安徽省宣州市榨門口銅多金屬礦物探異常特征探究

甘 俊

安徽省地處丘陵地區(qū)，南部地勢較高，北部較低。在金屬礦物勘查時多采用高精度磁法測量，所用探測儀可在最大100000nT 的范圍內(nèi)測量，兼顧基站內(nèi)側(cè)與野外探測，測量結(jié)果可實(shí)時存儲，且精度誤差不超過1%。該省宣州市榨門口地區(qū)主要有銅多金屬礦物分布，采用物探技術(shù)進(jìn)行勘查，并結(jié)合礦物地質(zhì)規(guī)律，便可準(zhǔn)確找到金屬礦的具體位置，使勘探工作效率極大提升，迅速提高金屬礦產(chǎn)量，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大支持。

1 區(qū)域基本情況

以宣州市榨門口銅多金屬礦的磁測項目為例，該項目位于宣州市西南方向，面積約21.62km2?？辈閰^(qū)處于低山丘陵地帶，地勢平坦，四周被第四系覆蓋。當(dāng)?shù)貙儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候帶，四季分明，年均溫度15℃，年均降水量1500mm。區(qū)域內(nèi)物產(chǎn)豐富、勞動力充足，以農(nóng)業(yè)為主，水源和糧食豐富，電力設(shè)施配置完善，為礦山開采提供有利的外部環(huán)境。該區(qū)域以往曾經(jīng)開展過小比例尺的地質(zhì)調(diào)查工作，物探工作程度相對較低。該項工作是礦區(qū)地質(zhì)預(yù)查項目的重要內(nèi)容之一，主要內(nèi)容是在現(xiàn)有地質(zhì)成果的基礎(chǔ)上，通過開展高精度的地面磁測工作，對航磁異常情況與地面分布特點(diǎn)進(jìn)行分析，從而更加深入的了解查區(qū)第四系與其他覆蓋層下隱伏巖體情況，為后期地質(zhì)找礦工作開展提供依據(jù)。該項目從物探開始到完畢共計用時37 天，取得了良好的高精度磁測成果。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層構(gòu)造特征

2.1.1 地層

勘查區(qū)在涇縣—水東復(fù)向斜中蔡家壩向斜南翼偏核部，地層為泥盆系上統(tǒng)五通組（D3w），上下兩段巖性各不相同。上段：上部為灰黑色粉砂質(zhì)頁巖、炭泥質(zhì)粉砂巖夾煤層，分布在區(qū)域南部。下部為灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)頁巖。下段：上部為灰白色石英巖；下部為灰白色中厚層石英砂巖夾砂質(zhì)頁巖，底部為灰白色含礫中礫石英砂巖，厚度在2m ～6m 之間。

2.1.2 構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)含有褶皺和斷裂兩種構(gòu)造形式，褶皺為蔡家壩向斜，北西翼部分地層向北西倒轉(zhuǎn)，正常地層傾角也較陡峻，為軸面向北西傾斜的倒轉(zhuǎn)向斜，存在磁異常情況。斷裂構(gòu)造活動較為強(qiáng)烈，包括周王深斷裂、江南深斷裂，根據(jù)區(qū)域構(gòu)造分析，該范圍內(nèi)蓋層中北西向斷裂發(fā)育。

2.1.3 航磁異常特征

根據(jù)以往地質(zhì)調(diào)查資料可知，該勘查區(qū)存在航磁異常情況。結(jié)合航空磁測內(nèi)容可知，強(qiáng)度在500r 左右，曲線波動平緩，峰形圓滑，梯度緩，在北東方向出現(xiàn)雙峰，300r 等值線形狀不規(guī)則，異常特征可能受巖體影響。覆蓋區(qū)內(nèi)部異常下根據(jù)地層產(chǎn)狀、厚度分析應(yīng)為三迭系下統(tǒng)灰?guī)r地層，預(yù)測在巖體與灰?guī)r接觸帶、巖體本身具有成礦可能性。

