低空高精度磁測(cè)方法在未知區(qū)找鐵的應(yīng)用
——以柬埔寨羅文真穹隆為例

牛聰聰，張雪亮，趙俊宏，寧庚陳，張志慶

中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004

0 引言

物探方法（尤其是磁法）找鐵已經(jīng)是比較成熟的一門技術(shù).在遼寧鞍山及查馬屯鐵礦、四川轱轤及攀枝花鐵礦、內(nèi)蒙古黃崗梁鐵礦、福建馬坑鐵礦、安徽寧蕪鐵礦、湖北大冶鐵礦等礦床，無論在礦床地質(zhì)研究還是找礦預(yù)測(cè)方面，均開展過較為系統(tǒng)的磁法工作［1-10］.

隨著“一帶一路”合作倡議的提出，對(duì)國(guó)外礦山的研究也越來越深入.柬埔寨羅文真地區(qū)屬于上丁省－百威夏－暹粒成礦區(qū).在找礦方法上，肖振宙［11］利用低空航磁結(jié)合化探原生暈、疊加暈的方法在百威夏棕櫚山金礦空白區(qū)取得了較好的找礦效果；牛聰聰?shù)龋?2-13］針對(duì)羅文真穹隆廣大地區(qū)，提出了“地質(zhì)＋遙感＋物探低空＋物探地面磁測(cè)、激電＋地質(zhì)調(diào)查找鐵礦”的方法集成.在成礦研究上，邱成貴［14］對(duì)羅文邦德銅礦的研究認(rèn)為銅礦體賦存在閃長(zhǎng)玢巖中，經(jīng)后期巖漿熱液的上升、充填交代形成脈狀礦體；戴開明［15］對(duì)百威夏龍山金礦的研究認(rèn)為礦床定位于中酸性火山弧成礦亞帶，礦體呈脈狀產(chǎn)于花崗（閃長(zhǎng)）巖體中，并根據(jù)礦物組合特點(diǎn)劃分了3個(gè)成礦階段；黃敦杰等［16］在對(duì)百威夏羅文鐵礦的研究中認(rèn)為成礦受火山口、火山頸控制，屬火山－次火山巖型鐵礦.

我國(guó)低空磁法運(yùn)用在鐵礦勘查已較為成熟［17-21］，而柬埔寨基礎(chǔ)地質(zhì)工作程度較低，加上森林覆蓋、第四系發(fā)育，礦產(chǎn)勘查難以做到快速評(píng)價(jià)，因此高精度的磁法測(cè)量成為主要的填圖和找礦手段.本研究依托國(guó)外風(fēng)險(xiǎn)勘查基金項(xiàng)目，運(yùn)用動(dòng)力三角翼低空磁測(cè)技術(shù)，對(duì)羅文真穹隆內(nèi)大范圍鐵礦進(jìn)行快速評(píng)價(jià)，取得了較好的找礦效果.

1 區(qū)域地質(zhì)背景

羅文真地區(qū)處于南海－印支地塊中部，中三疊世印支運(yùn)動(dòng)使巖層發(fā)生變形，伴隨巖漿的底劈作用，在柬埔寨北部形成了一條軸向近東西疊加北西向的穹隆褶皺構(gòu)造帶［12］.穹隆呈近東西向近橢圓狀分布，長(zhǎng)約200 km，寬約50 km（圖1）.區(qū)域內(nèi)泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系廣泛發(fā)育，其中上石炭統(tǒng)—二疊系地層為羅文真地區(qū)鐵礦的主要賦礦層位.該套地層巖性以沉積相砂巖、灰?guī)r和噴出相安山巖為主.區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，富含鐵質(zhì)的印支—燕山期侵入的中酸性巖漿或直接分異成礦，或在與富鈣質(zhì)圍巖的接觸帶交代成礦［16］.

