磁法勘探在新疆鄯善恰特卡爾云海地區的應用

胡尊平 張靜 李大海 陶鵬飛 牛輝 劉超

摘? ?要：利用捷克PMG-2質子磁力儀，對新疆云海地區進行高精度磁法測量，獲取直接的磁異常數據。通過化極處理和不同高度延拓分析，圈定重點找礦靶區。據銅鎳礦與基性-超基性巖關系，進行間接找礦。經物性測量，本區基性-超基性巖和鎳礦種均具有磁性。銅鎳礦賦存于基性-超基性巖中，單一磁法原本不能解決問題，但從地質上考慮銅鎳礦與基性-超基性巖的產出關系，可利用高精度磁法實現間接尋找銅鎳礦。同時，對比分析礦區磁場特征，建立地質-地球物理找礦標志，進行找礦預測。在重點區段實施工程驗證，見礦率高，說明地面高精度磁法測量具有找尋銅鎳礦的可行性和有效性。

關鍵詞：地面高精度磁法;基性-超基性巖;銅鎳礦;三維立體圖;地質-地球物理標志;間接找礦

磁測方法在直接或間接尋找鐵磁性礦物上具有高效快捷特點，以鐵磁性礦物為目標屬于直接尋找，以與鐵磁性礦物相關的巖體為目標則屬于間接尋找[1-4]。在新疆鄯善縣云海工區內，據地質調查成果，銅鎳礦體主要賦存在基性-超基性巖體中?；?超基性巖經物性測量，具有較強的磁性，為通過高精度磁法測量間接尋找銅鎳礦體提供了先決條件。

1? 地質概況

云海研究區地層屬塔里木地層大區（圖1），北天山地層區南準噶爾北天山地層分區之覺羅塔格地層小區，以康古爾斷裂為界，以北主要出露下石炭統小熱泉子組、上石炭統底坎爾組，以南主要出露下石炭統苦水組、干墩組，上石炭統梧桐窩子組。下二疊統阿其克布拉克組在康古爾斷裂南北均有分布[5-8]。

礦區內出露地層為下石炭統小熱泉子組和干墩組（圖2）。小熱泉子組分布在調查區北部，康古爾斷裂北側（F5斷裂），主要為一套火山碎屑巖夾火山熔巖、沉積碎屑巖，變形變質較弱，發育石炭—二疊紀侵入巖。干墩組分布在調查區西南部康古爾斷裂南側康古爾韌性剪切帶中，主要為一套海相復理石雜砂巖建造，巖石變形、變質強烈。區內構造主要為與康古爾韌性剪切帶長期活動有關的斷裂。區內火山巖較發育，主要分布在康古爾斷裂以北地區，與康古爾斷裂走向一致。火山巖巖石種類較多，中性、基性均有出露，以中性火山巖為主，巖石類型以爆發相火山碎屑巖和噴溢相安山巖為主，火山地層與沉積地層互層產出。區內侵入巖超基性至酸性巖均有發育，侵入巖侵入下石炭統小熱泉子組，呈巖體、巖脈產出，中部云海巖體為雜巖體，超基性至中性巖均有發育，云海銅鎳礦即產于該巖體中，南部弓形山巖體主要為中性和基性侵入巖，超基性巖呈脈巖分布。

2? 質子磁力儀工作原理

本次高精度磁法測量工作所采用儀器為捷克PMG-2質子磁力儀，通過測量探頭中氫原子核旋進頻率測量地磁場的絕對值[9]。測量過程分為兩步：①供電。極化電流使探頭中液態碳氫化合物中的氫發生有序偏轉，極化時間隨電源電壓的下降不斷加長，可保證來自探頭的信號保持穩定，這個過程中探頭和低噪放大器保持斷開;②切斷電源。低噪放大器與探頭開始連接，來自探頭的信號被放大、過濾、整形、數字化處理。整個過程中，氫原子動作被記錄和處理，測得的頻率與被測磁場直接相關。被處理信號的振幅和衰減時間均可被測出，相關數據也同樣被記錄，整個測量過程由一個微機芯片控制，磁場強度和測量誤差都會顯示并記錄。

3? 工作布設及技術參數

本次調查采用100 m×20 m網度進行，測線方位角20°，測量總面積約10 km2，實測物理點5 147個，質檢879個點，質檢率17%，遠大于規范3%～5%的要求。磁測總精度±2.27 nT，達到設計規定（小于5 nT）精度要求。工作前后嚴格按規范進行儀器一致性、噪聲、探頭高度、主機一致性等開工和收工試驗，執行規范為《DZ-T0071-1993地面高精度磁測技術規程》。

