利用航空物探資料圈定隱伏巖（磁性）體——以巴彥淖爾—包頭地區為例

王培建 李曉祿 龔育齡 李兵海 張 翔

1.東華理工大學，江西撫州， 344000；2.核工業航測遙感中心，河北石家莊；050002

航空地球物理探測，簡稱航空物探，是地球物理勘探技術與航空技術相結合的一門高新技術【1】。應用航空物探資料圈定隱伏巖體是現在比較有效的方法，不同時期形成的地層或巖體巖石組合具有不同特征，反映在物性上往往也具有一定的差異和規律，因此可利用航空物探資料進行巖性填圖，和地質單元相同或非常接近，可以幫助解決一些地質問題，還可以圈定淺覆蓋區的隱伏巖體。本文在對巴彥淖爾－包頭航磁、航放綜合解釋的基礎上，結合區域地質、物性和化探資料，優選有明顯特征差異的資料使用，并相互結合、相互印證，應用航磁、航放信息圈定覆蓋區的隱伏巖體和隱伏磁性體，為尋找鐵及多金屬礦提供信息【2～4】。

1 工作區概況

工作區位于華北地臺北緣，一級構造單元包括華北地臺、內蒙古中部地槽褶皺系和天山地槽褶皺系【5】。行政區劃分屬巴彥淖爾市和包頭市，控制面積3.7萬km2。區內出露地層有太古宇、元古宇、寒武－奧陶系、奧陶系、石炭系、二疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系【6】。工作區自太古宙以來，伴隨多次構造運動，巖漿活動強烈且期次繁多，所形成的巖漿巖分布廣泛。巖漿活動受構造運動控制明顯，形成有元古宙、加里東、華力西、印支、燕山等旋回，以華力西旋回巖漿巖較發育。其巖性有超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖。工作區蘊藏著豐富的礦產資源。主要有硫、銅、鉛、鋅、鎳、煤、金、銀、稀土、石墨、鉻鐵礦、寶石等。其中，銅、鉛、鋅、硫鐵等儲量在內蒙古自治區乃至全國名列前茅。

2 區域地球物理地球化學特征

2.1 區內巖石磁性特征

通過巖石磁性參數測量工作得到的巖石磁性特征，是圈定隱伏地層和巖體最為直接的物理依據。表1、2是實測的主要地層巖石磁化率。測區中新生界（除新近紀、早白堊世玄武巖外）、古生界、元古宇以無磁—弱磁性為主，磁化率一般在(n～n×10) ×10-5SI，中新生代玄武巖、古生代部分火山巖、元古宙含鐵礦層位、太古宙部分地層為強磁性層。區內侵入巖磁性具有變化較大的特點，但總體呈現出從酸性—中性—基性—超基性巖增強的規律，超基性、基性巖大多是測區內的強磁性體。

表1 工作區野外實測主要地層巖石磁化率參數表Table 1 Statistics of the main layer rock magnetic susceptibility parameters in work area

表2 工作區野外實測主要侵入巖巖石磁化率參數表Table 2 Statistics of the main intrusive rock magnetic susceptibility parameters in work area

2.2 區內巖石放射性特征

通過地面巖石放射性參數測量工作，獲取了工作區各地質單元的K、U、Th核素含量。放射性元素鉀、鈾、釷含量較高的地層有：白堊系固陽組，其巖性主要為泥巖、砂巖、砂礫巖，其在烏拉特后旗附近已有小型工業鈾礦床產出，地面實測鈾含量為（42.4～108）×10-6g/g；中—上侏羅統白女羊盤組火山巖，其鉀、鈾、釷含量分別為 4.3%、3.1×10-6g/g、14.0×10-6g/g；中下侏羅統石拐群泥巖頁巖，其鉀、鈾、釷含量分別為4.0%、5.4×10-6g/g、16.3×10-6g/g；中新元古界渣爾泰群增隆昌組、劉鴻灣組、白云鄂博群都拉哈拉組；古元古界寶音圖群中局部地段鉀、鈾、釷含量也偏高；太古宇烏拉山群混合片麻巖鉀、鈾、釷含量高于全區平均值，鉀、鈾、釷含量分別為 7.2%、6.5×10-6g/g、41.8×10-6g/g。