圖1 羅文真穹隆地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖（據(jù)文獻(xiàn)［12］修改）Fig.1 Geological structure sketch map of Rovieng Cheung dome area（Modified from Reference［12］）

從元古宙到新生代，本區(qū)經(jīng)歷了數(shù)次大地構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖漿侵入活動(dòng)，使得該區(qū)構(gòu)造極為復(fù)雜.在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期，地質(zhì)作用為成礦物質(zhì)的聚集及礦床的形成創(chuàng)造了極為有利的條件，其中印支期及燕山期是研究區(qū)最重要的兩個(gè)成礦時(shí)期.主要的礦種有鐵、銅、鉛、鋅、鎢、鉬、錫、金.羅文真穹隆地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鐵礦有格高（Gygoye）礦床、鐵山（Iron Mountain）礦床、石山（Rock Mountain）礦床、龍土（Longtu）礦床、諾東山（Nuodongan）礦床、基來（Kilai）礦床、窩高崗（Nest Goldkorn）礦床、塔拉（Tara）礦床；銅金礦有柯瓦（Kova）礦床、棕櫚山（Palm Hills）礦床.

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

羅文真穹隆地區(qū)出露地層主要為上石炭統(tǒng)—二疊系（C3—P）雜砂巖、含礫粉砂質(zhì)泥巖、灰?guī)r、安山巖和第四系（Q）鐵質(zhì)膠結(jié)砂礫巖、有機(jī)浮土沉積物.因土層大面積覆蓋，且厚度較大，構(gòu)造行跡多被掩埋，在地表難以發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造多由鉆孔巖心破碎帶特征進(jìn)行推測(cè).區(qū)內(nèi)侵入巖活動(dòng)非常強(qiáng)烈，其中最主要的是印支晚期和燕山期巖漿侵入活動(dòng).各礦區(qū)地質(zhì)特征見表1.

表1 羅文真穹隆地區(qū)各鐵礦區(qū)地質(zhì)特征表Table 1 Geological characteristics of iron orefields in Rovieng Cheung dome area

2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)鐵礦石主要為粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、他形束狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)，集合體多呈團(tuán)斑狀、脈狀、針狀、掃把狀、束狀.原生構(gòu)造主要為致密塊狀、稠密浸染狀、稀疏浸染狀、角礫狀及條帶浸染狀.礦體地表露頭主要受到強(qiáng)烈的機(jī)械風(fēng)化，局部伴有一定程度的化學(xué)風(fēng)化，呈碎塊狀、顆粒狀及蜂窩狀.

2.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變類型比較多，最普遍的為綠泥石化、硅化、碳酸鹽化和黃鐵礦化，其他蝕變?yōu)榫G簾石化、膏巖化、絹云母化、石榴子石化.與成礦關(guān)系密切的為黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化和石榴石化.

3 高精度磁測(cè)應(yīng)用

研究區(qū)范圍面積大，約為200 km2，大多為原始森林覆蓋，常規(guī)地面勘查方法效率低.本次研究采用動(dòng)力三角翼滑翔機(jī)為低空磁測(cè)載體，按照1∶1萬比例尺進(jìn)行磁測(cè)掃面，以期達(dá)到快速評(píng)價(jià)的目的.

3.1 磁性參數(shù)特征

研究區(qū)內(nèi)共采集物性測(cè)試標(biāo)本65塊，磁參數(shù)測(cè)定儀器為質(zhì)子磁力儀.巖、礦石磁性特征見表2.

從表2可以看出，區(qū)內(nèi)磁鐵礦體的磁化率與圍巖有明顯的差異，赤鐵礦磁性較弱，比磁鐵礦低一個(gè)數(shù)量級(jí)，表層普遍分布的鐵質(zhì)礫巖具弱磁性，侵入巖類（閃長(zhǎng)巖、花崗巖、閃長(zhǎng)玢巖）具有弱磁性.磁測(cè)圈定的異常高值區(qū)可以作為靶區(qū)圈定的直接標(biāo)志.

表2 羅文真地區(qū)巖、礦石磁性參數(shù)表Table 2 Magnetic parameters of rocks and ores

3.2 有效性評(píng)價(jià)

選取羅文真地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的格高鐵礦床作為低空磁測(cè)有效評(píng)價(jià)區(qū)，并與工程揭露礦體情況進(jìn)行對(duì)照（圖2）.

