安徽省宣州市榨门口铜多金属矿物探异常特征探究

甘 俊

安徽省地处丘陵地区，南部地势较高，北部较低。在金属矿物勘查时多采用高精度磁法测量，所用探测仪可在最大100000nT 的范围内测量，兼顾基站内侧与野外探测，测量结果可实时存储，且精度误差不超过1%。该省宣州市榨门口地区主要有铜多金属矿物分布，采用物探技术进行勘查，并结合矿物地质规律，便可准确找到金属矿的具体位置，使勘探工作效率极大提升，迅速提高金属矿产量，为区域经济发展提供强大支持。

1 区域基本情况

以宣州市榨门口铜多金属矿的磁测项目为例，该项目位于宣州市西南方向，面积约21.62km2。勘查区处于低山丘陵地带，地势平坦，四周被第四系覆盖。当地属于温带季风气候带，四季分明，年均温度15℃，年均降水量1500mm。区域内物产丰富、劳动力充足，以农业为主，水源和粮食丰富，电力设施配置完善，为矿山开采提供有利的外部环境。该区域以往曾经开展过小比例尺的地质调查工作，物探工作程度相对较低。该项工作是矿区地质预查项目的重要内容之一，主要内容是在现有地质成果的基础上，通过开展高精度的地面磁测工作，对航磁异常情况与地面分布特点进行分析，从而更加深入的了解查区第四系与其他覆盖层下隐伏岩体情况，为后期地质找矿工作开展提供依据。该项目从物探开始到完毕共计用时37 天，取得了良好的高精度磁测成果。

2 矿区地质特征

2.1 地层构造特征

2.1.1 地层

勘查区在泾县—水东复向斜中蔡家坝向斜南翼偏核部，地层为泥盆系上统五通组（D3w），上下两段岩性各不相同。上段：上部为灰黑色粉砂质页岩、炭泥质粉砂岩夹煤层，分布在区域南部。下部为灰黑色粉砂质泥岩、粉砂质页岩。下段：上部为灰白色石英岩；下部为灰白色中厚层石英砂岩夹砂质页岩，底部为灰白色含砾中砾石英砂岩，厚度在2m ～6m 之间。

2.1.2 构造

区域内含有褶皱和断裂两种构造形式，褶皱为蔡家坝向斜，北西翼部分地层向北西倒转，正常地层倾角也较陡峻，为轴面向北西倾斜的倒转向斜，存在磁异常情况。断裂构造活动较为强烈，包括周王深断裂、江南深断裂，根据区域构造分析，该范围内盖层中北西向断裂发育。

2.1.3 航磁异常特征

根据以往地质调查资料可知，该勘查区存在航磁异常情况。结合航空磁测内容可知，强度在500r 左右，曲线波动平缓，峰形圆滑，梯度缓，在北东方向出现双峰，300r 等值线形状不规则，异常特征可能受岩体影响。覆盖区内部异常下根据地层产状、厚度分析应为三迭系下统灰岩地层，预测在岩体与灰岩接触带、岩体本身具有成矿可能性。

2.1.4 矿（化）点特征

区域内带铁矿点的位置，矿体赋存于石炭系下统高骊山组灰色、紫色细砂岩及页岩中。通过观测发现两层铁帽，呈层状产于泥质粉砂岩中，与地层产状大体相同。矿石结构为胶状粉末状，主要为赤铁矿，其次为褐铁矿，石英量较少，Fe 含量在7.87%～29.46%范围内，SiO2含量在292.56%～45.54%范围内。

2.2 岩、矿石地球物理特征

根据矿石物性测定结果，工作区域内出露岩石磁性特征表现如下。一是区域内出露地层为组合形态，包括石英砂岩、硅质岩及碳酸盐岩等，原岩均为弱或无磁性；二是中酸性岩体原岩带有中等磁性，但是磁性较弱，通常地表能够引起n×100 纳特的异常，受风化、蚀变等影响，使原岩磁性变弱。三是与其他矿化体相比，磁铁矿的磁性较强，可引起较大的n×100nT 异常情况。根据上述分析可知，区域内隐伏的岩体、磁铁矿的磁性强度、规模等，与其他无磁性地质体相比磁场分布特征较为显著，为后续磁测工作开展打下了良好的地球物理基础。

