航空磁測在蒙古國中戈壁省地質找礦中的應用

［關鍵詞］航空磁測；精細處理；地質解釋

研究區位于克魯倫鐵鋅成礦帶，地處蒙古國中戈壁省東北部，區內斷裂構造發育，地層與巖石、礦床受斷裂控制，是蒙古國重要的鐵、鋅礦富集地區。本文以1∶5萬航空磁測數據為基礎，開展解析延拓、一階求導精細化處理，對物性結構面與物性地質體信息提取，實現深源場與淺源場分離，礦產資源體與物性地質體關聯。結合成礦地質背景研究成果，厘定成礦地質體、成礦結構面與控礦構造，總結礦床深部及外圍找礦預測標志，圈定找礦靶區，為后續勘查工作部署提供科學依據[1-3]。

1．地質及地球物理特征

1.1成礦地質背景

研究區內出露地層有元古界、古生界、中生界、新生界，以古生界二疊系和中生界的白堊系、侏羅系分布比較廣泛。斷裂構造發育，具有良好的找礦潛力。巖漿活動強烈，主要出露下二疊統安山巖、流紋巖和中-晚侏羅世二期花崗巖體（圖1）。

研究區內成礦作用與中元古界變質巖系、印支-燕山期中酸性巖漿活動及克魯倫深大斷裂及其引起的次級斷裂密切相關，礦床、礦化點沿總體呈北東東-南西西向條帶狀展布。礦床、礦化點時空分布特征顯著，鋅鐵礦床主要賦存在中元古界變質巖系內或與燕山期花崗侵入巖體交接部位，成礦時代主要為印支期-燕山期。區域內礦床成因類型相對簡單，主要為接觸交代矽卡巖型、與陸相噴出巖相關淺成熱液脈型，Pb-Zn礦床、Zn-Fe礦床主要為接觸交代矽卡巖型，螢石礦點均為陸相噴出巖相關淺成熱液脈型，鈾礦點為花崗巖型。

研究區成礦分析：主要礦種為鋅礦、鐵礦，為接觸交代矽卡巖型礦床，區域內已提交儲量報告有西部巴彥烏拉斑巖鉬銅礦、塔木梯鋅礦，東部哈拉特烏拉鐵礦、哈德溫鐵鋅礦、額仁鐵礦、巴彥巴拉特螢石礦等。①巖漿巖：提供成礦物質熱液源，與鋅鐵礦關系密切的侵入巖體主要為三疊紀花崗正長巖、花崗正長斑巖，對厚大矽卡巖帶的形成和成礦起到了決定性作用。②圍巖：主要為碳酸鹽類巖石和片巖，化學性質活潑、脆性較大、滲透性強和富含Ca而易被交代，形成各種類型的矽卡巖，有利于磁鐵礦沉淀。③構造：為接觸帶構造，為灰巖、大理巖巖層捕虜體和侵入體接觸帶，接觸帶構造的多次活動，使矽卡巖化和礦液運移地具有良好導礦通道，進而在矽卡巖接觸帶內形成礦體。

1.2地球物理特征

研究區內矽卡巖型磁鐵礦石有較強的磁化率，磁化率大于20000×10^-5SI；火山巖類英安巖、凝灰巖、凝灰角礫巖磁性中等，磁化率在200×10^-5～2000×10^-5SI之間；花崗巖、無礦化蝕變的矽卡巖、灰巖、大理巖磁性很弱，磁化率小于100×10^-5SI。從物性特征可以區分巖體巖性，對于識別巖體分布范圍有一定的意義，具備開展磁法測量的前提條件。

