地面高精度磁法在鎳礦上的應用

史貴兵　李喜彬

摘要：鎳礦主要產自超基性巖中，由于超基性巖中的磁性物質含量相對較高，理論上能通過地面高精度磁法測量能將其和圍巖進行區別，同時鎳金屬也具有磁性，故應用高精度磁法測量方法尋找鎳礦應是可行的。本文以內蒙古烏拉特后旗額布圖地區的硫化鎳礦為研究對象，介紹了地面高精度磁法在該鎳礦上的應用效果，分析了測區的磁場特征，得出了測區范圍內除礦區外無其它淺部硫化鎳礦存在的結論，能為其它超基性巖鎳礦的尋找提供一定的參考價值。

關鍵詞：地面高精度磁法；超基性巖；鎳礦

1. 引言

鎳金屬具有良好的機械強度和延展性，難熔、耐高溫，并具有很高的化學穩定性以及在空氣中不氧化等特征，已成為現代航空工業、國防工業和建立人類高水平物質文化生活的現代化體系中不可缺少的重要金屬。

由于鎳礦主要賦存于超基性巖中，而超基性巖與圍巖一般存在較為明顯的磁性差異，故通過地面高精度磁法測量尋找超基性巖鎳礦理論上是可行的。

2. 區域地質背景

測區出露地層較簡單，主要有下元古界寶音圖群、白堊系和第四系中下更新統等，區域褶皺與斷裂構造發育，巖漿活動頻繁，巖漿巖發育，是賦存礦產（多金屬）的有利地段。整個工作區硫化現象嚴重，現正在開采的鎳礦即為硫化鎳礦床。根據礦區出露的巖性特征，礦區主要由灰巖段（礦區南部，面積不大）與二云母石英片巖段（出露面積大，約占全礦區的四分之三）組成。

與礦體密切相關的超基性巖巖體主要受狼山弧形構造帶的次級構造控制，侵入于下元古界變質巖系中，屬華力西中期產物。該超基性巖體主要由橄輝巖、輝閃巖、滑石巖等巖石組成。含礦巖體呈透鏡體狀、近水平產出。地表出露形態基本完整，呈不規則的長方形、長軸方向為北西—南東向。

3. 工作技術方法

地面高精度磁法測量測線方位為南北向布設，測量網度為50m×10m，測量面積為1.2km2。測網布設采用手持GPS衛星定位儀進行定位測量，參與測量的GPS事先在礦區的控制點進行了校正和對比，確保了測量精度符合相關要求[1]。每天的測線觀測始于較正點，終于較正點。觀測時觀測人員必須“去磁”，即不能帶小刀，皮帶扣、鞋扣等磁性物品。地面高精度磁法測量參數為地磁總場（Ta），使用的儀器是G-856型高精度微機質子磁力儀，其測量精度為0.5nT，測量時一臺做日變觀測，另外兩臺進行剖面測量[2]。

4. 測區磁場特征

對采集的磁法測量數據進行各項改正后，減去背景值得到工作區的△T值。將得到的△T值經過柵格化處理，做出工作區的△T平面等值線圖如圖1所示。

縱觀工作區的△T平面等值線圖可以看出：測區的磁場值相對比較穩定，僅在礦山開采區域附近才出現了較大的變化范圍，故認為工作區的磁場特征能較好地反映工作區內超基性巖與圍巖的界限。

經統計，測區的磁場△T值變化范圍在-350nT～1450nT之間，平均值為34nT，最高值為1450nT，說明引起工作區磁異常的地質體面積可能相對較小，不足以引起工作區整體磁場的偏高或偏低。其中，礦山以外區域的磁場△T值變化范圍一般在-50nT～50nT，相對很穩定。結合地質情況分析認為：該平穩的磁場背景區主要是工作區內大量含黃鐵礦的石英片巖、花崗巖、斜長角閃巖等以及干涸的河道中較厚的覆蓋物的表現。△T值變化范圍相對較大的磁異常區域與礦山開采區域吻合較好，面積僅約0.03Km2，進一步說明了工作區內發現的磁異常不足以引起整體磁場的較大變化，其相對平穩的地磁場特征說明工作區內不存在其它能引起磁異常劇烈變化的磁性體。根據發現的磁異常形態以及異常區域的地質環境分析，異常區域內無其它較強磁性干擾地質體存在，所圈定的磁異常應大致反映了超基性巖的范圍。結合實際開采情況，礦坑內的超基性巖富含鎳礦，故認為所發現的磁異常應是鎳礦體的反映。

