地面高精度磁测在胶东某金矿普查区的应用.pdf

1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. [收稿日期]1999 - 01 - 20;[修定日期]1999 - 07 - 08;[责任编辑]王延忠 [基金项目]本研究受国土资源部资源与环境科技攻关项目编号95 - 02 - 013和重点科技项目编号9501107以及山东省黄金局项目 编号97 - 98 - 10和97 - 98 - 11资助。 地面高精度磁测在胶东某金矿普查区的应用 梁德超 1 ,邓 军2,杨立强3 1. 国土资源部航空物探遥感中心,北京 100083;2.中国地质大学,北京 100083; 3.中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100101 [摘 要]通过胶东某金矿普查区大比例尺高精度磁法测量和重点区段初步工程验证,取得如下认 识① 划出了不同岩性空间分布范围;② 编制了剪切带变形构造系统地质图,实测和推测出剪切带构造 20余条;③ 建立了 “主剪切带型” 和 “次级剪切带型” 金矿地质 地球物理找矿模型,提出了4片找金有利 区;④ 经工程验证,在所钻探的8个钻孔中,有6个钻孔发现了工业品位的金矿体。实践表明,在本区开 展地面高精度磁测具可行性和有效性。 [关键词]高精度 磁法测量 剪切带 变形构造 金矿 找矿预测 [中图分类号]P531.2 21 [文献标识码]A [文章编号]0495 - 5331200003 - 0067 - 04 1 区域成矿地质背景和岩矿石磁性特征 1. 1 区域成矿地质背景 研究区大地构造位置属胶东西北部隆起,栖霞 复背斜南翼近轴部,招平构造岩浆金成矿带中段夏 甸 大尹格庄矿带之间图 1 。 1. 2 岩矿石磁性特征 系统研究了不同类型岩矿石磁性特征,除在 该普查区基岩出露地段实测磁化率数值外,还对XD 金矿区岩矿石进行了磁化率κ测定表 1 。 表1 某普查区及XD金矿区岩矿石磁性参数统计表 岩矿石 名 称 观测 标本数 磁化率κ10 - 5 SI 变化范围均 值 观测地点 斜长角闪岩、 片岩、 斜长片 麻岩胶东群 1525～15683普查区西部 2911～1780335Ⅰ、 Ⅱ 号矿区 1611～10034Ⅰ、 Ⅱ 号矿区地表 2721～8635Ⅶ 号矿区 闪长玢岩 141900～33802641普查区西部 7735～15751275Ⅰ、 Ⅱ 号矿区 蚀变闪长玢岩2327～18066Ⅰ、 Ⅱ 号矿区 花岗岩 1817～9538普查区西部 4910～2718普查区 292～3010Ⅶ 号矿区 断层泥160～144Ⅶ 号矿区 含金蚀变带297～3116Ⅰ、 Ⅱ 号矿区 1 胶东群磁性不均匀,不同地点测得的磁化率 值差别较大。其中以XD金矿 Ⅰ、 Ⅱ 号矿区磁性最 大,κ值变化范围为 11 ～178010 - 5SI,均值为 355 10 - 5SI;其次为普查区西部出露地段 ,κ值为83 10 - 5SI;XD 金矿 Ⅶ 号矿区磁化率最小,均值为34 10 - 5SI。此外 ,从XD金矿地表与井内磁化率值对比 发现,地表因岩石裸露风化剥蚀,磁性相对降低,两 者相差一个数量级。 图1 区域成矿地质构造背景和金矿分布图 Q 第四系;Ptf 粉子山群;Arj 胶东群;γ 2 - 2 5 滦家河型花岗岩; γ 2 - 1 5 玲珑花岗岩;N 基性岩;∑ 超基性岩;1 栖霞复背斜轴; 2 压性断裂;3 压扭性断裂;4 张扭性断裂;5 性质不明断裂; 6 角砾碎裂岩带;7 地质界线;8 岩层产状;9 金矿 2 闪长玢岩是岩矿石中磁化率值最大者, κ均 值一般大于100010 - 5SI,是引起磁异常的主要因素 之一。蚀变后,磁性明显降低,据对23个蚀变标本统 76 第36卷 第3期 2000年5月 地质与勘探 GEOLOGYAND PROSPECTING Vol.36 No.3 May ,2000 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 计,κ均值为6610 - 5SI,相当于微 弱磁性。 3 花岗岩磁化率值均小于10010 - 5SI。其中 以矿区磁化率值最小,κ均值为1010 - 5SI;普查区 东部磁性较为均匀,κ均值为1810 - 5SI;西部磁性 变化较大,κ范围为 17 ～ 95 10 - 5SI,均值为 38 10 - 5SI,其中有一处测得的κ值接近 10010 - 5SI。 