淺談新疆鄯善縣黑尖山銅（鐵）礦地球物理特征與找礦

張兆杰，王小龍

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)大隊(duì)，新疆 吐魯番 838204）

1 研究區(qū)大地構(gòu)造特征

工作區(qū)位于哈薩克斯坦－準(zhǔn)噶爾板塊（I）準(zhǔn)噶爾微板塊（II）覺(jué)羅塔格晚古生代溝弧帶（III）。覺(jué)羅塔格晚古生代溝弧帶（III）以雅滿蘇斷裂為界可分劃為雅滿蘇島弧帶（Ⅳ）和康古爾海溝帶（Ⅳ），工作區(qū)即位于雅滿蘇島弧帶（Ⅳ）內(nèi)。

1.1 覺(jué)羅塔格晚古生代溝弧帶

雅滿蘇島弧帶：南以阿其克庫(kù)都克斷裂為界，北以雅滿蘇斷裂為界，屬覺(jué)羅塔格地層小區(qū)。帶內(nèi)出露地層主要為下石炭統(tǒng)雅滿蘇組、上石炭統(tǒng)土古土布拉克組（C2t）、第三系桃樹(shù)園組。石炭紀(jì)海相鈣堿性火山巖極為發(fā)育，巖石類型主要有玄武巖、安山巖、英安巖、凝灰?guī)r、火山角礫巖。侵入巖發(fā)育，主要為晚石炭世花崗巖類。其巖石化學(xué)類型為鈣堿性，成因類型為I型。石炭系普遍發(fā)生區(qū)域變質(zhì)，變質(zhì)程度為低綠片巖相綠泥石帶。帶內(nèi)礦產(chǎn)豐富，主要金屬礦產(chǎn)為金、銀、銅、鉛鋅、鐵，成因類型主要為巖漿熱液型、火山巖型。駱駝峰鐵礦、維權(quán)銅銀礦、維山銀銅礦、紅山梁銅礦、紅柳溝鉛礦、維東鉛鋅礦均產(chǎn)于該帶中；其控制著區(qū)內(nèi)銅、多金屬礦產(chǎn)的分布。

康古爾海溝帶：位于雅滿蘇斷裂和康古爾斷裂之間，屬秋格明塔什—黃山地層小區(qū)。帶內(nèi)出露地層主要為下石炭統(tǒng)苦水組、上—下石炭統(tǒng)干墩巖組和第三系桃樹(shù)園組。秋格明塔什—黃山韌性剪切帶主體從此通過(guò)。帶內(nèi)巖石地層總體上發(fā)生了強(qiáng)烈韌性變形，原生層理普遍被糜棱面理強(qiáng)烈置換。

帶內(nèi)礦產(chǎn)主要為金、銅，成因類型為韌性剪切帶型和巖漿熱液型,小尖山銅礦、雅北金礦及黃尖包金礦點(diǎn)就位于其中；其控制了區(qū)內(nèi)金礦產(chǎn)的分布。

1.2 卡瓦布拉克-星星峽中間地塊

內(nèi)出露主要地層為長(zhǎng)城系星星峽群、薊縣系卡瓦布拉克組地層。

阿其克庫(kù)都克斷裂帶及其以南的中天山地塊內(nèi), 侵入巖形成的構(gòu)造背景復(fù)雜，存在多旋回多成因侵入巖。根據(jù)侵入巖的野外地質(zhì)關(guān)系、成分演化規(guī)律以及系統(tǒng)的鋯石U-Pb SHRIMP測(cè)年結(jié)果，工作區(qū)內(nèi)共劃分了中元古代、晚元古代、早泥盆世、早石炭世、晚石炭世共5個(gè)時(shí)代-演化系列，22個(gè)巖石單元。

侵入巖與內(nèi)生金屬礦產(chǎn)關(guān)系密切，沿阿奇克庫(kù)都克深大斷裂南北兩側(cè)分布有大量的不同時(shí)代的侵入巖，它是形成礦產(chǎn)的成礦母巖。巖漿中富含F(xiàn)e、Cu、Ag、Pb、Zn、Au等成礦元素，在巖漿侵入之后的不同階段形成不同的礦產(chǎn)。早期階段，含F(xiàn)e、Cu的中高溫巖漿熱液在斷裂破碎帶中充填交代形成中高溫巖漿熱液型銅鐵礦，如突出山鐵銅礦；中期，含Cu、Ag、Pb、Zn的中溫巖漿熱液在斷裂破碎帶中充填交代形成中溫巖漿熱液交代型銅、銀、鉛、鋅礦，如吉源銀鉛礦；晚期晚期，含Au中低溫巖漿熱液在斷裂破碎帶中或充填形成石英脈型金礦或交代形成蝕變型金礦，如黃龍山金多金屬礦等。