2.1.4 礦（化）點(diǎn)特征

區(qū)域內(nèi)帶鐵礦點(diǎn)的位置，礦體賦存于石炭系下統(tǒng)高驪山組灰色、紫色細(xì)砂巖及頁巖中。通過觀測發(fā)現(xiàn)兩層鐵帽，呈層狀產(chǎn)于泥質(zhì)粉砂巖中，與地層產(chǎn)狀大體相同。礦石結(jié)構(gòu)為膠狀粉末狀，主要為赤鐵礦，其次為褐鐵礦，石英量較少，F(xiàn)e 含量在7.87%～29.46%范圍內(nèi)，SiO2含量在292.56%～45.54%范圍內(nèi)。

2.2 巖、礦石地球物理特征

根據(jù)礦石物性測定結(jié)果，工作區(qū)域內(nèi)出露巖石磁性特征表現(xiàn)如下。一是區(qū)域內(nèi)出露地層為組合形態(tài)，包括石英砂巖、硅質(zhì)巖及碳酸鹽巖等，原巖均為弱或無磁性；二是中酸性巖體原巖帶有中等磁性，但是磁性較弱，通常地表能夠引起n×100 納特的異常，受風(fēng)化、蝕變等影響，使原巖磁性變?nèi)酢Ｈ桥c其他礦化體相比，磁鐵礦的磁性較強(qiáng)，可引起較大的n×100nT 異常情況。根據(jù)上述分析可知，區(qū)域內(nèi)隱伏的巖體、磁鐵礦的磁性強(qiáng)度、規(guī)模等，與其他無磁性地質(zhì)體相比磁場分布特征較為顯著，為后續(xù)磁測工作開展打下了良好的地球物理基礎(chǔ)。

2.3 找礦方向

在地質(zhì)環(huán)境相同的情況下，可根據(jù)地層巖性、圍巖蝕變等進(jìn)行找礦，由此提高找礦效率，具體如下。

（1）地層巖性。層控礦床中沉積—成巖型控礦床受微地貌、水深淺的控制，與原生沉積環(huán)境緊密相關(guān)；后成層控礦床作用于后期階段，在較老巖系的成礦物質(zhì)中，經(jīng)過地下水搬運(yùn)形成礦床；火山沉積—熱液疊加改造型礦床受熱活動影響較大，后期還具有成礦疊加特點(diǎn)；噴流—沉積層控礦床受生殘積作用影響，個別礦體下盤網(wǎng)脈型受充填作用影響；

（2）圍巖蝕變。在不同溫度條件下，酸堿度、氧逸度成礦流體與圍巖勢必會產(chǎn)生不均衡狀態(tài)，在不同作用機(jī)理下，朝著理化狀態(tài)轉(zhuǎn)變，在物質(zhì)核能量間進(jìn)行無形交換。圍巖會對物質(zhì)帶出和帶入產(chǎn)生影響，在蝕變作用下發(fā)生理化改變，進(jìn)而導(dǎo)致圍巖結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。蝕變程度受化學(xué)性質(zhì)、流體物理等因素影響，還對圍巖物理性質(zhì)具有決定作用，流體和圍巖化學(xué)性質(zhì)間的差異和蝕變程度具有正比關(guān)系。

3 物探技術(shù)應(yīng)用

3.1 物探網(wǎng)敷設(shè)

根據(jù)地質(zhì)項目的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，本次物探工作開展只采用高精度磁測，測量參數(shù)用△T 表示，比例尺為1：25000。在物探網(wǎng)敷設(shè)方面，勘查范圍內(nèi)根據(jù)D 級點(diǎn)成果進(jìn)行控制測量，引入靜態(tài)GPS 定位儀布設(shè)控制網(wǎng)，為物探網(wǎng)敷設(shè)提供高精度的測量數(shù)據(jù)。因該區(qū)域?yàn)榈蜕角鹆?，植物覆蓋率較高，平地范圍有較多河流，在測線兩端的通行、通視效果不理想。該項目的高精度磁測堅持垂直出露地質(zhì)體走向布設(shè)的原則，將測量剖面方位設(shè)計為330°。為了便于后期工作開展，將磁測線距設(shè)定為200m，點(diǎn)距20m，在這一網(wǎng)度下開展工作。根據(jù)控制測量結(jié)果可知，磁測主基線利用靜態(tài)GPS 定位儀進(jìn)行敷設(shè)，野外測線通視環(huán)境較好的區(qū)域用全站儀布設(shè)點(diǎn)位，剩余都采用超過3 個高等級手持GPS定位儀導(dǎo)航定位，并發(fā)揮羅盤定向的輔助作用，使物探網(wǎng)得以精準(zhǔn)布設(shè)，實(shí)際磁測主基線方位偏角為5″，作業(yè)成果能夠與設(shè)定比例尺下的物探網(wǎng)敷設(shè)精度標(biāo)準(zhǔn)相符合。

