綜合物探方法在黑山梁鈧礦中的應用

謝宇飛

(甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000)

勘查區屬北山山系，為低山丘陵地形，海拔一般多在1500～1700m，最高1768m，最低1400m，相對高差一般小于50m，地形較平緩。

通過對黑山梁鈧礦區的大比例尺地質填圖、探槽揭露及鉆探深部驗證，鑒定結果大致確定了區內輝長雜巖體的類型為輝長巖、角閃輝長輝綠巖、斜長角閃石巖、角閃石巖、角閃輝石巖及橄輝巖六種。

依據探槽和鉆探化學樣分析，結合小體重樣分析結果，發現角閃石巖、斜長角閃石巖、角閃輝石巖及橄輝巖中鈧含量較高，品位在60-145.17×10-6之間。綜合分析，含鈧巖性主要為角閃石巖、角閃輝石巖，圍巖為中細粒輝長巖、角閃輝長輝綠巖。

1 區域地質背景

1.1 區域地質特征

區域地層隸屬塔里木—南疆地層大區，中、南天山—北山地層區，覺羅塔格—黑鷹山地層分區。區域出露地層主要為石炭紀掃子山組，第四系新近系廣泛分布，少量石炭紀白山組。石炭紀掃子山組總體為南傾的成層有序單斜層，馬鞍山向東到紅石山一帶由于韌性變形強烈，表現為成層無序。新生代地層分布廣泛，主要分布于梭梭泉南、北戈壁等地及山間、山前洼地和現代干河床中。

1.2 區域構造特征

勘查區地處西伯利亞板塊和哈薩克斯坦板塊結合地帶的紅石山板塊縫合帶；以紅石山—黑鷹山深大斷裂為界，北為西伯利亞板塊南緣加里東—華里西期島弧帶，南為哈薩克斯坦板塊明水—狼娃山晚古生代島弧帶。黑山梁—駱駝峰斷裂帶，主要由逆沖斷層組成，斷層面多傾向南，傾角較陡約60°～70°，帶內的石炭紀掃子山組發生強烈韌性變形。沿此斷裂帶分布的掃子山組基性火山巖發育。

勘查區內成礦條件良好，處在北西西向大斷裂帶中的黑山梁輝長雜巖體，在多期巖漿活動中，由于巖漿后期熱液分異作用和礦物質的再聚集，形成了富含鈧金屬的超鎂鐵質巖、角閃石巖和角閃輝石巖等。

2 應用實例

2.1 地球物理特征

區內巖石磁性特征：沉積巖除了變砂巖和硅質巖外均無磁性，一般沉積巖磁化率變化范圍κ=19～500×10-5SI。變質巖磁性特征由小到大為角閃片巖-石英片巖-斜長角閃石巖-蝕變輝長巖，由原巖為基性巖漿巖變質的蝕變輝長巖磁化率較大，平均值κ=3705×10-5SI。巖漿巖磁化率從小到大的順序是：閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖-石英閃長巖-角閃石巖-橄輝巖-角閃輝長巖-角閃輝石巖-輝石巖，總體上巖漿巖從酸性到基性磁化率是逐漸變大的，其中輝石巖幾何平均值κ=8297×10-5SI，可以引起較大的磁性異常[1]。

區內巖石極化率特征：沉積巖變砂巖和石英砂巖極化率比較低，極化率η=2%～4%之間。變質巖的極化率從小到大依次為斜長角閃石巖-角閃片巖-石英片巖-蝕變輝長巖，極化率η=2.2%～5%之間。巖漿巖的極化率從小到大依次為橄輝巖-輝長輝綠巖-輝長巖-角閃石巖-角閃輝長巖-輝石巖-角閃輝石巖，極化率η=2.5%～7.7%之間。

區內巖石密度特征：沉積巖變砂巖、石英砂巖和石英巖密度比較低，σ=2.65～2.72 g/cm3之間。變質巖蝕變輝長巖最高，σ=2.90～2.93g/cm3。石英片巖、石英巖密度較低，σ=2.65g/cm3。酸性巖漿巖花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖、花崗巖密度居中，σ=2.7～2.85g/cm3。區內基性巖漿巖輝長巖、角閃輝長巖、輝石巖、角閃輝石巖、角閃石巖、輝長輝綠巖的密度較高，σ=2.9～3.2g/cm3。