區內侵入巖放射性核素鉀、鈾、釷含量有從老到新，從基性—中性—酸性巖呈逐步增高趨勢：燕山期、印支期及華力西晚期花崗巖鉀、鈾、釷的含量明顯偏高，構成區內中新生代盆地的重要鈾源體。加里東期花崗巖鉀、鈾、釷的含量明顯偏低；古元古代侵入巖由于后期變質作用差異及原巖性質不同，放射性核素鉀、鈾、釷含量差異較大，出露在烏拉特后旗陜達古廟一帶的角閃鉀長片麻巖、黑云母角閃鉀長片麻巖釷含量較高，為（22.1～36.5）×10-6g/g。

2.3 工作區內地球化學特征

區內地球化學集散規律明顯，與地質體的分布和發育的地質現象有關，反映了不同地質單元和地質現象間地球化學規律。造巖元素族和巖石的酸堿性質密切相關無疑，對于鐵族元素分布的高值區與中新元古界渣爾泰群基本一致，在道老都廟一帶東西向展布。基性巖漿巖區也是鐵族元素的高值或較高分布區。稀有稀土元素高值區與酸性巖有關，如罕烏拉巖體、烏梁斯太巖體。在基性巖和覆蓋區含量較低，太古宇烏拉山群分布區也有高值顯示。

放射性鈾釷元素高值在東升廟、潮格鎮、道老都廟和包爾汗圖一帶，是白堊紀沉積地層的高值異常區。在印支期酸性侵入巖和沉積變質巖中也有部分高值區或異常區。Mo、W元素高值分布在酸性侵入巖與太古宇色爾騰山群、中新元古界渣爾泰群與下二疊統大紅山組火山巖的接觸帶上，低值主要分布于華力西期輝長巖印支期花崗巖區，其它為背景區。成礦元素Cu、Zn分布與中新元古界渣爾泰群、太古宇色爾騰山群及一些基性火成巖有關，有七個異常帶，分別是東升廟北東 60°異常帶、狼山口北東 50°異常帶、庫倫補隆-道老都廟高值帶、克布東西向異常帶、海流圖東西向玄武巖異常帶、小井子玄武巖異常帶和巴彥布拉溝北西315°帶狀高值區等。Pb高值區、異常區與酸性巖分布有關，存在成礦的專屬性。Au、Ag、Hg分布規律性較差，常在小范圍內急劇變化。Au分布的高值區有大柳樹、陜達古廟、薩音呼都格、卓斯毛勒、紅峰牧場、查干陶勒蓋、巴彥布拉溝等地。它們大多與中基性侵入巖、石英脈、或者與太古宇色爾騰山群變粒巖有關。Cd分布與 Mo、W 有相同的特征，也是在中酸性侵入巖與下二疊統大紅山組的接觸帶上，Sn分布高值區與花崗巖分布、巴彥布拉溝輝長巖有關。

3 隱伏巖（磁性）體的識別方法及預測結果

3.1 隱伏巖（磁性）體的識別方法

由于構成地殼的不同地質體的巖石組成、礦物成分、結構特征等方面存在差異，從而產生巖石物理化學性質的差異，這種差異可通過不同物理性質的地質體所反映的地球物理場來反映。在覆蓋區應用航磁、航放信息圈定的隱伏磁性體和隱伏巖體，是在對航磁、航放綜合解釋的基礎上，結合區域地質資料進行的。

航磁信息不僅能夠反映淺部信息還能夠反映較深部的信息。另外航磁可以區分磁性差異較大的侵入巖體和地層，如基性超基性（強磁性）巖體、規模較大的酸性巖體（弱磁性）及其巖體外圍的蝕變帶、地層中強磁性層位及火山巖區，尤其在覆蓋區可利用航磁資料圈定隱伏巖體。航放主要反映的是地表和近地表的信息，一般能夠較為準確的反映淺層地質體的邊界。而巖性填圖以淺部填圖為主，所以在巖性填圖過程中，對淺層地質體盡量用航放資料填出。主要利用了航放總計數率等值線和剖面平面圖，結合鉀、鈾、釷含量等值線圖。全區侵入巖體的航放總計數率差異明顯，利用航放資料圈定巖體的界線效果較為明顯。