圖2 格高鐵礦地面與低空磁測(cè)等值線圖對(duì)比Fig.2 Comparison of contour map between ground and low-altitude magnetic surveys of Gygoye iron deposit

（1）異常解釋

磁測(cè)結(jié)果顯示，地面磁測(cè)顯示是以負(fù)異常為主、正負(fù)伴生的復(fù)雜變化異常區(qū)，異常強(qiáng)度高，梯度大，ΔT曲線跳躍，場(chǎng)值一般在-20 411～+7 882 nT之間.出現(xiàn)負(fù)磁異常的原因是，在斜磁化背景下，很多異常中心都會(huì)與磁性體發(fā)生偏離的現(xiàn)象，在磁測(cè)勘探理論上，ZasinI+HacosIcosA=ΔT為測(cè)線垂直走向的二度體ΔT異常的主要計(jì)算方式［22］.

從公式特點(diǎn)來看，I、A代表磁性角，只有在磁性角為0°和90°時(shí)，在磁性體的正上方存在著ΔT異常中心.ΔT異常在中高緯度地區(qū)的垂直分量構(gòu)成部分主要為Za，反映了正異常為ΔT的主要異常情況.這種異常形態(tài)的解釋，經(jīng)常在中高緯度地區(qū)使用.在低緯度地區(qū)，水平磁化為低緯度區(qū)域磁性體的主要磁化環(huán)境，ΔT異常在低緯度區(qū)域水平分量Ha構(gòu)成了ΔT的主要異常.所以，負(fù)異常為低緯度區(qū)域ΔT的主要異常特征，伴生異常為正異常，且一般在負(fù)異常的極值區(qū)域中會(huì)存在礦體.由于工作區(qū)地處低緯度地區(qū)，觀測(cè)所得的磁場(chǎng)形態(tài)以負(fù)異常為主，伴生多個(gè)正異常，這種以負(fù)異常為礦體中心的結(jié)果也與前人在柬埔寨菩薩省布蔑地區(qū)、Oyadao地區(qū)磁測(cè)結(jié)果一致［23-24］.

（2）異常對(duì)比

低空磁測(cè)顯示與地面磁測(cè)異常基本一致.通過鉆探工程發(fā)現(xiàn)鐵礦體2個(gè)，與異常較為吻合，確定磁異常為礦致異常.物探高磁測(cè)量對(duì)本區(qū)磁鐵礦的反映是有效的，低空高精度磁測(cè)方法在本區(qū)異常反映良好，基本可以代替地面磁測(cè)加以運(yùn)用.

3.3 找礦預(yù)測(cè)

根據(jù)磁異常分布結(jié)合地質(zhì)和遙感解譯構(gòu)造，初步圈定了12個(gè)找礦預(yù)測(cè)區(qū)，其中4個(gè)為一級(jí)找礦靶區(qū)（編號(hào)為A-1、A-2、A-3、A-4），8個(gè)二級(jí)靶區(qū)，并對(duì)一級(jí)找礦靶區(qū)開展了地面高精度磁測(cè)（圖3）.綜合分析異常特點(diǎn)后開展了少量槽探工程驗(yàn)證，其磁異常及地質(zhì)驗(yàn)證情況見表3.

圖3 羅文真穹隆預(yù)測(cè)靶區(qū)磁異常疊合圖Fig.3 Superimposed map of magnetic anomaly in the predicted target of Rovieng Cheung dome area

表3 靶區(qū)磁異常特征及地質(zhì)驗(yàn)證情況Table 3 Characteristics of magnetic anomaly and geological verification in target areas

4 結(jié)論

（1）羅文真穹隆地區(qū)鐵礦與圍巖磁性差異明顯，動(dòng)力三角翼低空磁測(cè)系統(tǒng)與地表磁測(cè)相比具有抗干擾、效率高的特點(diǎn)，尤其是在大范圍森林覆蓋或沼澤區(qū)域找鐵，具有明顯優(yōu)勢(shì).

（2）低空高精度磁測(cè)方法在羅文真研究區(qū)內(nèi)找鐵取得了良好的效果，共圈定找礦預(yù)測(cè)區(qū)12個(gè)，其中一級(jí)靶區(qū)4個(gè)，地表槽探工程驗(yàn)證為礦致異常，為下一步工作的重點(diǎn)方向.