2 區(qū)域地球物理特征

該區(qū)物探的重、磁綜合場(chǎng)具大致呈南北分帶、近東西向展布的特征，主要異常帶對(duì)區(qū)域大型線形構(gòu)造及區(qū)域巖漿巖帶的分布反映明顯。表現(xiàn)出層次分明、南北分區(qū)和較清晰局部分帶的物理場(chǎng)面貌。區(qū)域上斷裂和不同礦產(chǎn)的分布特點(diǎn)顯示著不同種類礦產(chǎn)與重、磁場(chǎng)的相互關(guān)系與內(nèi)在的控制因素。

2.1 布格重力異常特征

由1∶20萬(wàn)重力場(chǎng)特征可知，北部重力高區(qū)場(chǎng)值變化大，南部低緩區(qū)場(chǎng)值變化小。康古爾大斷裂為一明顯的東西向重力梯級(jí)帶，長(zhǎng)約180公里，寬約10公里，重力值由南向北急劇上升，梯度南北方向每千米變化最大可達(dá)2.0×10-5m/s2，重力場(chǎng)特征反映出康古爾重、磁同高異常帶基底埋深較淺，據(jù)區(qū)域重力反演資料顯示該區(qū)低殼平均厚度較薄，約為39-40Km，斷裂北部上升，南部下降，斷層的垂向落差1.5公里。說(shuō)明康古爾斷裂帶為一深大斷裂構(gòu)造帶，主要由分布康古爾斷裂以南的低密度火山碎屑巖地層和分布于大草灘斷裂以北的高密度基性火山雜巖密度過(guò)渡帶引起的。土屋、延?xùn)|、福興、翠嶺、赤湖等銅礦床均分布于該梯度帶上。

康古爾大斷裂以南重力場(chǎng)與北部的重力場(chǎng)特征完全不同，布格重力值在120-170×10-5m/s2，沒(méi)有明顯的重力梯級(jí)帶，較為復(fù)雜。表現(xiàn)為場(chǎng)值低緩，等值線稀疏多成扭曲狀，其方向有北西、北東及近南北向等，在等值線寬緩部位出現(xiàn)有局部重力高和重力低異常。

根據(jù)已知礦產(chǎn)的位置和其重力場(chǎng)特征推斷：重力梯級(jí)帶中的局部等值線疏緩、彎曲、重力高處是找礦有利部位；低緩異常中的局部重力高異常邊部是成礦有利部位；等值線扭曲的邊緣部位是成礦有利部位。

2.2 磁場(chǎng)及磁異常概況

工作區(qū)以北即康古爾塔格斷裂帶北部為大面積正異常帶，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在100－600nT,形態(tài)較規(guī)則，其中有的局部異常值可高達(dá)1000 nT，大草灘深大斷裂與康古爾斷裂之間對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)的梯度帶，主要由分布康古爾斷裂以南的低磁性火山碎屑巖地層和分布于大草灘斷裂以北的高磁性基性火山雜巖磁性過(guò)渡帶引起的。帶內(nèi)多期次侵入中基性巖造就了一系列的串珠狀磁異常。土屋、延?xùn)|、福興、翠嶺、赤湖等銅礦床均分布于該帶上。區(qū)域重、磁場(chǎng)反映出康古爾塔格斷裂帶具有重、磁同高、同低的異常特征。

康古爾斷裂與阿其克庫(kù)都克大斷裂之間形成了中部的負(fù)背景磁場(chǎng)區(qū)帶，磁場(chǎng)強(qiáng)度大多在-100 — -200nT間變化。對(duì)應(yīng)巖性為低磁性的溝弧帶火山碎屑巖地層，負(fù)磁區(qū)中沿次級(jí)構(gòu)造帶侵入一系列的基性巖體形成了一系列的串珠狀正磁異常，這些磁異常分布在工作區(qū)的北邊部，亂石頭磁異常就是其中之一。雅滿蘇斷裂、紅山梁、紅柳溝、彩西、瓏北、雙龍等均位于該區(qū)帶中。

