井中三分量磁測在青海尕林格鐵多金屬礦的應用

王永國，汪鐘蓮，李 暖，吳小波

青海省有色地質礦產勘查局地質礦產勘查院，青海西寧810000

井中三分量磁測在青海尕林格鐵多金屬礦的應用

王永國，汪鐘蓮，李 暖，吳小波

青海省有色地質礦產勘查局地質礦產勘查院，青海西寧810000

尕林格鐵多金屬礦區為戈壁荒漠，第四系覆蓋層厚度在120～200 m之間，鉆探工程后進行三分量井中磁測是最為直接的尋找井底、井旁等盲礦體的方法.通過對尕林格礦區鉆孔的三分量井中磁測資料分析，深入研究ΔZ、ΔH′曲線及ΔT′矢量的變化規律，在尋找鉆井四周和深部隱伏的礦體，科學指導布設鉆孔減少鉆探工作量，以及指導鉆孔施工進度，提高見礦命中率，取得了良好的效果.三分量井中磁測在礦區已經成為必不可少的方法之一.

三分量井中磁測；ΔZ；ΔH′；ΔT；鐵多金屬礦；隱伏礦體；青海尕林格

0 引言

三分量井中磁測技術在找礦方面的應用，顯示了井中磁測在地球物理應用領域的優勢［1］，在劃分鉆孔剖面上的磁性巖體或礦體以及勘探井旁或井底含磁性礦物與磁性礦物關聯的隱伏礦體方面提供了強有力的工具。井中磁測可以提供周圍一定空間范圍內磁性地質體空間分布和空間磁場變化等資料，是普查勘探磁鐵礦床和含磁性礦物多金屬礦床的一種有效的井中物探方法.

尕林格鐵多金屬礦是1975年由原青海省物探隊在檢查航磁M512異常時發現的，隨后用鉆探工程驗證，并同時進行了三分量井中磁測.通過三分量井中磁測資料分析，證實了航磁M512異常為磁鐵礦引起的異常推斷.從2002～2013年，青海省有色礦勘院在礦區做過大量工作，已經達到勘探階段，三分量井中磁測多達200口鉆井，發現隱伏礦體10余條，經過實踐證明，三分量井中磁測在尋找井底、井旁隱伏礦體中有不可替代的作用.

1 研究區地質簡介

尕林格礦床是位于柴達木盆地西南祁漫塔格斷褶帶，主要以鐵為主，共伴生有鈷、銅、鉛、鋅等多元素的多金屬礦床，前人工作發現7個鐵礦礦群.研究區出露地層主要為早古生界灘澗山群一套基性火山巖組、碳酸鹽巖組和碎屑巖組，其中主要有泥硅質巖、透輝石巖、大理巖.礦區巖漿巖活動強烈，巖漿巖以中基性火山巖-次火山巖為主，其次為酸性-中酸性侵入巖.礦體頂板為泥質硅質巖或者大理巖、透輝石巖、蝕變礦化中基性火山巖，底板為蝕變礦化中基性火山巖或透輝石硅質巖、夕卡巖.圍巖蝕變強烈，蝕變類型復雜，先后疊加，主要有火山噴流-沉積作用和后期夕卡巖化熱液疊加形成的火山噴流-巖漿熱液疊加改造型礦床??青海有色礦勘院.青海省格爾木市2011年尕林格礦區地質報告.2011..

本區有規模的礦床與奧陶紀灘澗山群有關，礦床類型多為噴流-沉積改造型，少數為夕卡巖型.從成礦規律來看，鐵礦成礦時間在早古生代，成礦物質來源于上地幔；灘澗山群火山噴流（汽）-沉積成礦系統發育，噴流-沉積改造型礦床占主導地位；本區華力西、印支—燕山期的中-酸性侵入巖在成礦作用上提供了物源和熱能，并對前期形成的礦床進行疊加改造.成礦作用所特有的規律是：鐵礦在前，銅礦次之，鉛鋅最后.

2 地球物理特征

從表1可以看出，該區磁鐵礦具強磁性，磁黃鐵礦次之，圍巖均顯示弱磁或無磁性.因此，本區利用磁法尋找磁鐵礦具有良好的地球物理前提.