知識經(jīng)濟(jì)時代強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新精神，突出創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，要求建立系統(tǒng)性、開放性、創(chuàng)新性的高校教育管理體系。校友無疑是這一工作中的重要力量。校友與母校、與在校生之間結(jié)成的天然感情紐帶，是高校不同于其他地方的獨(dú)特魅力所在。在沈陽化工大學(xué)實(shí)施“113”人才培養(yǎng)戰(zhàn)略中，特別是合作化育人環(huán)節(jié)中，校友能很好的平衡高校教育中知識、能力和實(shí)踐的關(guān)系，是完善人才培養(yǎng)不可或缺的一環(huán)。校友在招生、就業(yè)以及品牌影響等諸多方面也起到了重要的作用。

3.2 物探技術(shù)應(yīng)用

3.2.1 高精度磁測原理

對于磁性多金屬礦來說，可通過磁法進(jìn)行尋找。因磁多金屬礦與常規(guī)巖礦石相比，磁性相對較強(qiáng)，磁異常特征也相對顯著，通過這一特點(diǎn)便可提高找礦效率。在高精密磁檢測期間，需要結(jié)合工況實(shí)際特征，按照高精密檢測技術(shù)規(guī)定開展工作，由此提高檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、客觀性。在戶外磁場檢測中，因受干擾因素較多，作業(yè)者應(yīng)采取良好的去磁措施。在檢測期間應(yīng)保持探桿直立，探頭朝著南北方向擺放，且與地面高度相同。在測量期間，周圍無檢測人員，最大限度的減少人為因素產(chǎn)生的誤差。如若相鄰測點(diǎn)的檢驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)差異較大，需要二次檢驗(yàn)。對于磁性較為穩(wěn)定之處，優(yōu)先布設(shè)磁測點(diǎn)，將垂直高度控制在0.5m 以內(nèi)，水平梯度不可超過2m，且磁場變化穩(wěn)定，變化幅度低于總均方差的0.5，在測點(diǎn)周圍無障礙物阻擋和干擾。在基點(diǎn)處設(shè)置日變站，并將自動檢測循環(huán)設(shè)定為20，且自動記錄檢測。在高精密質(zhì)子磁力檢測器應(yīng)用中，針對各個測點(diǎn)檢測2 次，如若兩次結(jié)果之差不超過2nT，則取均值作為最終結(jié)果；如若二者之差大于2nT，需要繼續(xù)檢測2 次，將4 次結(jié)果計算出平均值。在戶外測量中，通常面向總磁場，檢測數(shù)據(jù)便是該區(qū)域總磁場強(qiáng)度。

3.2.2 高精度磁測方法

首先，創(chuàng)建基點(diǎn)網(wǎng)與標(biāo)準(zhǔn)剖面。在高精度磁測應(yīng)用中，在相對稀疏的基點(diǎn)網(wǎng)中，對地磁場變化進(jìn)行嚴(yán)格校正。其次，選擇測區(qū)與測網(wǎng)。測區(qū)應(yīng)綜合分析圍巖分布情況、研究目標(biāo)、地球物理特點(diǎn)等，將測區(qū)面積控制在研究目標(biāo)范圍的1 倍～2 倍以上，并確保觀測剖面順著相鄰構(gòu)造點(diǎn)進(jìn)入磁場中；最后，在不同高度下進(jìn)行觀測。明確地表與基巖的影響，在最佳高度進(jìn)行觀測。例如，在10m×10m 的微磁測范圍內(nèi)，可在0.2m ～2m 的高度范圍內(nèi)觀測。在磁測之前，應(yīng)明確不同成分、大小、埋深的目標(biāo)地質(zhì)體異常效應(yīng)的衰減特性有所區(qū)別，在不受外界影響下，可觀測出磁場與高速間的變化情況。

