论

（1） 本区磁异常主要由基性-超基性岩引起，通过对磁异常分析处理，基本查明基性-超基性岩体的分布和空间特征。

（2） 化极后磁异常与矿体位置对应良好，正确反映了矿体在深部的产状、走向等特征。

（3） 延拓后磁异常反映了矿体向深部延伸情况，为探矿工作部署提供了进一步指导。

（4） 通过物探图与地质图对比，得到调查区南部NW向延伸的磁异常与已知地质断裂位置相吻合，说明磁测成果能有效反映本区域构造特征。

（5） 铜镍矿赋存具有很强的规律性，建立一套地质-地球物理标志，对本地区进行找矿预测具重要意义。

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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