2.3 找矿方向

在地质环境相同的情况下，可根据地层岩性、围岩蚀变等进行找矿，由此提高找矿效率，具体如下。

（1）地层岩性。层控矿床中沉积—成岩型控矿床受微地貌、水深浅的控制，与原生沉积环境紧密相关；后成层控矿床作用于后期阶段，在较老岩系的成矿物质中，经过地下水搬运形成矿床；火山沉积—热液叠加改造型矿床受热活动影响较大，后期还具有成矿叠加特点；喷流—沉积层控矿床受生残积作用影响，个别矿体下盘网脉型受充填作用影响；

（2）围岩蚀变。在不同温度条件下，酸碱度、氧逸度成矿流体与围岩势必会产生不均衡状态，在不同作用机理下，朝着理化状态转变，在物质核能量间进行无形交换。围岩会对物质带出和带入产生影响，在蚀变作用下发生理化改变，进而导致围岩结构发生改变。蚀变程度受化学性质、流体物理等因素影响，还对围岩物理性质具有决定作用，流体和围岩化学性质间的差异和蚀变程度具有正比关系。

3 物探技术应用

3.1 物探网敷设

根据地质项目的实施标准，本次物探工作开展只采用高精度磁测，测量参数用△T 表示，比例尺为1：25000。在物探网敷设方面，勘查范围内根据D 级点成果进行控制测量，引入静态GPS 定位仪布设控制网，为物探网敷设提供高精度的测量数据。因该区域为低山丘陵，植物覆盖率较高，平地范围有较多河流，在测线两端的通行、通视效果不理想。该项目的高精度磁测坚持垂直出露地质体走向布设的原则，将测量剖面方位设计为330°。为了便于后期工作开展，将磁测线距设定为200m，点距20m，在这一网度下开展工作。根据控制测量结果可知，磁测主基线利用静态GPS 定位仪进行敷设，野外测线通视环境较好的区域用全站仪布设点位，剩余都采用超过3 个高等级手持GPS定位仪导航定位，并发挥罗盘定向的辅助作用，使物探网得以精准布设，实际磁测主基线方位偏角为5″，作业成果能够与设定比例尺下的物探网敷设精度标准相符合。

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3.2 物探技术应用

3.2.1 高精度磁测原理

对于磁性多金属矿来说，可通过磁法进行寻找。因磁多金属矿与常规岩矿石相比，磁性相对较强，磁异常特征也相对显著，通过这一特点便可提高找矿效率。在高精密磁检测期间，需要结合工况实际特征，按照高精密检测技术规定开展工作，由此提高检测数据的准确性、客观性。在户外磁场检测中，因受干扰因素较多，作业者应采取良好的去磁措施。在检测期间应保持探杆直立，探头朝着南北方向摆放，且与地面高度相同。在测量期间，周围无检测人员，最大限度的减少人为因素产生的误差。如若相邻测点的检验结果数据差异较大，需要二次检验。对于磁性较为稳定之处，优先布设磁测点，将垂直高度控制在0.5m 以内，水平梯度不可超过2m，且磁场变化稳定，变化幅度低于总均方差的0.5，在测点周围无障碍物阻挡和干扰。在基点处设置日变站，并将自动检测循环设定为20，且自动记录检测。在高精密质子磁力检测器应用中，针对各个测点检测2 次，如若两次结果之差不超过2nT，则取均值作为最终结果；如若二者之差大于2nT，需要继续检测2 次，将4 次结果计算出平均值。在户外测量中，通常面向总磁场，检测数据便是该区域总磁场强度。

3.2.2 高精度磁测方法

首先，创建基点网与标准剖面。在高精度磁测应用中，在相对稀疏的基点网中，对地磁场变化进行严格校正。其次，选择测区与测网。测区应综合分析围岩分布情况、研究目标、地球物理特点等，将测区面积控制在研究目标范围的1 倍～2 倍以上，并确保观测剖面顺着相邻构造点进入磁场中；最后，在不同高度下进行观测。明确地表与基岩的影响，在最佳高度进行观测。例如，在10m×10m 的微磁测范围内，可在0.2m ～2m 的高度范围内观测。在磁测之前，应明确不同成分、大小、埋深的目标地质体异常效应的衰减特性有所区别，在不受外界影响下，可观测出磁场与高速间的变化情况。