4 断层泥磁性微弱,κ均值为410 - 5SI。 5 含金蚀变带磁性较弱,κ均值为1010 - 5SI。 2 地面高精度磁法测量方法技术 2. 1 仪器 使用国土资源部航空物探遥感中心研制的高精 度Hc95氦4 He 光泵磁力仪。其灵敏度为0. 05nT,采样率1次/ s～5次/ s任选本次测量选用1 次/ s ,数字和曲线同时显示,并能存储。 2. 2 野外工作方法 1 测网布置 在1∶2000地形地质图上设计地面磁法测量的 测线,测线方向基本垂直剪切破碎带走向,线距为 200 m ,点距为10 m相当于1∶1万测网。在测量过 程中,见有测值变化较大处,点距加密到5 m。从测 量结果看,该普查区内多数异常走向与测线垂直, △T区域磁场和局部异常反映较为清楚,表明设计 的测线方向正确,测网布置合理。 2 测点定位方法及效果 测点的定位工作是根据大比例尺地形地质图 1 ∶2 000与罗盘、 基桩、 步测及测绳相配合完成的。 每天出工前预先在地形地质图上敷设上测点,实测 过程中,首先根据基线找到待测线的基点桩位置,然 后由罗盘定向、 步测,结合地形地质图上地物标志寻 找待测点,如遇地物不明显,一旦发现实地测点与敷 设在地形地质图上的测点位置偏离较大时,均根据 周围地物特征及时修正和补测,以确保测点定位精 度。经用测绳多次检查,测线偏离误差一般小于10 m ,测点定位误差一般小于2 m。 3 野外数据采集方法 野外测量期间严格按规范要求遵守仪器操作规 程。在测量时,还应注意观察地质现象,随时测量露 头岩石标本的磁化率数据,遇到磁场变化异常处,加 密测点,以便准确地确定异常形态和位置。 2. 3 测量质量评价 一是利用重复测量的偶然误差。为此,选择了 71线做重复线测量,工作量约占总工作量的4 。 由图2可见,两次测量的磁异常形态基本一致。二 是利用磁测精度指标。方法是采用基点上两次测量 获得的数据进行统计计算,其数学公式为δ ∑ n i 1δ 2 i 1/2/ n ,其中 n为基点与测线交叉点个数,δi 为第i个基点与测线交叉点上磁场差值,单位为nT。 经统计δ值约为 2 nT。由重复测量和磁测精度结 果表明,测量仪器工作正常,精度满足工作要求。 图2 71线重复测量对比图 2. 4 数据处理和成图方法 在野外期间,每天收工后均在室内手工绘制磁 测剖面草图。野外工作结束后,为确保微机成图数 据的可靠性,防止在输入数据时人为造成的错误,采 取以下检查措施 1 将输入数据打印成册与野外记 录本中的数据逐点对比 ;2 将微机成图剖面与野外 室内人工成图剖面逐线对比,对原始数据和输入机 内数据及场变化特征不相符合或有疑点段线进行全 面检查,发现错误及时改正,以确保初始数据质量。 磁测数据经正常场、 日变等改正后,绘制正式剖 面平面图。再采用网格距为10 m10 m ,2点滤波 的网格化数据,绘制 △T等值线平面图图 3 。经与 平面剖面图对比,磁场未出现明显失真现象,说明网 格距、 滤波参数、 等值线间距选择合适。 3 地面高精度磁法资料的应用 3. 1 区域磁场结构及其反映的地质意义 对比1∶100万航磁 △T图发现,在胶东地区无 论是 “焦家式” 金矿,还是 “玲珑式” 金矿,多数金矿区 位于航磁异常附近的低负磁场区及其梯度带上,如 焦家、 玲珑、 灵山沟、 新城、 大尹格庄、 夏甸等,表明利 用航磁资料可以宏观预测金矿田床的空间分布, 而该普查区正位于航磁北东向的负磁场梯度带上, 说明该区也是金成矿有利区。然而,通过本次小范 围、 大比例尺地面高精度磁法测量结果,磁场面貌并 不单调,以北东向招平剪切带为界,西侧以变化的相 对高背景磁场为特征,局部异常形态、 方向多变;而 东侧以变化相对平稳的磁场为特征,仅南部受测区 限制情况不详。由实测物性和野外踏勘获悉,西侧 不仅有古老的胶东群变质岩系地层出露,而且侵入 的花岗岩体磁性变化较大,局部地段还出露有闪长 玢岩;东侧主要出露磁性相差不大的花岗岩体。因 此,上述不同的区域磁场结构特征反映了不同的岩 86 地质与勘探 2000年 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 石组合特征,西侧磁场结构特征反映一套不同磁性 岩石组成杂岩体,其中有一定走向的线性异常可能 为闪长玢岩反映,而等轴状异常则为胶东群反映;东 侧反映的是一套较为稳定的花岗岩体。