2．航空磁測數據處理及構造解釋

航磁數據精細處理主要分為4個步驟：

①對航磁數據化到地磁極：將斜磁化的航磁異常換算成垂直磁化的異常，即引起該磁異常的磁性體垂直投影到地面，可以簡化異常的形態，利于磁異常的地質解釋。

②位場分離：將磁異?；瘶O處理后，將其進行濾波處理，將其分離為背景場和區域場，不同頻率可以提取不同的背景場，然后分別研究它們與深部、淺部各種地質目標的關聯。

③信息突出處理：對分離后的場源進行延拓和求導處理，相當于抬高觀測面或壓制不同方向的磁異常特征，可以突出不同深度或不同方向的磁性異常，然后和地質體特征進行對比，獲取有益的信息。例如將航磁數據進行位場向上延拓250 m、500 m、1000 m、2000m，判定規模較大的構造特征。將航磁數據按0°、45°、90°、135°四個方向進行水平一階求導，判定四個方向的構造特征。

④地質解譯：通過對磁異常的新認識，可以判斷地質特征，如已知礦脈的產狀，隱伏礦床的分布范圍等。通過這種關聯，可以實現探邊找盲，是非常經濟且有效的手段。

2.1 航磁異常的延拓處理

對磁異常進行向上延拓，可以壓制近地表觀測引起的高頻異常干擾，突出深部磁性體的形態特征。通常情況下，隨著向上延拓觀測面的不斷提升，磁異常的邊緣會更加圓滑，極值會逐漸降低，這就為我們了解深大構造的分布特征和新舊地層界面的位置提供了依據，地球物理特征的差異可以對應巖礦石類型的變化，即物性分界面通常是巖性分界面。

①向上延拓250 m：背景場和區域場出現分離，解譯出磁性體分布范圍及形態特征，正負磁場的背景差異變得不明顯，說明造成大面積正、負異常的磁性體主要為近地表干擾，這說明地層出現巖石自身反轉磁化。磁異常形態主要受到南北向和北東向構造的影響（圖2A），異常呈條帶狀和團狀，在不同構造方向的交匯部位是地質活動相對活躍的地區。

②向上延拓500 m：淺源異常的極大值和極小值幅度降低，區域異常更加明顯。直徑小于1 km的團狀異常被壓制，研究區中西部的條帶狀異常呈現融合交匯的形態（圖2B）。

③向上延拓1000 m：磁異常形態更加平滑，航磁解譯出的磁性異常規模不斷增大，深部異常特征更加完整（圖2C），條帶狀異常寬度增大呈弧狀，在中西部位置更加明顯。

④向上延拓2000m：深部構造特征更加明顯，正異常的形態以長條寬帶狀和圓弧狀為主，寬度約10 km。推測研究區內深部以南北向斷裂帶為主，沿斷裂帶形成正磁異常帶，并分布規模巨大的構造巖漿巖帶，強烈的構造活動在提供成礦熱能的同時，為成礦提供了空間環境?；◢弾r體出露的部位下部磁性異常與圍巖深部邊界清晰（圖2D）。

2.2 水平導數計算與線性構造解譯

在研究區解譯四個方向線性構造，以南北向、北東向構造為主，南北向呈現張扭性特征、北東向呈現壓扭性特征。東西向構造延伸較長且平直，扭性特征不明顯。北西向構造呈現張扭性特征。不同深度構造用不同線性標志（500 m以淺用實線，1000 m用虛線，2000m用點劃線），可以判斷構造的傾向和地質活動的特征。

①北東向構造：在研究區內解譯出北東向構造6條。其特點為密度大、構造線之間的距離約為5 km，分布相對均勻，走向上變化不明顯，比較平直，主要分布在研究區的中部和北部。這些斷裂構造切割了下二疊統地層及中晚侏羅世和二疊紀巖漿巖，是研究區內重要的容礦構造，北東向構造控制花崗巖體產狀及分布范圍，與南北向構造交匯復合地段控制礦脈群分布（圖3A）。