3.2 隱伏巖（磁性）體預測結果

根據航磁和航放資料在巴彥淖爾－包頭中新生代覆蓋區共圈定隱伏巖體或隱伏磁性體 53片。其中利用航磁資料推斷隱伏巖體45片，推斷隱伏磁性層位6片，推斷隱伏火山巖區1片；利用航放資料推斷隱伏巖體1片。

3.2.1 航磁圈定隱伏巖（磁性）體 位于測區北部川井-桑根達來盆地，航磁異常多為橢圓形正磁異常，呈北東和北西向展布，異常展布方向與區域構造方向一致，推斷為沿構造侵入的中性、中基性侵入巖形成的磁異常；位于烏拉特中旗南部的海流圖盆地，航磁異常為不規則的橢圓狀正磁異常，地面檢查時在航磁異常區域見零星出露的閃長巖，故推斷該區域的異常是由隱伏的閃長巖引起。其它航磁推斷隱伏巖體分布在工作區北部的桑根達來坳陷區。

在新寶勒格盆地，根據航磁異常推斷圈出隱伏磁性體。異常呈東西或北東向展布的橢圓狀正磁異常，其異常形態和展布方向與出露的白云鄂博群的磁性層尖山組十分類似，故推斷該異常為隱伏的白云鄂博地層中的磁性層所引起（圖1）。

位于烏拉特前旗大佘太以東的佘太川地區，航磁異常為東西向展布的帶狀或橢圓狀正異常。據 1︰20萬區域礦產資料介紹，1965年地質隊鉆井檢查異常，在管家窯子鉆探250m左右見含釩鈦磁鐵礦的角閃輝長巖脈。因此認為該區域的磁異常為沿色爾騰山南緣深大斷裂侵入的基性巖脈引起的異常（圖2）。

3.2.2 航放圈定隱伏巖體 利用航放推斷的隱伏巖體位于毛呼都格。地表被第四系和新近系地層覆蓋，航放顯示為一圓形高場，與異常附近西側出露的二疊紀花崗巖航放特征十分類似，故推測該航放高場為被淺覆蓋的二疊紀花崗巖所引起（圖3）。

4 結論

（1）本文利用航磁、航放資料在巴彥淖爾－包頭地區中新生代覆蓋區內圈定隱伏層體 53片，其中利用航磁資料推斷隱伏層體52片；利用航放資料推斷隱伏巖體1片。對篩選覆蓋區的有利磁異常找礦區段具有重要意義。

（2）利用航磁、航放資料進行巖性填圖與傳統意義上的地質填圖方法相比有其獨特的優越性，填圖成果對比成礦認識，尤其是對淺覆蓋區的成礦環境評價有重要的指導意義。豐富了區域地質信息，為在覆蓋區尋找隱伏礦、巖石出露區尋找盲礦提供參。

1 熊盛青.發展中國航空物探技術有關問題的思考[J].中國地質，2009，36 (6)：1366～1374

2 張維宸，劉建芬，謝連文，等.利用航磁數據推斷隱伏(半隱伏)巖體[J].東華理工大學學報(自然科學版)，2008，31(4)：349～356

3 鄭廣如，喬春貴，劉英會.高精度航磁資料圈定隱伏巖體的效果[J].物探與化探，2003，27 (1)：18～22

4 趙玉巖，吳燕岡， 郝立波，等.利用航磁數據識別淺覆蓋區地質體的方法研究[J].物探化探計算技術，2008，30(2)：125～127

5 潘啟宇，沈鴻章，李文國，等.內蒙古自治區區域地質志[M].北京：地質出版社，1991

6 李文國，李慶福，賀希格等.內蒙古自治區巖石地層[M].武漢：中國地質大學出版社，1996