阿奇克庫(kù)都克斷裂為正異常帶，磁場(chǎng)強(qiáng)度一般在100－500nT,其中有的局部異常值可高達(dá)1000nT，反映了沿阿奇克庫(kù)都克深大斷裂南側(cè)大面積分布有中基性－基性的侵入巖及沿?cái)嗔逊植嫉幕裕噪s巖體。

工作區(qū)即位于該正磁異常帶中，異常表現(xiàn)為南北底、中間高，呈近東西向沿阿奇克庫(kù)都克斷裂延伸。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的紅云灘鐵礦、百靈山鐵礦、黑尖山銅（鐵）礦、路白山鐵礦等均分布于該帶內(nèi)。

該區(qū)物探的重、磁綜合場(chǎng)具大致呈南北分帶、近東西向展布的特征，主要異常帶對(duì)區(qū)域大型線形構(gòu)造及區(qū)域巖漿巖帶的分布反映明顯。表現(xiàn)出層次分明、南北分區(qū)和較清晰局部分帶的物理場(chǎng)面貌。區(qū)域上斷裂和不同礦產(chǎn)的分布特點(diǎn)顯示著不同種類礦產(chǎn)與重、磁場(chǎng)的相互關(guān)系與內(nèi)在的控制因素。

3 研究區(qū)地球物理特征

3.1 研究區(qū)巖石物性特征

磁鐵礦密度最大，常見(jiàn)值為3.80 g/cm3，石英斑巖密度最小，常見(jiàn)值為2.52 g/cm3，其它巖石密度中等，常見(jiàn)值為2.76-2.86 g/cm3。磁鐵礦磁性最強(qiáng)，磁化率常見(jiàn)值為42538×10-6×4πSI，鈉長(zhǎng)霏細(xì)斑巖和含磁鐵礦輝綠玢巖為甚高磁性，磁化率常見(jiàn)值3552和2809×10-6×4πSI，凝灰?guī)r為弱磁性，磁化率常見(jiàn)值852×10-6×4πSI，石英斑巖為無(wú)磁性。工區(qū)除鈉長(zhǎng)霏細(xì)斑巖和凝灰?guī)r外，其余巖性的剩磁大于感磁。

含磁鐵礦輝綠玢巖、石英斑巖和凝灰?guī)r屬高阻，視電阻率常見(jiàn)值在10135-16207Ω·m 之間變化，磁鐵礦和鈉長(zhǎng)霏細(xì)斑巖屬低阻，視電阻率常見(jiàn)值為8884和7403Ω·m。

磁鐵礦視極化率最高，常見(jiàn)值為12.9%，凝灰?guī)r、石英斑巖視極化率中等，常見(jiàn)值為2.05%和1.24%，鈉長(zhǎng)霏細(xì)斑巖、含磁鐵礦輝綠玢巖視極化率最低，常見(jiàn)值為0.89%和0.20%。

3.2 磁場(chǎng)及磁異常特征

3.2.1 平面特征

研究區(qū)磁場(chǎng)總體呈不規(guī)則面狀展布，正值區(qū)主要分布在研究區(qū)中北部和南部，負(fù)值區(qū)在中南部。中北部正磁區(qū)磁場(chǎng)較寬緩、強(qiáng)度中等，最大幅值為1363nT，地表主要對(duì)應(yīng)華力西中期二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、鈉長(zhǎng)霏細(xì)斑巖巖；南部正值區(qū)強(qiáng)度大，幅值最大為5444nT，地表對(duì)應(yīng)下石炭統(tǒng)雅滿蘇組C1y2-2tf凝灰?guī)r地層巖。

以1000nT為背景，在正值區(qū)劃分出五個(gè)高磁異常。異常中最主要的是C13-1 、C13-2號(hào)異常，其中C13-2號(hào)異常與地面L1礦體對(duì)應(yīng)，經(jīng)驗(yàn)證C13-2為礦致異常，C13-1強(qiáng)磁異常見(jiàn)到厚大磁性體，全鐵品位10%,沒(méi)有達(dá)到工業(yè)品位。其它三個(gè)異常分布在研究區(qū)西北部磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)較弱，幅值在1200-1400nT之間，地表對(duì)應(yīng)地表為二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖、鈉長(zhǎng)霏細(xì)斑巖、輝綠玢巖，輝綠玢巖，由于研究區(qū)含礦凝灰?guī)r磁性最強(qiáng)，不能排除地下有含礦巖層的可能。