3.2.3 实际应用

根据该项目的开展目的与进度要求，前期只采用高精度磁测法，野外作业根据相标准开展活动，在作业期间，共引入3 台型号为PM-2 的质子磁力仪，其中1 台应用到日变观测中，剩余均用于实际测量。在作业开展前，对仪器主机、探头等进行精度检验。该项目选定白垩系南组地层为日变观测点，因其位于勘探区的东部，受人为因素影响较小，且矿化程度较低。在工作过程中，日变观测时间涵盖野外测量时段，磁测基点也可设定在日变观测点周围，持续测量时间超过2h，根据测得的Ta 数值区间，在区间内选定一个数值作为勘查区域地磁的正常场值。在野外测量阶段，检测人员应严格去磁，带有铁磁性的工作者应与探头保持至少4m 的距离，手持GPS 人员定点离去时进行勘测，如若受到铁磁性干扰性的影响，在影响较大的情况下，应做好位置记录，确保测量结果客观准确。以日为单位，将采集的数据信息整合起来，及时修正日变，并将采集资料备份保存，以备后续查阅。采用型号为PM-2 型质子磁力仪观测，得出磁参数，坚持“一同三不同”原则进行结果质检。在实际操作中，由不同人员在不同时间采用不同仪器进行检验，保证全区域面积性测量读数质检率超过3%，精度用均方误差进行评价。为了探究该区域岩矿石区域的磁异常情况，在正式测试之前，可先采集当地岩石样本进行检验。利用高精密磁力检测仪来完成，根据测试结果可知，该区域磁多金属矿石的磁化率相对较大，其他岩石样本相对较小，可见二者在物理特性方面存在显著差别，通过磁力检测器的应用，可使检测效果进一步提升，高效完成预期目标。

4 磁异常特征分析与推断

磁异常的判断原则如下：一是检验异常观测数据与计算值是否准确，对异常数据进行准确判断，将错误和异常数据剔除；二是根据标本测试对磁测数据进行处理，对比矿体所测数据与围岩数据，再根据数据统计，按照总数的10%作为异常数据，最后对超过10nT 的正异常圈定下限值，结合异常特征进行标记；三是物探异常划分时，根据地质情况，判断是否有助于成矿。矿区内矿体分布有特定的地质特征，结合控矿因素和地质特征，发现找矿主要标志在于围岩蚀变、控矿构造。该项异常特征在金属矿床中情况较为复杂，磁场有正负极之分，两个极展现的异常特征也有所区别。该项目中南部断裂矿带受地质运动影响产生，加上岩浆较为活跃，金属矿藏岩石层的密度较大，由此引发磁异常，南部正极磁异常强度在500nT ～1000nT 之间，负极在-600nT ～1000nT 之间，具体表现如下。

4.1 地面高精度磁测△T 异常区

根据磁测结果可知，该区域内存在地磁异常情况，针对实测资料进行处理，包括水平导数、△T 化极等，使区域内磁异常平面分布特点得以直观呈现。根据调查结果可知，预查区内△T 异常主要在北段工作区出现，在平面分布上朝着北东方向分布，背景磁场特征为北高南低，解析如下。在周王村西北位置出现一个单峰异常情况，且规模和强度较大，峰值在620nT 左右，200nT等值线圈确定面积在5km2左右。平面形态为椭圆形，北东走向，且异常强度逐渐增加，北南侧磁场梯度相对较大，且带有负值。在南部勘测区中，△T 异常平面特征较为明显，主要是顺着北西方向分布，存在一条低缓磁正值带，宽度在2.5km 左右，磁场强度、梯度均相对较小，且西南位置带有负值，但强度较低。