据此区域磁 场结构特征可大致划分出不同岩性的空间分布范 围,了解其规律性,为金成矿及找矿预测提供依据。 图3 某普查区磁异常等值线平面图 3. 2 磁场反映的剪切带变形构造系统 研究表明,该普查区基底构造、 成矿期韧性剪切 带构造和成矿期后脆性断裂构造以及旁侧的次级脆 性构造、 羽状裂隙复合控制了金矿的形成与分布。 次生构造主要为剪切带构造及其派生的次级羽状裂 隙,为本区最重要的控矿因素。因此,查明本区剪切 带构造系统分布规律,在找金矿勘探过程中具有重 要意义。根据已知剪切带构造磁场特征,结合野外 地质观察,编制了剪切带变形构造系统地质图,推断 出20余条剪切带,其中编号剪切带8条图 4 。 1 东西向剪切带 F1剪切带位于ZYC公路南 侧47线附近,走向近EW ,区内长约1 000 m ,与同一 方向的河流走向一致。磁场特征和地质观察表明, 该剪切带由一系列平行的剪切构造带组成,地表岩 石蚀变破碎强烈,可能是一条蚀变破碎带。 图4 某普查区剪切变形构造地质图 Q 第四系;HOγ 胶东群;IGy 碎裂状黑云变粒岩;γ5 花岗岩; μ 碎裂状花岗岩;γl 花岗质碎裂岩;jlγ 钾化、 糜棱岩化花岗岩; jγl 绢英岩化碎裂状花岗岩;Hj 黄铁绢英岩;1 实测及推测剪 切带;2 实测及推测地质界线;3 岩层产状;4 金矿化点 2 北东、 北北东向剪切带 以招平剪切带 F 3 和F′ 3为代表,是该区段内的主干剪切带,总体走向 NNE15 ～40,局部近SN ,区内长约6 km ,宽100 m～ 300 m ,由多种蚀变岩组成,局部地段黄铁矿化发育, 左行压扭特征明显。北东部的宽度由磁场梯度带可 大致确定,南西部由于受普查区范围限制宽度不详。 该剪切带在 △T上延500 m后其磁场特征基本消 失,说明切割深度不大。 3 北西向剪切带 F4剪切带位于区内西北部 SK的N侧,走向NWW ,长500 m ,宽20 m～40 m ,倾 向NE。显示了左行压扭性特征,主要由花岗闪长质 碎裂岩组成,岩石硅化和绢云母化明显;F5剪切带 位于区内中北部的QCG附近,走向NWW ,区内长 900 m。该带切割、 错断了NE向的招平剪切带,使其 向NW位移约100 m;F6剪切带位于LXC村西,走向 NWW ,区内长1000 m;F7剪切带位于区内南部DBCZ 附近,走向NWW ,区内长约800 m。该带由多种蚀 变岩组成,局部地段黄铁矿化发育,并且切割、 错断 了NE向招平剪切带,使其向NW位移约70 m。 从空间分布看,上述4条剪切带不仅产状基本 一致,而且具有近等距排列特点,表明它们可能是受 同一构造应力作用结果。在上述剪切带的SE端与 招平主剪切带交汇部位均发现了金矿化,反映其对 金矿富集具有明显的控制作用。根据上述各组剪切 带的成生时期、 展布规律、 形态产状、 力学性质、 复合 关系、 相互穿插和切割关系等综合分析认为,EW向 剪切带形成最早,NE、NNE向剪切带次之,NW向剪 切带最晚。这与区域构造总体规律吻合。 3. 3 金矿地质 地球物理找矿模型与找矿预测 3. 3. 1 金矿地质 地球物理找矿模型 1 “主剪切带型” 金矿地质 地球物理找矿模 型XD金矿床 Ⅰ 号矿体位于招平主干剪切带中,属 “焦家式” 金矿类型。矿体多呈脉状、 细脉状、 浸染状 及带状。其上盘为胶东群,下盘为花岗岩,矿体区岩 石破碎、 蚀变强烈。地面磁法 △T曲线在矿体上方 有明显的低磁场区,远离矿体上盘为较高的磁场区, 下盘为相对低的磁场区。对此矿体地质、 地球物理 特征分析,可基本概括出 “主剪切带型” 金矿地质 96 第3期 梁德超地面高精度磁测在胶东某金矿普查区的应用 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 地球物理找矿模型图5a。 2 “次级剪切带型” 金矿地质 地球物理找矿模 型XD金矿床Ⅶ 号支脉矿体位于主干剪切带旁侧的 次级剪切带上,属 “玲珑式” 金矿类型。其上、 下盘均 为花岗岩岩体。矿体呈细脉状、 网脉状赋存于剪切带 下盘。地面磁法 △T曲线在矿体区上方有明显低磁 异常,远离矿体区上、 下盘则为相对高的磁场区。对 此矿区地质、 地球物理特征分析,可基本概括出 “次级 剪切带型” 金矿地质 地球物理找矿模型图5b。 图5 “主剪切带型”a和 “次级剪切带型”b 金矿地质 地球物理找矿模型 1 第四系;2 胶东群;3 蚀变破碎带;4 花岗岩;5 金矿体 3. 