表1 尕林格礦區磁物性測定統計表

3 鉆孔中三分量磁異常解釋及工程驗證

1）三分量井中磁測能夠劃分出磁鐵礦層和其他地層.

對尕林格Ⅳ礦區鉆孔ZK14605三分量井中磁測ΔZ、ΔH′和ΔT′曲線進行分析（圖1），從630～650 m，ΔZ、ΔH′曲線呈鋸齒狀變化，并正負相伴.其中ΔH′最大值為16369.99 nT，最小值為-28437.6 nT；ΔZ最大值為17502 nT，最小值為-34536 nT；ΔT′矢量呈無規律的發散狀.結合巖性分析，主要是由磁鐵礦礦石、磁黃鐵礦、磁鐵礦夕卡巖所引起的.ΔZ、ΔH′曲線底部沒有正負開口，說明井底沒有磁性體富集.

圖1 尕林格Ⅳ礦區ZK14605三分量磁測曲線圖Fig.1 Three-component magnetic survey curves of ZK14605 drill hole in Galiner No.Ⅳore block

由圖1結合地質編錄可以看出，三分量磁測井數據曲線呈鋸齒狀變化，地層為含磁鐵礦礦石區域，進而有效地與不含磁鐵礦地層區分開來.綜上所述：三分量井中磁測根據ΔZ、ΔH′曲線及ΔT′矢量的變化能較為客觀地劃分出磁鐵礦層，并且結合深度標尺計算出磁鐵礦層厚度.

2）三分量井中磁測能夠發現很好的旁側異常.

為在尕林格Ⅵ礦區尋找新的鐵礦體，在272線根據以往經驗布設鉆孔ZK27201，在底部609.3～619.1 m處發現一條磁鐵礦夕卡巖帶.為了判斷磁鐵礦夕卡巖帶的方位，進行了三分量井中磁測.通過對ΔZ、ΔH′曲線和ΔT′矢量分析（圖2），在460～570 m之間，△H′曲線呈反“S”形，ΔZ曲線呈正“C”形，ΔT′矢量在450～ 500 m呈有規律的發散狀.ΔT′矢量反向延長線相交于一點，證明井旁異常存在，推斷磁性體在相對于鉆孔的北、北東、北西側，應用半極值法計算在ZK27201孔旁50 m左右，埋深大約510 m??青海省有色地質礦產勘查局地質礦產勘查院.2011年尕林格物探工作報告..根據ZK27201孔三分量曲線分析結論，在 ZK27201孔北側 50 m布置ZK27203孔，在476 m處見到磁鐵礦體，厚度達30 m，礦體品位為35%.由此得出，根據ΔZ、ΔH′曲線的形態變化規律及ΔT′矢量的發散與收斂首先能判斷是否有井旁磁性異常存在并推斷出相對于鉆孔的方位，其次能進一步應用半極值法大致計算出距離鉆孔的距離及深度.

3）三分量井中磁測能夠發現井底異常.

圖2 尕林格Ⅳ礦區ZK27201三分量磁測曲線圖Fig.2 Three-component magnetic survey curves of ZK27201 drill hole in Galiner No.Ⅳore block1—三分量磁測ΔZ曲線（ΔZcurve）；2—三分量磁測ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5-鉆孔及編號（drill hole and code）

井中磁測對礦體下部延伸的情況有很強的反映能力［2］.在Ⅰ礦區173線布設鉆孔ZK17301，鉆孔未見礦.通過對地面和鉆孔資料的分析，布設了鉆孔ZK17304，在鉆孔鉆進到689 m時仍沒有見礦.地質人員對是否鉆進不好判斷，于是對該井進行了三分量井中磁測井工作，從三分量測井曲線分析（圖3）：在563～6 84 m，ΔH′值逐漸增大，在563 m處ΔH′=375 nT，684 m處ΔH′=8494 nT，有正開口，且梯度較大；ΔZ曲線在563 m處ΔZ=1472 nT，且逐漸增加到最大值，在633 m處ΔZ=3061nT，然后逐漸減小，在684m處ΔZ=430 nT，說明梯度較大且存在喇叭口；ΔT′矢量有規律地向下且向同一方向收斂，其延長線線相交于一點，值逐漸增大，推測井底可能有磁性體富集，建議鉆探加深20～30 m.該鉆孔繼續施工后，在703 m處見到第一層礦體，隨后在721、737、742、758 m先后有見到4層磁鐵礦礦石層，共計見礦5層，累計厚度51 m，品位在40%，取得了滿意的地質效果.綜上可知：井中三分量磁測，根據ΔZ、ΔH′曲線在井底變化的梯度大小及正負開口情況及ΔT′矢量延長線（反相延長線）是否收斂于一點，從而判斷井底是否有磁性體富集，可達到指導是否繼續鉆進的目的.