3.2.3 實(shí)際應(yīng)用

根據(jù)該項目的開展目的與進(jìn)度要求，前期只采用高精度磁測法，野外作業(yè)根據(jù)相標(biāo)準(zhǔn)開展活動，在作業(yè)期間，共引入3 臺型號為PM-2 的質(zhì)子磁力儀，其中1 臺應(yīng)用到日變觀測中，剩余均用于實(shí)際測量。在作業(yè)開展前，對儀器主機(jī)、探頭等進(jìn)行精度檢驗(yàn)。該項目選定白堊系南組地層為日變觀測點(diǎn)，因其位于勘探區(qū)的東部，受人為因素影響較小，且礦化程度較低。在工作過程中，日變觀測時間涵蓋野外測量時段，磁測基點(diǎn)也可設(shè)定在日變觀測點(diǎn)周圍，持續(xù)測量時間超過2h，根據(jù)測得的Ta 數(shù)值區(qū)間，在區(qū)間內(nèi)選定一個數(shù)值作為勘查區(qū)域地磁的正常場值。在野外測量階段，檢測人員應(yīng)嚴(yán)格去磁，帶有鐵磁性的工作者應(yīng)與探頭保持至少4m 的距離，手持GPS 人員定點(diǎn)離去時進(jìn)行勘測，如若受到鐵磁性干擾性的影響，在影響較大的情況下，應(yīng)做好位置記錄，確保測量結(jié)果客觀準(zhǔn)確。以日為單位，將采集的數(shù)據(jù)信息整合起來，及時修正日變，并將采集資料備份保存，以備后續(xù)查閱。采用型號為PM-2 型質(zhì)子磁力儀觀測，得出磁參數(shù)，堅持“一同三不同”原則進(jìn)行結(jié)果質(zhì)檢。在實(shí)際操作中，由不同人員在不同時間采用不同儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，保證全區(qū)域面積性測量讀數(shù)質(zhì)檢率超過3%，精度用均方誤差進(jìn)行評價。為了探究該區(qū)域巖礦石區(qū)域的磁異常情況，在正式測試之前，可先采集當(dāng)?shù)貛r石樣本進(jìn)行檢驗(yàn)。利用高精密磁力檢測儀來完成，根據(jù)測試結(jié)果可知，該區(qū)域磁多金屬礦石的磁化率相對較大，其他巖石樣本相對較小，可見二者在物理特性方面存在顯著差別，通過磁力檢測器的應(yīng)用，可使檢測效果進(jìn)一步提升，高效完成預(yù)期目標(biāo)。

4 磁異常特征分析與推斷

磁異常的判斷原則如下：一是檢驗(yàn)異常觀測數(shù)據(jù)與計算值是否準(zhǔn)確，對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，將錯誤和異常數(shù)據(jù)剔除；二是根據(jù)標(biāo)本測試對磁測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對比礦體所測數(shù)據(jù)與圍巖數(shù)據(jù)，再根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，按照總數(shù)的10%作為異常數(shù)據(jù)，最后對超過10nT 的正異常圈定下限值，結(jié)合異常特征進(jìn)行標(biāo)記；三是物探異常劃分時，根據(jù)地質(zhì)情況，判斷是否有助于成礦。礦區(qū)內(nèi)礦體分布有特定的地質(zhì)特征，結(jié)合控礦因素和地質(zhì)特征，發(fā)現(xiàn)找礦主要標(biāo)志在于圍巖蝕變、控礦構(gòu)造。該項異常特征在金屬礦床中情況較為復(fù)雜，磁場有正負(fù)極之分，兩個極展現(xiàn)的異常特征也有所區(qū)別。該項目中南部斷裂礦帶受地質(zhì)運(yùn)動影響產(chǎn)生，加上巖漿較為活躍，金屬礦藏巖石層的密度較大，由此引發(fā)磁異常，南部正極磁異常強(qiáng)度在500nT ～1000nT 之間，負(fù)極在-600nT ～1000nT 之間，具體表現(xiàn)如下。

