綜合物探方法在甘肅某銅鎳礦勘查中的應用

劉曉峰

（甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730050）

肅北縣大敖包溝銅鎳礦是經過踏勘和少量地質工作發現一定規模的超基性巖和較好的銅鎳礦化信息后開始勘查的。根據不同勘查階段的地質目的，首先在該區實施了1∶1萬地面高精度磁法，圈定了磁異常，推斷劃分了地質構造[1-3]；在鉆孔工作中，采用了井中磁化率和井中磁三分量測量，準確劃分了巖性，對井下、井旁盲礦（化）體起到超前預報的作用[4]。不同物探方法的有機組合，在該礦區找礦工作中取得了較好的應用效果，為該區和鄰區尋找同類礦床積累了經驗。

1 區域地質

該礦區位于敦煌復背斜南翼之紅柳峽-踏實河向斜褶皺帶中，出露地層除第四系全新統坡洪積外，全為前震旦系敦煌群。敦煌群分布于三個泉—踏實河大斷層以北，巖層褶皺強烈，軸向近東西向，且為數條南東東-北西西向斷層所切割，變質程度較深，混合巖化普遍。巖性主要由混合巖化片麻巖、片巖、大理巖組成。在構造上，工作區處于塔里木地塊和祁連褶皺帶復合交匯部位，其南緊鄰阿爾金斷裂。出露主要構造較簡單，為北西西向和東西向斷裂，兩條北西西向和一條東西向區域斷裂從工作區穿過，區內其他構造整體上受北西向區域構造控制，走向北西西向，傾向南西，傾角60°～80°。北北西向斷裂較發育，由一系列具有平移特征的逆斷層組成，是區內的主要控礦構造。工作區內見有基性、超基性巖成脈狀侵入，侵入體多與大理巖成互層狀產出，受斷裂構造控制明顯，巖性有輝長巖、橄欖輝石巖和輝石巖等。

調查發現，區內地表出露的基性、超基性巖體具有一定的礦化，含礦巖體走向北西西向，傾向南西，寬度在幾米至十幾米不等，沿走向斷續出露約2 km，含礦巖體順層侵入于大理巖中，地表與大理巖呈互層狀產出。巖石類型主要由輝長巖、輝石巖、橄欖輝石巖和輝石橄欖巖組成。早期民采老硐揭示了較好的鎳礦化現象，賦礦巖性主要是輝長巖、輝石巖和橄欖輝石巖，礦（化）體呈脈狀或透鏡狀產出。采樣分析結果顯示，含礦樣品Ni 品位在0.3%～0.87%，個別達1.43%，平均0.51%，Cu平均品位0.23%，含礦巖性主要是橄欖輝石巖、輝石巖和輝長巖。

2 地球物理特征

區內大理巖、斜長二云片巖、斜長角閃片麻巖、碎裂綠泥石化輝石巖、蝕變輝石巖（褐鐵礦化、鎳礦化）、蝕變輝長巖（蛇紋、滑石、綠泥石化）、綠簾片巖和蝕變橄欖輝石巖或輝石巖（綠泥、蛇紋石化）等巖石磁化率均較小，大理巖磁化率平均值僅為2.6×10-6SI；蝕變橄欖輝石巖或輝石巖（綠泥、蛇紋石化）相對較高，其最大值為2 529×10-6SI，平均值為1 404.9×10-6SI。上述巖石中，大理巖對該區磁場強度基本無貢獻；蝕變輝石巖（褐鐵礦化、鎳礦化）、蝕變輝長巖（蛇紋、滑石、綠泥石化）、綠簾片巖和蝕變橄欖輝石巖或輝石巖（綠泥、蛇紋石化）磁化率相對較高，當其具有一定規模后可在地表引起一定的磁異常，但引起磁異常強度相對偏低。

蝕變橄欖輝石巖磁化率最大值為99 637×10-6SI，橄欖輝石巖（含鎳黃鐵礦化、黃銅礦化）是區內磁化率最大的巖（礦）石，其平均值為18 411.4×10-6SI，最大值為49 459×10-6SI。這兩類巖石在地表完全能夠引起較高的實測磁異常，是引起本礦區高磁異常最主要的地質體。

3 物探工作及異常解釋

3.1 地面高精度磁測

通過研究區內地質資料，決定首先在該礦區進行1：1 萬地面高精度磁測工作，依據測線基本垂直于礦區主要構造、地層的原則布設測網，測線方位角為20°，網度為100 m（線距）×20 m（點距）。

從磁測成果來看（圖1），礦區以低值磁異常為主，地磁場變化平緩；測區東部主要以正值異常為主，西南以負值異常為主。全區異常極大值為751.3 nT，極小值為-526.2 nT，磁異常平均值為1.49 nT。礦區磁場整體為低緩磁異常帶，磁異常總體走向為NWW 向。地磁場在北東部及中南部表現為相對較高正磁異常，西南部則主要為相對平靜的負異常。結合測區地質資料及地表地質現象綜合分析，所圈定的磁異常雖然分布較為分散，但均受北西西向主斷裂構造及北北東向次級斷裂構造的控制。

圖1 磁異常△T剖面平面圖

在測區內推斷劃分了3 條NW-SE 構造帶，即F1、F2 及F3（圖2），其走向與地層方向基本一致，多處磁異常帶及出露礦點均分布在上述推斷構造帶上或是其周圍。推斷構造帶F2 為區內主控礦構造或導礦構造，推斷次級構造帶F1-1。該礦區圈定的有進一步工作意義的磁異常，如C3、C4、C5 及C6 均分布于次級構造帶與主構造帶交匯處及其周圍。

