低空航磁在牛苦頭礦區尋找矽卡巖型鉛鋅多金屬礦中的應用

李雙龍，張歡歡，陶汝略，李加多，吳錦榮，張永軍，王新雨

（1．青海鴻鑫礦業有限公司，格爾木 816099；2. 北京礦產地質研究院有限責任公司，北京 100012）

青海祁漫塔格地區位于東昆侖造山帶中西段，目前已成為我國中西部最重要和最具找礦潛力的矽卡巖多金屬成礦帶，引起了學者們的廣泛關注（豐成友等，2011；徐國端，2011；張愛奎，2012；王新雨等，2020）。

牛苦頭矽卡巖型鉛鋅多金屬礦位于祁漫塔格成礦帶中東段，目前礦區主要有三個探礦權區，分別為M1磁異常區、M4磁異常區和M2磁異常區（以下簡稱為M1、M4和M2）。目前M1、M4磁異常區已探明Pb+Zn儲量逾115萬噸，其中M1磁異常區已投產，M4磁異常區已完成勘探工作，而M2磁異常區處于普查階段。

相對于M1和M4，M2科學研究及找礦勘查工作程度均較低，制約著M2磁異常區找礦的突破。前人研究表明，礦區鉛鋅多金屬礦與鐵礦密切共生（李加多等，2019；王新雨等，2020），所以磁法找礦是牛苦頭礦區探尋鉛鋅礦的一種有效途徑，低空航空磁測具有精度高、信號強等特點，屬于一種綠色而又先進的工作手段（陳炳錦等，2017）。本文通過對牛苦頭礦區進行的1:1萬低空航空磁測工作，劃分磁異常區，預測隱伏構造。通過對M2磁異常區三維磁性體的反演，推測M2磁異常區磁性體產狀及成礦中心，通過鉆探驗證低空航磁數據反演的可靠性，為M2磁異常區開展地質找礦工作提供較為可靠的地球物理依據。

1 礦床地質特征

礦區出露地層主要為寒武紀-奧陶紀灘間山群碳酸鹽巖和第四系（圖1）。寒武紀-奧陶紀灘間山群碳酸鹽巖地層分布較廣，巖性主要為大理巖夾灰巖和條帶狀灰巖，為一套淺海相碳酸鹽巖沉積。礦區的構造以NWW-SEE向構造為主，NE向斷裂次之。NWW向斷裂屬于昆北斷裂的次級斷裂。礦區巖漿巖類型復雜，包括花崗閃長巖、二長花崗巖、鉀長花崗巖、花崗二長斑巖、似斑狀花崗巖、石英閃長巖等。

圖1 牛苦頭礦區地質簡圖（據王新雨等，2020）

牛苦頭M1、M4鉛鋅礦床礦體類型主要為矽卡巖型層狀或脈狀礦體，這些礦體主要產于層狀矽卡巖中，其中鉛鋅礦的賦礦矽卡巖類型主要為錳鈣鐵輝石黑柱石矽卡巖、錳鈣輝石矽卡巖、石榴子石錳鈣鐵輝石矽卡巖、黑柱石錳鈣輝石矽卡巖以及黑柱石矽卡巖中。M2礦段目前已發現的鐵多金屬礦體（共24條），均為單工程或單剖面控制，礦體規模一般較小，且較分散。

M2礦體按礦種主要可分為含鉛鋅硫鐵礦體，含硫鐵鉛鋅礦體。含硫鐵鉛鋅礦體位于00線剖面上部，呈陡傾脈狀，嚴格受硅鈣面控制，為熱液和矽卡巖型兩種成因。含鉛鋅硫鐵礦體為矽卡巖成因，主要表現為硫鐵礦體呈團塊狀、稠密浸染狀分布于鉆孔底部矽卡巖中，整體礦體產狀為脈狀。鉛鋅礦體賦礦矽卡巖類型主要為透閃石-陽起石矽卡巖，磁黃鐵-磁鐵礦體賦礦矽卡巖類型主要為透輝石、石榴子石矽卡巖。

圖2 實測ΔT航磁異常圖及異常編號

2 航磁異常反演和解釋

2.1 航磁異常平面特征

航磁測線數115條，線距100m，方向南北向。平均飛行高度65米，測區西南部個別地山區最大離地高度大于100米。平均偏航距2.15米。GPS靜態定位精度：平面0.55m，高程0.80m。

日變站點坐標為X：31412865，Y：4106881。基本場T0為54012.99nT。

航磁測量總精度為4.20nT。

測區地磁要素為：

磁傾角：56.65°

磁偏角：0.6166°

磁場強度：53861.4nT

經各項改正后，實測航磁ΔT異常平面特征見圖2，根據平面異常特征，劃分了九個高磁異常，編號從M1到M9。

9個航磁異常中，M1，M2，M4對應前人所做的地磁高磁異常，編號相同，另外重新劃分出M3，M5，M6，M7，M8，M9六個高磁異常，每個磁異常的平面位置如圖2所示。