4）井中三分量磁測在勘探期間確定圈邊孔位和推斷周圍是否還有磁性體存在，達到節約鉆探工作量的目的.

圖3 尕林格I礦區ZK17304三分量磁測曲線圖Fig.3 Three-component magnetic survey curves of ZK17304 drill hole in Galiner No.Iore block1—三分量磁測ΔZ曲線（ΔZ curve）；2—三分量磁測ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5-鉆孔及編號（drill hole and code）

在Ⅱ礦區64號勘探線上鉆孔ZK6401，在450～ 560 m發現厚大的磁鐵礦層.進行井中三分量磁測分析（圖4），ΔH′、ΔZ曲線在450～560 m處呈鋸齒狀無規律形態變化，ΔT′矢量呈發散狀，說明為該礦體引起的磁異常.為了追索該礦體，在ZK6401南側50 m布置ZK6402號孔，進行井中三分量磁測，在520～550 m處，ΔH′、ΔZ曲線呈鋸齒狀變化，結合地質編錄此處為磁鐵礦體引起的磁異常，并且在460～560 m處ΔH′呈反“S”形，ΔZ呈正“C”形，推測礦體在相對于鉆孔的北、北東、北西側，運用半極值法計算得到礦體大致在鉆孔的北東側50 m處，埋深510 m.證明ZK6402號孔為礦體的南部邊緣，由此圈定出礦體南面邊界.為了追索該礦體北面延伸，在 ZK6401號孔北面50 m布設ZK6403號孔，結合地質編錄在480～490 m處有磁鐵礦分布.進行井中三分量磁測，在400～490 m處ΔH′呈正“S”形，ΔZ呈正“C”形，推測礦體在相對于鉆孔的南、南東、南西側，運用半極值法計算得到礦體大致在鉆孔的南西側45 m處，埋深445 m.由此推斷ZK6403號孔為礦體的北部邊緣，圈定了礦體的北面邊界.綜上所述：ZK6402及ZK6403號孔確定礦體為北東傾板狀體，并圈定了礦體南面和北面邊界，沒有必要追索該礦體，起到了節約鉆探工作量的目的.

圖4 尕林格II礦區173線剖面三分量磁測曲線圖Fig.4 Three-component magnetic survey curves of Profile 173 inGaliner No.IIore block1—三分量磁測ΔZ曲線（ΔZcurve）；2—三分量磁測ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5—鉆孔及編號（drill hole and code）

5）井中三分量磁測不僅可以發現遠離鉆孔的強磁性鐵礦，也可以用來發現與磁黃鐵礦、磁鐵礦物有共生關系的有色金屬、貴金屬和稀有金屬等磁性較弱的礦床.

圖5 尕林格VI礦區ZK30606三分量磁測曲線圖Fig.5 Three-component magnetic survey curves of ZK30606 drill hole inGaliner No.VIore block1—三分量磁測ΔZ曲線（ΔZ curve）；2—三分量磁測ΔH′曲線（ΔH′curve）；3—三分量磁測ΔT′矢量（ΔT′curve）；4—磁鐵礦體（magnetite orebody）；5—星點狀磁黃鐵礦（sparkled pyrrhotite）；6—含鉛鋅礦夕卡巖（Pb-Zn-bearing skarn）；7—鉆孔及編號（drill hole and code）