4.1 地面高精度磁測△T 異常區(qū)

根據(jù)磁測結(jié)果可知，該區(qū)域內(nèi)存在地磁異常情況，針對實(shí)測資料進(jìn)行處理，包括水平導(dǎo)數(shù)、△T 化極等，使區(qū)域內(nèi)磁異常平面分布特點(diǎn)得以直觀呈現(xiàn)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，預(yù)查區(qū)內(nèi)△T 異常主要在北段工作區(qū)出現(xiàn)，在平面分布上朝著北東方向分布，背景磁場特征為北高南低，解析如下。在周王村西北位置出現(xiàn)一個單峰異常情況，且規(guī)模和強(qiáng)度較大，峰值在620nT 左右，200nT等值線圈確定面積在5km2左右。平面形態(tài)為橢圓形，北東走向，且異常強(qiáng)度逐漸增加，北南側(cè)磁場梯度相對較大，且?guī)в胸?fù)值。在南部勘測區(qū)中，△T 異常平面特征較為明顯，主要是順著北西方向分布，存在一條低緩磁正值帶，寬度在2.5km 左右，磁場強(qiáng)度、梯度均相對較小，且西南位置帶有負(fù)值，但強(qiáng)度較低。

在△T 化極后，磁參數(shù)異常產(chǎn)出位置化極異常存在相互對應(yīng)的特點(diǎn)，且通過平面圖可直觀的體現(xiàn)出來。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可知，平面分布特征與化極后較強(qiáng)相似，但異常東南側(cè)磁場負(fù)值位置的寬度明顯增加。根據(jù)△T 化極異常解析結(jié)果可知，在延拓高度不斷提升到200m的情況下，△T化極異常范圍變化不夠明顯，主要表現(xiàn)在于單一多峰異常，強(qiáng)度中心平面位置朝著北側(cè)微微移動，磁場強(qiáng)度有所削減，兩側(cè)負(fù)值位置較為清晰，異常原題可能是近似直立、向下延伸有限的磁性體。當(dāng)磁參數(shù)的水平方向?yàn)?20°時，經(jīng)過導(dǎo)數(shù)處理后，發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)內(nèi)導(dǎo)數(shù)異常主要對應(yīng)于△T 化極異常中梯度較大的位置，在平面分布方面，朝著北西方向呈現(xiàn)出拉長、扭曲等特點(diǎn)。

4.2 磁測△T 異常區(qū)

針對勘查范圍內(nèi)礦石特點(diǎn)、出露巖特征、△T 異常情況進(jìn)行探究，并與現(xiàn)有地質(zhì)資料相結(jié)合，可得出查區(qū)范圍內(nèi)△T 異常強(qiáng)度總體北高南低的趨勢，地表基本被白堊系地層覆蓋，南部出露泥盆系上統(tǒng)五通組地層接觸部位已見有鐵帽。根據(jù)該區(qū)地質(zhì)資料可知，在榨門口周圍還出現(xiàn)許多銅、鉛鋅礦化情況。結(jié)合該項目所得的△T 異常特點(diǎn)，可解讀為：勘查區(qū)域北側(cè)磁異常面積較大，結(jié)合上延結(jié)果可知，強(qiáng)度衰減速度較慢，從南到北負(fù)值范圍較寬，推理可知異?？赡芤螂[伏中酸性巖體導(dǎo)致，此類巖體存在于周王村北西，主體走向北東，朝著下方延伸深度有限。因沒有開展其他物探作業(yè)，磁異常與礦化間的關(guān)系無法探知。根據(jù)上述研究結(jié)果可知，在異常平面分布特點(diǎn)方面，該礦區(qū)預(yù)查區(qū)內(nèi)酸性巖體多沿著北東方向分布，且斷裂侵入，主體侵入位置與區(qū)域內(nèi)北側(cè)磁異常產(chǎn)出地相對應(yīng)，且地段普遍被白堊系地層覆蓋，在東青峰山和西南仙峰山等地已見銅多金屬礦化。由此可見，可定性為推測巖體與圍巖接觸部位應(yīng)為查區(qū)找礦遠(yuǎn)景部位。