2.2 航磁構造解譯

航磁構造解譯依據的是化極后的ΔT異常等值線分布格局和方向導數異常圖。

M2磁異常南部NWW-SEE走向的陡傾條帶狀異常梯度帶，解譯出一條NWW-SEE向的大的構造帶F2，在地質工作中也明確發現了一條NWW-SEE向分布的構造巖漿巖帶（就是前述的“以M2的zk0003、zk2801、zk02”一線及其延長線）與此梯度帶相對應（圖2）。

F2斷層向北西延伸（圖2），從M1和M5間穿過后，異常等值線扭曲，推斷有NWW-SEE走向的斷層F4存在，并錯斷F2斷層，與地質所解譯出的“牛苦頭礦區同時受NWW-SEE走向的斷層和NE-SW走向的斷層聯合控制”的認識一致。

M2異常南東弱異常帶明顯向北錯動，推斷有一條斷層F5存在，將F2個F1錯斷。

M4異常北側等值線急劇變化，推斷了F3斷層（圖2），在地表有明確的反映（GPS N36°58′13.53″E92°06′1.93″點處出現的陡崖和密集的劈理帶）。NE-SW走向的斷層由GPS N36°58′10.90″E92°06′02.63″所見到了一系列密集排列的NE-SW向劈理所反映出來。

M6和M2異常北側等值線梯度帶線性展布，推斷有F1斷層，由于地表第四紀較厚，也沒有相關鉆孔資料，所以需要再做工作進行地質驗證。

2.3 航磁異常三維反演

采用UBC軟件對航磁異常進行三維定量反演。水平剖分網格50m，垂直網格25m，海拔深度從955m到3780m。

圖3 是實測異常平面圖和反演結果模型的理論正演異常剖面圖的對比，兩者一致，說明反演是收斂的，反演結果是可信的。反演成果給出了各異常源中心的空間位置。靶區的確定將參考三維反演數據成果。

圖3 可以看到M1、M4、M2分別對三個形狀大小不同的高磁異常，M1和M2的異常值較高，M4的相對較低，推測是M1相對M4礦體賦存深度較淺的原因，M4的磁異常源可能是淺部和深部礦體共同導致，但淺部礦體已盡數遭受剝蝕。

從圖3中可以看到M2的異常范圍大于M1和M4，埋深較M1和M4都大，呈陡傾狀，傾向北，從三維反演結果來看，磁異常在深度上賦存于2400～3000m強度最大，橫坐標上主要分布在15線到48線之間，在7線～32線強度最大，縱坐標上主要分布在ZK0002～ZK0007之間，在ZK0005～ZK0007之間異常強度最大。雖然近期在24線施工一個鉆孔見礦效果不好，只見有薄層的鉛鋅多金屬礦體，但作為M2磁異常強度最大的位置，該區域仍值得探索。目前0線是M2工作程度最高的位置，也是見礦相對最好的位置，而在0線附近南東方向工作程度較低，圖3顯示在7線位置仍有較好的磁異常顯示且異常深度相對較淺，磁異常挾持于M2區兩個主要斷裂F1和F2之間，考慮到斷裂和成礦巖體的緊密關系，因此可以考慮在該處布置一些工程。

圖3 實測異常平面（上）和反演模型理論異常平面（下）對比圖

3 鉆探驗證情況

M2實 際 鉆 孔 查 證 情 況 為：00線 鉆 孔ZK0005、ZK0009、ZK0004、ZK0008、ZK0006鉆孔清晰揭露了F1斷裂的存在。而ZK0003、ZK0002、ZK0001鉆孔則清晰揭露了F2斷裂的存在。07線施工鉆孔ZK0701鉆孔在400m附近處出現破碎強烈的斷層泥，為F1斷裂在鉆孔深部的體現。

根據M2磁異常區00線、07線地質剖面以及航磁反演剖面可以看出，磁性體夾持于F1與F2斷裂之間，磁性體邊部靠近F1斷裂處為低溫鉛鋅礦化（ZK0004、ZK0006、ZK0008 500m–520m處），中心為高溫磁黃鐵礦化、磁鐵礦化，孔位大致位于ZK0005和ZK0009之間。

推測的磁性體深度位置在2400-3000m深度，經00線鉆探驗證，矽卡巖、硫化物礦石（化）均集中在600-1200m左右，海拔相當于2400-3000m深度。

因此，航磁異常反演大致推斷出了控礦構造F1、F2斷裂、礦體賦存深度、成礦中心位置。

4 結論

通過1:10000低空航空磁測工作，對牛苦頭礦區的深部隱伏構造及地質體進行評價。共得出以下三條結論：

（1）根據航磁平面特征，在牛苦頭礦區共劃分了9個航磁異常、5條斷層。

（2）M2的異常范圍大于M1和M4，埋深較M1和M4都大，磁性體呈陡傾狀，傾向北。礦化中心15線到48線之間，在7線～32線強度最大，縱坐標上主要分布在ZK0002～ZK0007之間，在ZK0005～ZK0007之間異常強度最大。磁性體夾持于F1與F2斷裂之間，埋深在2400-3600m左右。

（3）經鉆探后得到驗證，低空航磁尋找鉛鋅礦石是一種極其有效的手段。牛苦頭礦區1:10000低空航空磁法測量為M2磁異常區開展地質找礦工作提供較為可靠的地球物理依據。