圖2 磁異常△T等值線平面圖

本次地面高精度磁測推斷劃分的NW-SE 構造F2，是本礦區重要控礦構造，磁異常C3和C4據其南北兩側。在F2 中偏東部存在沿構造走向展布的帶狀低強度負磁異常帶，該異常帶南部正負磁異常梯度帶和地表礦化露頭對應的超基性巖體能夠很好吻合，并以此梯度帶確定了一條礦化帶[5-8]。同時證明，磁法是該礦區通過尋找基性-超基性巖體而尋找銅鎳礦床的有效地球物理方法，反映基性-超基性巖體的帶狀磁異常是該礦區重要的間接找礦標志。

3.2 鉆孔查證異常及井中磁測

依據地面磁法成果，選擇磁異常C3利用鉆孔進行查證。經鉆孔驗證，在59.15～141.04 m 間發現6層銅鎳礦化超基性巖，最厚達5.08 m，最薄處為1.02 m。在該鉆孔鉆進到183.04 m 時，發現從166.6 至183 m間均為大理巖，再無礦化出現。為了更為深入了解和研究該處物探異常，追索已知礦體，同時為了準確劃分巖（礦）層，尋找和發現井旁、井下盲礦體，結合銅鎳礦化超基性巖的磁性易與圍巖區分的特征，對該鉆孔進行井中磁測。

井中磁測選擇參數為磁化率和磁三分量。磁化率的大小直接反映了巖（礦）石的磁性強弱，通過測定磁化率，分析和研究其值的大小和變化，可以劃分巖性界線。分析研究地磁場水平分量△H的變化及其正負開口方向，對井旁是否存在盲礦體及其賦存狀態作初步的推斷；地磁場垂向分量△Z對于井下盲礦體有“超前預報”的作用。

3.2.1 磁化率曲線特征及推斷

從10.02～59.15 m 段，厚度為49.13 m，曲線特征由上到下表現為無磁性或弱磁性平直規律。結合地質編錄，磁化率該段曲線反映了弱磁性的混合巖化片麻巖。59.16～78.79 m 段，厚度為19.63 m，磁化率κ值在40～245×10-4SI左右，磁化率曲線由上到下表現為較高磁性并具有急劇跳躍的特征。據地質編錄和物性標本測定，磁化率該段曲線正是銅鎳礦化超基性巖的反映。同理，78.80～157.52 m 段磁化率曲線呈小幅度跳躍特征，是具弱磁性的基性-超基性巖的反映；157.53～176.42 m 段磁化率曲線基本無跳躍，曲線平直，是基本不具磁性的大理巖的反映（圖3）。

圖3 井中磁測曲線及綜合地質解釋

3.2.2 磁三分量曲線特征及推斷

（1）水平分量。此處將磁三分量測井北向分量X 和東向分量矢量合成為水平分量△H進行分析。鉆孔10～20 m 段，△H整體呈反“C”形特征，判斷為地表金屬設備所引起。35～70 m 段，從35 m 處開始曲線向下逐漸正開口，△H異常值在-2 500～5 000 nT之間；40～70 m段，△H曲線整體呈反“C”形特征，整體出現磁異常波動，推斷深度55 m 段西側有磁性體存在。70～130 m 段，從70 m 處開始向下△H曲線出現較小幅度的正異常波動特征，異常值在0～2 700 nT之間，推斷西側存在弱磁性地質體。130～183.22 m段，水平分量△H曲線逐漸歸零，為深部大理巖的反映。

（2）垂向分量。鉆孔25～35 m 段，△Z異常值在0～700 nT 之間，從25 m 處開始向下△Z曲線逐漸正開口，整體呈反“C”形特征，磁異常出現波動。推斷在鉆孔25～35 m 南側存在磁性體。40～100 m 段，曲線40 m 處開始向下逐漸負開口，在60～100 m 間曲線呈“C”形波動特征，△Z異常值在-3000～100 nT之間，推斷由弱磁性的礦化基性-超基性巖導致；另外，75 m 處出現磁異常峰值，初步推斷在75 m 北側存在弱磁性盲礦（化）體。100～158 m 段，曲線整體呈反向波動特征，△Z異常值在-2 000～200 nT 之間，推斷其為南傾弱磁性基性-超基性巖的反映。160～183 m段，△Z異常值在-100～100 nT之間，為基本無磁性的大理巖層的反映；△Z曲線在該段較為平穩，并且逐漸歸零，曲線底部無開口跡象，故推斷井下再無磁性盲礦（化）體，建議終孔。

4 結論

（1）1∶1 萬地面高精度磁測可以快速圈定了磁異常，推斷劃分了地質構造。通過物性測定，銅鎳礦化超基性巖具有較高的磁化率，在地表可導致相對較高的磁異常。綜合研究已有地質、物探資料，認為1∶1 萬磁測所圈定的中等強度、正負相伴的磁異常是該區通過圈定超基性巖體，尋找銅鎳礦（化）體的主要的、間接的地球物理找礦標志。這類磁異常雖然正負異常強度均不太高，但是完全可以與其他地質體產生的弱磁異常區分。

（2）井中磁測可較為準確地劃分巖（礦）層，對井下、井旁盲礦（化）體有超前預報的作用，在具體工作中可以有效地指導鉆孔工作。

不同物探方法的有機組合，在該勘查區取得了較好的勘查效果；同時也說明，通過地面磁測圈定超基性巖體、推斷地質構造，是有效的間接尋找銅鎳礦的地球物理方法。