為配合異常解釋，對區內不同地段露頭處的各類巖（礦）石進行了系統的采集，并進行了磁化率、極化率及密度參數的測定(表1)。

表1 黑山梁物性參數表

可以看出，角閃輝石巖具高磁、高極化、高密度特性；角閃石巖磁性和極化率低于角閃輝石巖，且密度高于角閃輝石巖。與圍巖有著較為明顯的差異，通過多方法，多參數綜合解釋，確定有利成礦部位。

2.2 推斷解釋

為了快速圈靶區，在調查區布設1:1萬高精度磁測工作。圈定主要異常C-1(圖1)，呈等軸狀正負伴生異常，東西寬約1.1Km、南北寬約1.2Km，異常邊界與該處輝長雜巖體的范圍相合，異常值范圍-7880～6074nT。南部出現大面積的高幅值負異常,該區異常主要分布角閃石巖、斜長角閃石巖、角閃輝石巖、輝長巖、閃長巖等超基性、中-基性巖（脈）體。從磁異常形態、大小、正負分布特征及地質環境分析，推測該異常反映了下部存在侵入巖通道，異常也主要是由侵入巖攜帶的強磁性物質引起。

為了解釋引起高磁異常的原因，配合地質工作，在ZP剖面布設了1:2000的高精度磁測、重力、激電中梯、激電測深工作。根據磁異常曲線圈定出C1、C2和C3三個磁異常 (圖 2)。

210點～272點的高磁異常為輝長巖、輝長輝綠巖和角閃輝石巖共同引起。

C1磁異常位于241點～272點之間，異常形態不規則，最大場值與最小場值相差7000nT。C2磁異常位于205點～231點之間，異常曲線為跳躍幅度較小的齒狀，磁場最大值與最小值相差2500nT。C3磁異常位于188點～205點之間，異常場值最大值與最小值相差1500nT[2]。重力曲線可以看出，整條剖面的重力場值跳躍不大，在局部重力場曲線中圈定G1重力低異常，該異常位于188點～208點之間，異常形態為一個比較規則的場值變化平緩的契形。

激電中梯測量中圈定出JD-1低阻高極化激電異常。JD-1激電異常位于剖面190點～218點之間，視極化率曲線為一個形態比較規則的波狀，波峰兩側相對比較對稱，視極化率最大值為6%,視電阻率最小值為500Ω·M，結合激電測深斷面(ZP剖面測深斷面圖190-214點對應ZP剖面綜合圖190-214點)，DJS-1埋深不大，異常斷面為一個具有三個異常中心的似橢圓形，位于AB/2=40m～350m的區域，為一個封閉的低阻高極化異常，CS-1激電測深異常判斷巖體傾向為北西向(圖3)。分析綜合剖面圖和物性標本，經過物性測定變質砂巖的磁化率最大可達到56161×10-5SI，C1異常區域的斜長角閃片巖和閃長巖為弱磁性巖石，C1磁異常是由含磁鐵礦顆粒的變質砂巖所引起。

在C2和C3磁異常區域進行物性測量發現輝長巖磁化率2382×10-5SI，視極化率3.8%，且與C2位置相對應。角閃輝石巖磁化率1122×10-5SI，視極化率7.7%，且其密度比C3異常周邊的角閃石巖密度低[3]。

綜上所述推測C2磁異常是由輝長巖巖體所引起。C3磁異常、G1局部重力低異常和JD-1激電異常是由角閃輝石巖巖體所引起的。

3 結論

物探方法在金屬礦勘查中，主要利用含礦巖體和圍巖的物性差異，選擇適當的物探方法綜合分析，圈定礦體的位置及走向，能較好的反應礦區含礦巖體范圍，在深部礦產勘探中起著重要作用。

(1)在黑山梁地區，結合了地質和化探給出的指示，在角閃輝石巖、角閃石巖中鈧含量比較高，利用綜合物探方法尋找該巖性達到間接找礦的目的。

(2)高精度磁測圈定的磁測異常是尋找黑山梁鈧礦的重要標志，在甘肅黑山梁地區，注重高精度磁測高磁異常正負接觸帶的查證。

(3)通過大比例尺的高精度磁測、重力與激電、測深異常特征和翔實的物性資料，推斷異常的地質因素，綜合解釋引起異常的原因，減少多解性，為后續工作提供依據。