從圖1中可發現，測區內的磁異常范圍與礦坑周圍開采出的平臺范圍吻合較好（圖中綠色虛線區域）。磁異常區域主要有三塊，其中Ⅰ號和Ⅱ號磁異常區域都分布在現采礦坑范圍內（圖中紅色實線區域）。Ⅲ號磁異常區域在礦坑外，但實際工作中發現，Ⅲ號磁區域正好位于礦山堆積礦石進行粉碎的位置，范圍較小，異常強度也較小，推測該磁異常為堆積的礦石引起，無進一步勘探的意義。

現開采礦區部位的Ⅰ號和Ⅱ號磁異常區域皆呈北西—南東向。其中Ⅰ號磁異常區域范圍稍大，約100m×60m，異常值也相對較高，最高達到1424nT。Ⅱ號磁異常區域范圍較小，約80m×40m。從圖中還發現，Ⅰ號磁異常區域的西邊有較好負異常與其相接，說明Ⅰ號異常區域的礦體有向西延伸的趨勢。Ⅱ號磁異常區域的異常值較Ⅰ號區域弱，推測為礦體中所含的磁鐵礦、磁黃鐵礦、鎳金屬等磁性礦物相對較少所引起，現場開采表明Ⅱ號異常區域的礦石品位較Ⅰ號異常區域要低，說明了磁異常值的高低與礦石品位的高低可能存在正比關系，能為礦區下一步的開采工作提供一定的指導。

Ⅰ號磁異常區域和Ⅱ號磁異常區域中間夾著小范圍與背景磁場值相近的負磁異常，此與實際開采情況也較吻合，該區域的礦石品位低，基本已開采完畢。

綜合上述分析認為，工作區礦區以外地區的磁場△T變化小而穩定，是測區內第四系覆蓋區、灰巖段（礦區南部，面積不大）以及二云母石英片巖段（出露面積大，約占全礦區的四分之三）的磁場反映，除礦區外工作區其它區域不含基性巖或超基性巖。礦區內發現的Ⅰ號Ⅱ號異常區域的磁異常強度與鎳礦的富集程度及分布范圍聯系密切，二者之間可能存在正比關系，應引起重視。

5. 結論與建議

（1） 測區內的磁異常呈現出很強的規律性，范圍小且磁異常變化劇烈，異常區域與富含鎳礦的超基性巖體吻合良好，磁異常強度與鎳礦的富集程度和分布范圍存在密切聯系，能給予礦山下一步開采工作以有利的參考依據。

（2） 測區的整體磁場值相對較低且比較穩定，除礦山外未發現其它能引起磁異常劇烈變化的磁性體，說明測區范圍內除礦區外可能無其它淺部硫化鎳礦存在，建議下一步工作的重點仍然集中在礦山這一塊。

（3） 本次地面高精度磁法的應用效果相對較好，能為應用磁法勘探找尋超基性巖鎳礦提供一定的參考依據。考慮到本次的測量范圍較小，建議在以后的工作中擴大礦山周圍的磁法勘探范圍，以期有所發現。

參考文獻：

[1] 中國水利電力物探科技信息網，工程物探手冊，中國水利水電出版社，2011.

[2] 中華人民共和國地質礦產部，地面高精度磁測技術規程DZ/T 0071—1993，1993.

[3] 王昊辰. 物探綜合方法在多金屬礦勘查中的應用研究[J]. 西部資源， 2016（2）：22-24.