4? 巖（礦）石磁性特征

調查區巖礦石磁性特征具弱磁（小于400×4π×10-6·SI）的主要有閃長巖、凝灰巖、安山巖（表1）。表現為中等磁性（小于1 000×4π×10-6·SI）特征的巖性主要有糜棱巖化橄欖輝長巖、晶屑凝灰巖、閃長玢巖、角閃輝長巖等;表現為強磁（大于1 000×4π×10-6·SI）特征的巖性主要為磁黃鐵礦化角閃輝石巖、角閃輝石巖、蛇紋巖、橄欖輝長巖。磁物性特征說明區內磁異常主要由基性-超基性巖引起，平緩的磁場為地層和酸性巖類的反應。巖石剩磁磁化強度小于感磁，感應磁場起主導作用。綜上所述，調查區基性巖漿巖具較強磁性，為本區強磁性體，與圍巖存在明顯的磁性差異。

5? 磁測成果及解釋推斷

利用Surfer軟件制作三維磁測等值線平面圖（圖3），突出顯示在不同地形起伏下正磁異常的形態特征。利用GeoIPAS軟件制作三維磁測上延拓立體圖（圖4），可清晰觀察到不同延拓高度下磁異常的變化情況。磁異常位置和輪廓可反映磁性地質體的位置和輪廓。磁異常軸向一般反映地質體或構造的走向，一般呈條帶狀或串珠狀的磁異常為構造引起，如圖3中NW向條帶狀高磁異常，為沿構造侵入的基性-超基性巖礦帶引起。在地質體出露和埋深較小的情況下，其磁性不均勻性常使異常發生起伏變化，磁異常強度和分布范圍隨埋深變化。

結合地質調查結果，圖4中所標識的云海銅鎳礦區磁異常為基性-超基性巖體的反應。從地質鉆孔上看，該異常由淺至深出露巖性依次為凝灰巖、閃長巖、角閃輝石巖和橄欖蘇長巖。巖石總體具中性→基性→超基性巖的過渡特征為巖漿分異型，見鎳礦，賦礦巖石為角閃輝石巖和橄欖蘇長巖，均為強磁性。結合圖4可知，由構造引起的條帶狀磁異常，隨著延拓高度的增加，磁異常值逐漸降低，可知其埋深和范圍不大。云海銅鎳礦區磁異常隨延拓高度的增加，降幅不明顯，說明地下磁性體在深部仍有延伸。

在云海銅鎳礦區沿39號勘探線方向（方位角24°）選取若干磁測異常數據進行反演處理。反演結果顯示（圖5），推測巖體范圍與鉆孔驗證巖體范圍基本一致，巖體為基性-超基性巖體，傾向為EW向緩傾，頂點埋深80 m左右。由此看出，磁測方法在找尋基性-超基性巖體方面具有較好的指示作用。

6? 結果驗證

結合地質成果，在云海銅鎳礦區布設26個鉆孔（圖6）。除西側ZK5501和正磁異常東側ZK2704、ZK2705鉆孔未見基性-超基性巖體，其余鉆孔均控制了基性-超基性巖體，驗證了巖體北傾的特征。結合鉆孔資料，基性-超基性巖主要礦化為黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、黃銅礦化，鈦磁鐵礦化等，礦石結構主要為他形粒狀-半自形結構、細粒結構，金屬礦物呈半自形板狀結構、他形粒狀結構、團塊狀。礦石構造主要為星散狀、浸染狀、斑雜狀、斑團狀、海綿隕鐵狀構造，細脈狀少見。金屬礦物常見磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦。鎳主要賦存在磁黃鐵礦中，磁黃鐵礦主要賦存于橄欖蘇長巖及未發生變形的角閃輝石巖中，含礦巖體與圍巖的物性差異，為磁測方法在間接尋找銅鎳礦方面提供了良好的基礎。下一步工作將在磁異常北西部繼續進行鉆孔驗證。

7? 地質-地球物理標志

地質標志? ①成礦區帶上已發現的礦床（點）在空間分布上規律明顯，從構造單元劃分看，北部小熱泉子礦帶為銅鋅、金礦帶，中部康古爾韌性剪切帶為銅（鎳）金礦帶，南部為金銀礦帶;②礦帶主體為康古爾韌性剪切帶，與康古爾斷裂及次級斷裂關系密切的巖漿型銅鎳礦也列入該礦帶。該礦帶北以康古爾斷裂為界，南為雅滿蘇斷裂;③目標礦體主要賦存在磁黃鐵礦中，磁黃鐵礦又主要賦存在基性-超基性巖體中，故可將基性-超基性巖作為勘探目標，多角度分析其分異演化期次、與圍巖接觸關系等，從而掌握目標礦種走向、埋深、形態等信息。