在△T 化极后，磁参数异常产出位置化极异常存在相互对应的特点，且通过平面图可直观的体现出来。根据调查结果可知，平面分布特征与化极后较强相似，但异常东南侧磁场负值位置的宽度明显增加。根据△T 化极异常解析结果可知，在延拓高度不断提升到200m的情况下，△T化极异常范围变化不够明显，主要表现在于单一多峰异常，强度中心平面位置朝着北侧微微移动，磁场强度有所削减，两侧负值位置较为清晰，异常原题可能是近似直立、向下延伸有限的磁性体。当磁参数的水平方向为320°时，经过导数处理后，发现该矿区内导数异常主要对应于△T 化极异常中梯度较大的位置，在平面分布方面，朝着北西方向呈现出拉长、扭曲等特点。

4.2 磁测△T 异常区

针对勘查范围内矿石特点、出露岩特征、△T 异常情况进行探究，并与现有地质资料相结合，可得出查区范围内△T 异常强度总体北高南低的趋势，地表基本被白垩系地层覆盖，南部出露泥盆系上统五通组地层接触部位已见有铁帽。根据该区地质资料可知，在榨门口周围还出现许多铜、铅锌矿化情况。结合该项目所得的△T 异常特点，可解读为：勘查区域北侧磁异常面积较大，结合上延结果可知，强度衰减速度较慢，从南到北负值范围较宽，推理可知异常可能因隐伏中酸性岩体导致，此类岩体存在于周王村北西，主体走向北东，朝着下方延伸深度有限。因没有开展其他物探作业，磁异常与矿化间的关系无法探知。根据上述研究结果可知，在异常平面分布特点方面，该矿区预查区内酸性岩体多沿着北东方向分布，且断裂侵入，主体侵入位置与区域内北侧磁异常产出地相对应，且地段普遍被白垩系地层覆盖，在东青峰山和西南仙峰山等地已见铜多金属矿化。由此可见，可定性为推测岩体与围岩接触部位应为查区找矿远景部位。

4.3 正、负、弱磁异常区

（1）正磁异常区。该区域分布在勘测区的西部，共分为南侧和北侧区块。南侧正异常区块从西部朝着东部延伸，形成一个长方形区域，长度为800m 左右，宽度为300m 左右。该勘测去内异常强度较大，变化趋势不显著，且较为规则，基本可看作完成的磁异常，可能因埋藏较深，磁性较强所致。整体总磁化强度朝着下方延伸，距离较近的两个岩体中，规模较小，与等轴状体较为相近；另一个岩体的地面投影较为规则，其形状可能是西南走向，且为厚板状。北侧位于三角形区域内，长度在300m 左右，高度为800m 左右。该范围的磁异常属于强度最大、变化最小的一个，其总磁化强度朝下，朝着西部延伸范围较宽。

（2）负磁异常区。该勘测区域内△T 负异常分布范围较大，与正磁异常间有明显界限。该区域内南北两侧的周围拥有5 个～6 个正负混合、较为规则，且较为独立的磁体，剩余位于均片状分布，数值不超过负几十纳特；只有测区东北位置的负异常情况与剩余区域相比强度较大，约为-150nT。

（3）弱磁异常区。该区域重点位于测区西部，由两个带构成，北侧是从西部朝着东部延伸，长度在800m 左右，宽度在500m 左右，异常绝对值不超过25nT，正负等值线基本平行。南部朝着西部延伸，长度在700m 左右，宽度在300m 左右，在等值线图中呈现出串珠状特点。该区域中的异常带将两类地质构造特征展现出来，前者为两类地质分界的显示，后者为断裂构造的典型表现。在勘测区域中的△T 异常情况多为正值或者负值，正负混合的情况十分罕见，只有在小面积内存在。根据这一特征可知，△T 负异常的成因在于当磁体处于观测点下方时，因受到向下方向磁场的影响，感应化强度方向与正常地磁场一致，因此地面观测到的△T 主要为正异常。但是，如若观测点处于磁体下方或者磁化强度指向地面上方，则观测到的△T 主要为负异常。

5 结论

综上所述，当前国内矿产资源匮乏，对区域经济发展产生抑制作用，金属矿勘查工作受到高度重视。在金属矿找矿中，应采用物探技术确定矿物异常特征，再结合地质构造规律，才可准确发现金属种类多、含量高的矿区。在安徽榨门口铜多金属矿的磁测项目中，通过地质结构分析、高精度磁力检测仪器、物探技术应用，使找矿率极大提升，为后续采矿施工提供了充足的数据支持，有助于该省采矿施工质量的全面提升。