北山地區地球物理特征及找礦方法介紹

蔡偉濤

（甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741025）

甘肅北山地區范圍：東達內蒙古自治區西部的弱水西岸，西南進入新疆羅布泊洼地東緣，南起疏勒河北岸戈壁殘丘，北達中、蒙邊境,面積8.8萬平方公里。區內人煙稀少，荒漠、戈壁廣布,但其自然資源豐富，找礦潛力巨大，最高海拔2583m，最低1000m，相對高差達1600m，山脈走向近東西。

地質構造上屬北山塊斷帶，由一系列雁行狀山脈組成。在寬平向斜中常有中生代沉積。火山巖和花崗巖的侵入普遍，有廣泛的接觸變質現象。在花崗巖侵入石灰系灰巖的接觸帶上，形成矽卡巖型銅、鉛、鋅等多種金屬礦床。在古老基底巖系中有鐵礦[1-3]。

1 區域礦產概況

北山地區金屬礦產資源主要以金、鐵和銅為主，其次為鉛、鋅、銀、稀有金屬；非金屬礦產資源以螢石和煤為主，其次為磷和菱鎂礦。建國以來，地質工作者通過對該區多種礦產的勘查與評價，先后發現各類金屬礦床91處如圖1所示。

結合其空間幾何分布形態和部分成礦作用特征，可大體分為以下7種類型[3-5]：斑巖型銅和鉬-金礦床（點）；矽卡巖型金、銅～鐵和鉛～鋅～銀礦床（點）；火山巖型金、鐵和銻礦床（點）；與花崗巖類深成侵入巖有關的金、鎢、錫和稀有金屬礦床（點）；與鎂鐵質侵入巖有關的鉻和釩～鈦～鐵礦床（點）；以變質巖為容礦圍巖金和鐵礦床（點）；沉積巖型錳、鐵和釩～磷～鈾礦床（點）。

2 地球物理特征

斑巖型銅和鉬-金礦床（點）在磁場特征上，由于斑巖銅礦成礦主巖屬酸性侵入巖，其磁性較低，因此斑巖銅礦床多處在正、負磁異常帶一側的負磁場中，同時由于斑巖銅礦體富含黃鐵礦、磁鐵礦等磁性礦物，因此礦（化）體往往引起不同程度的正磁異常。激發極化異常特征為非常明顯的高極化率，中-低視電阻率（有時高阻）異常。

圖1 北山地區地質礦產簡圖

矽卡巖型金、銅～鐵和鉛～鋅～銀礦床（點），鑒于礦石和礦化矽卡巖常富含磁鐵礦和磁黃鐵礦等磁性礦物，因此，其磁性大都較強，可引起較高的正磁異常，但也有少數礦床的礦石或礦化蝕變帶呈中等磁性。矽卡巖型金屬礦石和礦化矽卡巖均具有較高的極化率，致密塊狀礦石的電阻率明顯低于容礦圍巖，浸染狀礦石和氧化礦石與圍巖的電阻率差異不大。

火山巖型金、鐵和銻礦床（點），在磁場特征上，火山巖其磁性較高，礦化的話更高，因此礦（化）體往往處于正磁異常中的磁力高部位。激發極化異常特征為高極化率、中視電阻率異常。

與花崗巖類深成侵入巖有關的金、鎢、錫和稀有金屬礦床（點），中酸性巖體屬中弱磁性巖石，含礦體中含有少量磁性礦物，其磁性略高于圍巖。中酸性巖體位于古生界及新生界地層時，可形成局部高阻斷面，含金石英脈以具有中高阻和高極化為特征，相比之下，含金蝕變破碎帶具有中低電阻率和高極化的特征。

以變質巖為容礦圍巖金和鐵礦床（點）變質巖的磁性變化較大，但總體上大于石英脈，因此，石英脈上方對應低磁異常。變質巖和不含礦的石英脈電性特征為低極化率、高電阻率，含金石英脈屬高極化率和低電阻率地質體。

沉積巖型錳、鐵和釩-磷-鈾礦床（點）。沉積巖一般屬無磁、低極化率和高電阻率巖石，較為發育的閃長玢巖脈和輝綠（玢）巖脈呈中弱磁性和低電阻特征，含金礦（化）體蝕變破碎帶具低磁、低電阻率和高極化率特征。

3 方法介紹

針對北山地區成礦特點及地球物理特征，提出綜合應用磁法及激發極化法勘探。

磁法勘探遵循中國地質礦產行業標準DZ/T0071-93《地面高精度磁測技術規程》，激發極化法遵循DZ/T 0070-93《時間域激發極化法技術規定》。

3.1 磁法勘探

磁法勘探是利用地殼內各種巖（礦）石間的磁性差異來尋找有用礦產資源的物探方法。其野外工作流程有：工區測網布置，儀器一致性測定及評價，噪聲水平測定及評價，日變站選取及架設，基點選取即架設，逐點測量及質量價差。室內工作有：日便改正，曲線圓滑，磁異常等值線及化極延拓制作。

3.2 激發極化法

激發極化法是以不同巖、礦石激電效應之差為物質基礎，通過觀測和研究大地激電效應，來探查地下地質情況的一種方法。關鍵參數為視極化率，計算公式為

式中△U2是供電時間為T和斷電后t時刻測得的二次電位差，△U為一次電位差，極化率是用百分數表示的無量綱參數。

4 結論

北山地區礦產資源豐富，在磁法勘探掃面的基礎上，對重點異常區域開展激發極化法，最后結合實際資料解釋推斷。