地球物理標志? ①在低緩的正常磁異常區出露小透鏡體狀的磁異常是對基性-超基性雜巖體的最好反應;②觀察基性-超基性巖體引起的磁異常形態，以點帶面，磁異?？臻g分布形態反映了磁性體狀態。采用多種處理方法，可得知地下磁性體埋深、產狀、走向情況。③本區成礦的基性-超基性巖一般埋深大，范圍較大，其引起的磁異常梯度變化不大，故寬緩的中高磁異常應予以重點關注[10-13]。

8? 結論

（1） 本區磁異常主要由基性-超基性巖引起，通過對磁異常分析處理，基本查明基性-超基性巖體的分布和空間特征。

（2） 化極后磁異常與礦體位置對應良好，正確反映了礦體在深部的產狀、走向等特征。

（3） 延拓后磁異常反映了礦體向深部延伸情況，為探礦工作部署提供了進一步指導。

（4） 通過物探圖與地質圖對比，得到調查區南部NW向延伸的磁異常與已知地質斷裂位置相吻合，說明磁測成果能有效反映本區域構造特征。

（5） 銅鎳礦賦存具有很強的規律性，建立一套地質-地球物理標志，對本地區進行找礦預測具重要意義。

參考文獻

[1]? ? 沈辰，王亮，王陸超.高精度磁測在大茅坪礦區間接找銅礦應用研究[J].科技經濟導刊， 2015（3）.

[2]? ? 余子昌.談直接找礦標志與間接找礦標志的關系[J].黑龍江科技信息， 2013（28）：35-35.

[3]? ? 孫莉芳，周蕾蕾.地面高精度磁測在王家大莊銅多金屬礦預查區的應用[J].西部探礦工程，2012（9）：145-148+150.

[4]? ? 丁發毅.地面高精度磁測在蒙古金屬礦預查中的應用[J]. 能源技術與管理，2019，44（2）：15-17，33.

[5]? ? 張小軍，田江濤，李大海.新疆鄯善縣恰特卡爾地區基性-超基性巖型銅鎳找礦模型及礦產預測[J].新疆地質，2018， （3）：45-51.

[6]? ? 唐秀靜.綜合物探方法在新疆恰特卡爾銅鎳礦勘查中的應用[J].世界有色金屬，2019，519（3）：291+293.

[7]? ? 李大海，田江濤.東天山路北銅鎳礦地質特征及巖石地球化學特征[J].新疆地質，2018，36（4）：423-428.

[8]? ? 楊萬志，任燕，田江濤，等.東天山路北銅鎳礦的發現及其意義[J].礦物巖石地球化學通報，2017（1）.

[9]? ? 管志寧.地磁場與磁力勘探[M].地質出版社， 2005.

[10]? 李英賓，謝明宏，張占彬，等.綜合物探方法在上杭盆地古石背地區鈾礦勘查中的應用[J].物探與化探， 2020，（6）：27-37.

[11]? 屈利軍、王慶、李波、姚偉. 綜合物探方法在湖南香花嶺礦田三合圩礦區深部成礦規律研究中的應用[J].物探與化探， 2020， （6）：57-65.

[12]? 柳建新，郭振威，童孝忠，等.地面高精度磁法在新疆哈密地區磁鐵礦勘查中的應用[J].地質與勘探， 2011.

[13]? 曹積飛.磁法在內蒙灰山超基性巖型銅鎳礦找礦中的應用研究[D].石家莊經濟學院， 2009.

Application of Magnetic Prospecting in Qatkar Yunhai Area，

Shanshan， Xinjiang

Hu ZunPing，Zhangjing，Li Dahai，Tao Pengfei，Niu Hui，Liu Chao

（Geological Survey Institute of Xinjiang，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract：The Czech pmg-2 proton magnetometer is used to conduct the high-precision magnetic measurement in Yunhai area of Xinjiang， and the direct magnetic anomaly data were obtained. The key prospecting target areas are delineated through pole reduction and extension analysis at different heights. According to the relationship between Cu Ni deposits and basic ultrabasic rocks， indirect prospecting is carried out. According to physical property measurement， both basic ultrabasic rocks and nickel ores are magnetic， while copper nickel ores occur in basic ultrabasic rocks. Single magnetic method can not solve the problem originally， but considering the occurrence relationship between Cu Ni deposit and basic ultrabasic rock， high-precision magnetic method can be used to indirectly detect the Cu Ni deposit. And also， the magnetic field characteristics of the mining area are compared and analyzed， the geological geophysical prospecting marks are established to predict the prospecting mine. Then the engineering application is carried out in the key sections for verification， and the ore finding rate is high， which shows the feasibility and effectiveness of the ground high-precision magnetic method in looking for copper nickel deposits.

Key words：Ground high precision magnetic method;Basic ultrabasic rocks;Copper nickel ore;Three dimensional stereogram;Geological and geophysical indicators;Indirect prospecting