在Ⅵ礦區為了驗證地面低緩異常，布設鉆孔ZK30606，鉆進到623 m時發現磁黃鐵礦有1 m厚.繼續鉆進，在636.83～637.35 m之間為磁鐵礦礦石，在653.05～656.91 m發現鉛鋅礦.通過三分量磁測井對ΔZ、ΔH′曲線和ΔT矢量分析（圖5），ΔZ、ΔH′曲線在220～286 m呈鋸齒狀變化.ΔZ最大值5743 nT，最小值-9220 nT；ΔH′最大值8737 nT，最小值-5937 nT，推測為磁性體的影響.結合地質編錄分析，此段分布星點狀、星團狀磁黃鐵礦.ΔZ、ΔH′曲線在520～540 m呈鋸齒狀變化，ΔZ最大值5034 nT，最小值-9541 nT；ΔH′最大值11109 nT，最小值-3769 nT.根據巖性分析，此段是由分布星點狀、星團狀磁黃鐵礦引起的.ΔZ、ΔH′曲線在610～630 m呈鋸齒狀變化.ΔZ最大值14764 nT，最小值-3490 nT；ΔH′最大值25272 nT，最小值5841 nT.結合巖性分析，此段為磁鐵礦引起的異常.在530～ 680 m，ΔZ曲線呈反“S”形，ΔH′呈反“C”形，推測有旁側異常，井旁盲礦推測在相對于鉆孔的北、北東、北西側.根據半極值法推測，磁性體大致埋深為640 m，距鉆孔30 m左右處.由于工作量限制，未能驗證該孔旁測異常.此孔為礦區找鉛鋅礦提供了新的方向.

4 結論

1）井中磁測屬于間接找礦，其異常大小僅取決于磁性礦物含量的多少和磁性體的規模大小，與有色金屬礦或金屬礦的大小及品味的貧富并沒有直接的關系，因此深入研究井中磁測的低緩異常是不可忽視的.

2）在有色金屬（或多金屬）礦的鉆孔中，要重視井中弱異常的研究，對于有些磁性較弱的有色金屬、貴金屬礦床，當埋藏較深時，已不能形成地面磁異常，但通過井中磁測能很好地發現未被鉆孔揭露的隱伏礦體.

3）井中磁測的最大優勢，是依靠鉆井工程能把測量探管放入地下深部接近目標體，靈敏地發現縱向礦體的存在，這是地面磁測的不足之處.其次未能揭露礦體的鉆井，可以通過井中三分量磁測得知井四周和底部相當大的范圍內是否有礦體存在.如發現有隱伏礦體存在，還可以知道礦體的空間位置.

4）磁鐵礦區或者含有磁鐵礦的金屬礦區均應開展井中磁測工作，特別是未見礦的鉆孔必須進行井中磁測工作.

［1］張麗霞.井中磁測技術發展述評［J］.工程地球物理學報,2007,4（4）: 375—379.

［2］王慶乙.高精度井中三分量磁測是礦山深部找礦的有效手段［J］.物探與化探,2009,33（3）:235—244.

WANGYong-guo,WANG Zhong-lian,LI Nuan,WU Xiao-bo

Institute of Geology and Mineral Resources Exploration,Qinghai Bureau of Nonferrous Metal and Geological Exploration,Xining 810000,China

The Galinger iron polymetallic orefield is located Gobi desert,covered by Quaternary layer of 120-200 meterthick.After the drilling project,three-component magnetic survey in boreholes is the most direct way to search blind orebodies in the bottom ofor nearby the holes.Based on the analysis of thethree-component borehole magnetic surveydata in the Galinger orefield,the authors research thechange rule of ΔZ and ΔH′curves and ΔT′vector.In the seeking oforebodies around the borehole and in the deep,this method is effective to guidethe distribution of drill holes scientifically and promote theprobabilityofpositivedrill hole.

three-componentmagnetic survey;ΔZ;ΔH′;ΔT′;iron polymetallic deposit;blind orebody;Galingein Qinghai Province

2014-04-04；

2015-03-28.編輯：張哲.

王永國（1985—），男，從事磁法和測井工作，通信地址青海省西寧市經濟開發區金和路36號，E-mail//qhxnwyg@163.com