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(qū)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(qū)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(qū)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(fā)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(qū)域地質背景

1.1 區(qū)域地質特征

區(qū)域地層隸屬塔里木—南疆地層大區(qū)，中、南天山—北山地層區(qū)，覺羅塔格—黑鷹山地層分區(qū)。區(qū)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(qū)域構造特征

勘查區(qū)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(fā)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(fā)育。

勘查區(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)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(qū)內不同地段露頭處的各類巖（礦）石進行了系統(tǒng)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(qū)，在調查區(qū)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(qū)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(tài)、大小、正負分布特征及地質環(huán)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(tài)不規(guī)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(tài)為一個比較規(guī)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(tài)比較規(guī)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(qū)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(qū)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(qū)域進行物性測量發(fā)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(qū)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(qū)，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(qū)，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(xù)工作提供依據。