②北西向構造：研究區解譯出3條北西向構造，其特點為延伸較長，走向上變化明顯，呈弧狀。北西向構造埋藏深，地表多被第四系覆蓋，在上延1000 ～ 2000 m高度可見，顯示其切割深度較大的特征，北西向構造對礦體的控制特征不明顯，主要為破壞礦體的構造（圖3B）。

③東西向構造：研究區解譯出3條東西向構造，其特點為分布不均勻，主要分布在研究區南側，總體傾向南。磁異常受東西向構造控制，呈現異常特征相似的特性，規模大、強度高，這些構造切割了下二疊統和元古界地層及中晚侏羅世花崗巖，均為矽卡巖型磁鐵礦致異常。東西向構造表現出壓性構造特征，產狀平直，切割深度不大，為研究區配礦構造（圖3C）。

④南北向構造：研究區解譯出6條南北向構造，其特點為在走向上分段性明顯，構造規模不均勻，延長不等，延伸較淺，呈斷續狀分布特征，主要分布在研究區西側，具有張性構造性質。這些構造從花崗巖與元古界地層的接觸帶處通過，研究區內多數鐵礦床和鋅礦點，分布于構造兩側。在上延250 m至1000 m可見，顯示其切割深度較淺的特征（圖3D）。

根據延拓及求導判定的航磁線性構造形態特征，可以看出不同方向的構造線在分段、中斷、拐彎、交匯處，是地質活動發生變化的地帶，也是有利于成礦的區域。

3．找礦標志及靶區優選

隨著蒙古國礦產接替資源找尋的地質需求日益增加，探邊摸底是解決危機礦山接替資源問題的重要途徑。以地質為基礎，通過對物探資料的精細化處理，探索深部地質成礦信息，可以為礦床深部及外圍預測提供重要信息。

3.1 地質標志

研究區礦床的成礦時代晚于巖體的形成時代，空間上礦體主要分布在巖體的內外接觸帶上。該區某鐵鋅礦床為接觸交代矽卡巖型磁鐵礦，巖石主要為安山巖、英安巖，外圍大面積分布凝灰巖、流紋巖等火山巖，判斷為火山巖引起的礦質異常，構造斷裂發育部位是尋找接觸交代型多金屬礦床有利位置。

3.2 磁性標志

研究區中西部條帶狀磁異常規模大、梯度大、強度高，形狀規則，曲線平滑，南側伴生負值出現，判斷該處磁異常為熱液型鐵、多金屬礦引起。而疊加在寬緩正異常之上的高值次級異常，是矽卡巖與接觸帶的綜合反映，隨著延拓高度的變化，異常位置與花崗巖邊界呈現更高的相關性，異常中心點以及區內已知的含鐵礦化帶通常在不同方向構造線的交匯處。以此類推，在不同方向的構造線密集交匯以及地質活動劇烈的地區是尋找含鐵質礦床的有利地段。

3.3 靶區優選

靶區優選是對成礦理論、成礦模式和成礦規律的校驗和驗證。結合已知礦床，確定成礦地質體結構面及控礦構造，提取成礦預測標志，進行成礦預測研究。本次以地質模型為依據，構建地質-地球物理勘查模型，實現了地質體與物性異常的二次轉化。

在研究區解譯出十余條線性構造，構造方向以南北向、北東向為主，在研究區中西部區域，構造線密集交匯，礦體集中產出，為尋找礦體的有利區域。靶區主要預測依據：深部250 m、500 m 近南北向構造，延伸穩定，傾向東。深部1000～2000 m 巖體規模收斂，發育多條近北東向構造，傾向南西，發育多條成礦磁性體，產狀變化明顯，斷裂構造發育。據此對深部礦體賦存部位進行預測，圈定靶區見圖4（陰影區域），鉆孔驗證發現深部存在矽卡巖鐵礦化帶，巖性分帶性明顯，上部至底部依次出現英安巖、矽卡巖、磁鐵礦、矽卡巖、花崗巖，見磁鐵礦厚度28 m，礦體TFe 平均36%。