3. 2 找矿预测 从上述两种类型的找矿模型中,可提取出相似 的地磁标志,即 △T磁场梯度带、 过渡带及相对低负 磁场区是找金矿的有利区。据此,结合该区地质成 矿条件和部分探槽样品化学分析资料,提出了4片 找金有利区。 3. 4 工程验证结果评价 在一号找金有利区所施工6个钻孔,有5个孔见矿, 矿体垂直厚度在0.89 m～3.40 m之间,多数矿体垂直厚 度大于1.0 m,品位在1.6510- 6～6.5610- 6之间;在二 号找金矿有利区所钻2个钻孔,有1个孔见矿,矿体垂直 厚度0.6 m,最高品位3.410- 6。 初步钻探结果表明,其见矿率较高,从而验证了利 用高精度磁法资料开展找矿预测的有效性和正确性。 4 结论与认识 1 本次采用的地面Hc - 95氦4 He 光泵磁力仪 性能稳定,方法技术正确,效果明显。对弱磁性差异 地区开展以找金为主的矿产勘查具指导作用。 2 尽管本区岩矿石磁性差异不大,但通过大 比例尺、 高精度磁法测量所获得的磁场结构清晰,反 映了不同岩性的空间分布特征,对研究金成矿环境 具有重要意义。 3 根据磁测结果和地质观察,编制了剪切带变 形构造系统地质图,实测和推测剪切带构造20余 条,这对进一步研究剪切带构造的控矿作用具有重 要启发。 4 根据已知金矿体区地质观测和磁法测量资料 的研究,建立了 “主剪切带型” 和 “次级剪切带型” 金 矿地质 地球物理找矿模型。在此基础上,提取出 地磁找金指标,优选出四片找金有利区,经初步工程 验证,有很好的见矿率。 [参考文献] [1] 邓 军,翟裕生,杨立强,等.论剪切带构造成矿系统[J ].现代 地质.199812 ,4493～500. [2] 王炳成.胶东西北部金矿床成矿物理化学条件初探[J ].山东地 质.199410 ,11～9. [3] 顾留成,等.胶东破碎带蚀变岩型金矿床的地质 地球物理 地球化学模型及评价指标研究[M].济南山东科学技术出版 社,1996.178～193. [4] 管志宁.我国磁法勘探的研究与进展[J ].地球物理学报. 1997 , 40299～307. [5] 岑岳忠.航空氦4 He 光泵磁力仪的研制和应用情况地球物理 与中国建设[M].北京地质出版社,1997.275～277. APPLICATION OF GROUND HIGH- PRECISION MAGNETIC MEASUREMENT TO THE RECONNAISSANCE OF ONE GOLD MINE IN EASTERN SHANDONG LIANGDe - chao ,DENGJun ,Y ANGLi - qiang Abstrac The application of ground high - precision magnetic measurement to the reconnaissance of one gold mine in eastern Shandong is briefed. After the large scale ground high - precision magnetic measurement and preliminary engineering testing ,more than 20 shear structures were identified , 4 prospects for gold prospecting were outlined , and ore bodies over pay grade were met in 6 out of 8 drill holes. The ground high - precision magnetic measurement is an effective and feasible means for exploration. Key words high precision , magnetic measurement , deation str ucture , gold , prospecting and prediction 第一作者简介 梁德超1963年- 2000年 , 男。1987年毕业于成都地质学院三系地球物理勘探专业。曾任国土资源 部航空物探遥感中心综研室副主任,高级工程师,主要从事地球物理资料的生产和应用研究工作。 通讯地址北京市学院路29号 国土资源部航空物探遥感中心 邮政编码100083 07 地质与勘探 2000年