3.2.2 重點(diǎn)異常特征

C13-1異常呈北東52°分布于研究區(qū)的東南角，異常極值為5444nT，異常曲線剖面上南陡北緩，具有明顯的疊加異常特征。為研究異常特征，以異常中心為中心，垂直異常走向切一條剖面，剖面方位308°，長(zhǎng)400m。異常體用磁鐵礦體參數(shù)，圍巖用凝灰?guī)r參數(shù)進(jìn)行反演。

后經(jīng)鉆孔601驗(yàn)證，孔內(nèi)未見(jiàn)到理想的礦體，為什么未見(jiàn)礦，可以通過(guò)磁測(cè)井結(jié)果來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

（1）ΔZ、ΔH＇曲線在30-76m段呈寬緩的正、反“C”型加κ高值組合異常特征，ΔT⊥矢量族凌亂。通過(guò)對(duì)厚大異常的內(nèi)磁場(chǎng)理論值計(jì)算ΔZ=8670nT，實(shí)測(cè)平均ΔZ=9000nT，兩者ΔZ值基本一致。上述分析說(shuō)明異常不是側(cè)旁異常，而是孔內(nèi)見(jiàn)到的厚磁性體引起。

（2）地面異常的解釋。研究區(qū)孔內(nèi)巖石磁化率分布特征見(jiàn)圖4-5，圖中ZK601孔內(nèi)巖石磁性背景值最高，磁鐵礦化凝灰?guī)r磁性大于其它孔內(nèi)的磁性,也是最高，如果不考慮ZK801、ZK1301孔的薄層礦體磁性，那么ZK601孔磁性是研究區(qū)最高的地方；從磁測(cè)井結(jié)果看，井內(nèi)磁性可三個(gè)層次，分別為高磁化率層、中低磁化率層、背景磁化率層，其平均值分別為24500、16122、12693×10-6×4πSI。

4 找礦成果

黑尖山銅（鐵）礦床產(chǎn)于下石炭統(tǒng)雅滿蘇組第二巖性段，巖性為一套淺-中等程度變質(zhì)火山碎屑巖-火山巖組合。結(jié)合本次地球物理特征分析新發(fā)現(xiàn)L2號(hào)脈礦體。L2號(hào)脈位于L1號(hào)脈的西南邊。

通過(guò)地表槽探工程和深部3個(gè)鉆孔控制，共圈定1個(gè)磁鐵礦體,編號(hào)為L(zhǎng)2；礦體主要有用組分為磁鐵礦。特征描述如下。L2為原生礦體，由ZK801一個(gè)鉆孔控制，推斷礦體長(zhǎng)度大于200m，向東西未封閉；控制礦體斜深90m，走向34°，傾向南，傾角60°，向深部厚度變小、品位變化不大。礦體單工程真厚度7.01m，平均厚為7.01m；單工程TFe品位7.43-32.94×10-2，平均品位23.43×10-2。

礦石結(jié)構(gòu)主要為他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造。細(xì)脈-團(tuán)塊狀構(gòu)造：磁鐵礦以他形-半自信粒狀巖巖石裂隙面呈細(xì)脈、團(tuán)塊狀分布。

5 結(jié)論

總結(jié)了研究區(qū)磁異常特征，認(rèn)為不能以異常強(qiáng)弱確定礦體；研究區(qū)劃分了5個(gè)磁異常，經(jīng)驗(yàn)證C13-2為礦致異常，C13-1為礦化異常；研究區(qū)磁測(cè)井孔旁和孔底一定范圍內(nèi)沒(méi)有磁性強(qiáng)、規(guī)模大的磁性體；ΔZ、ΔH＇尖峰狀正、反“C”型異常加κ尖峰高值異常對(duì)應(yīng)薄層礦體；ΔZ、ΔH＇寬緩正、反“C”型異常加κ寬緩高值異常對(duì)應(yīng)厚層磁性體；依據(jù)研究區(qū)磁性特征結(jié)合ZK601孔中的磁異常正演擬合結(jié)果，證實(shí)地面強(qiáng)磁異常是由孔中控制磁性體引起，無(wú)旁側(cè)、底部磁性體。