4.3 正、負(fù)、弱磁異常區(qū)

（1）正磁異常區(qū)。該區(qū)域分布在勘測區(qū)的西部，共分為南側(cè)和北側(cè)區(qū)塊。南側(cè)正異常區(qū)塊從西部朝著東部延伸，形成一個長方形區(qū)域，長度為800m 左右，寬度為300m 左右。該勘測去內(nèi)異常強(qiáng)度較大，變化趨勢不顯著，且較為規(guī)則，基本可看作完成的磁異常，可能因埋藏較深，磁性較強(qiáng)所致。整體總磁化強(qiáng)度朝著下方延伸，距離較近的兩個巖體中，規(guī)模較小，與等軸狀體較為相近；另一個巖體的地面投影較為規(guī)則，其形狀可能是西南走向，且為厚板狀。北側(cè)位于三角形區(qū)域內(nèi)，長度在300m 左右，高度為800m 左右。該范圍的磁異常屬于強(qiáng)度最大、變化最小的一個，其總磁化強(qiáng)度朝下，朝著西部延伸范圍較寬。

（2）負(fù)磁異常區(qū)。該勘測區(qū)域內(nèi)△T 負(fù)異常分布范圍較大，與正磁異常間有明顯界限。該區(qū)域內(nèi)南北兩側(cè)的周圍擁有5 個～6 個正負(fù)混合、較為規(guī)則，且較為獨(dú)立的磁體，剩余位于均片狀分布，數(shù)值不超過負(fù)幾十納特；只有測區(qū)東北位置的負(fù)異常情況與剩余區(qū)域相比強(qiáng)度較大，約為-150nT。

（3）弱磁異常區(qū)。該區(qū)域重點(diǎn)位于測區(qū)西部，由兩個帶構(gòu)成，北側(cè)是從西部朝著東部延伸，長度在800m 左右，寬度在500m 左右，異常絕對值不超過25nT，正負(fù)等值線基本平行。南部朝著西部延伸，長度在700m 左右，寬度在300m 左右，在等值線圖中呈現(xiàn)出串珠狀特點(diǎn)。該區(qū)域中的異常帶將兩類地質(zhì)構(gòu)造特征展現(xiàn)出來，前者為兩類地質(zhì)分界的顯示，后者為斷裂構(gòu)造的典型表現(xiàn)。在勘測區(qū)域中的△T 異常情況多為正值或者負(fù)值，正負(fù)混合的情況十分罕見，只有在小面積內(nèi)存在。根據(jù)這一特征可知，△T 負(fù)異常的成因在于當(dāng)磁體處于觀測點(diǎn)下方時，因受到向下方向磁場的影響，感應(yīng)化強(qiáng)度方向與正常地磁場一致，因此地面觀測到的△T 主要為正異常。但是，如若觀測點(diǎn)處于磁體下方或者磁化強(qiáng)度指向地面上方，則觀測到的△T 主要為負(fù)異常。

5 結(jié)論

綜上所述，當(dāng)前國內(nèi)礦產(chǎn)資源匱乏，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生抑制作用，金屬礦勘查工作受到高度重視。在金屬礦找礦中，應(yīng)采用物探技術(shù)確定礦物異常特征，再結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律，才可準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)金屬種類多、含量高的礦區(qū)。在安徽榨門口銅多金屬礦的磁測項目中，通過地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析、高精度磁力檢測儀器、物探技術(shù)應(yīng)用，使找礦率極大提升，為后續(xù)采礦施工提供了充足的數(shù)據(jù)支持，有助于該省采礦施工質(zhì)量的全面提升。