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，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 的范圍內測量，兼顧基站內側與野外探測，測量結果可實時存儲，且精度誤差不超過1%。該省宣州市榨門口地區主要有銅多金屬礦物分布，采用物探技術進行勘查，并結合礦物地質規律，便可準確找到金屬礦的具體位置，使勘探工作效率極大提升，迅速提高金屬礦產量，為區域經濟發展提供強大支持。

1 區域基本情況

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^處于低山丘陵地帶，地勢平坦，四周被第四系覆蓋。當地屬于溫帶季風氣候帶，四季分明，年均溫度15℃，年均降水量1500mm。區域內物產豐富、勞動力充足，以農業為主，水源和糧食豐富，電力設施配置完善，為礦山開采提供有利的外部環境。該區域以往曾經開展過小比例尺的地質調查工作，物探工作程度相對較低。該項工作是礦區地質預查項目的重要內容之一，主要內容是在現有地質成果的基礎上，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進行分析，從而更加深入的了解查區第四系與其他覆蓋層下隱伏巖體情況，為后期地質找礦工作開展提供依據。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 礦區地質特征

2.1 地層構造特征

2.1.1 地層

勘查區在涇縣—水東復向斜中蔡家壩向斜南翼偏核部，地層為泥盆系上統五通組（D3w），上下兩段巖性各不相同。上段：上部為灰黑色粉砂質頁巖、炭泥質粉砂巖夾煤層，分布在區域南部。下部為灰黑色粉砂質泥巖、粉砂質頁巖。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 構造

區域內含有褶皺和斷裂兩種構造形式，褶皺為蔡家壩向斜，北西翼部分地層向北西倒轉，正常地層傾角也較陡峻，為軸面向北西傾斜的倒轉向斜，存在磁異常情況。斷裂構造活動較為強烈，包括周王深斷裂、江南深斷裂，根據區域構造分析，該范圍內蓋層中北西向斷裂發育。

2.1.3 航磁異常特征

根據以往地質調查資料可知，該勘查區存在航磁異常情況。結合航空磁測內容可知，強度在500r 左右，曲線波動平緩，峰形圓滑，梯度緩，在北東方向出現雙峰，300r 等值線形狀不規則，異常特征可能受巖體影響。覆蓋區內部異常下根據地層產狀、厚度分析應為三迭系下統灰巖地層，預測在巖體與灰巖接觸帶、巖體本身具有成礦可能性。

2.1.4 礦（化）點特征

區域內帶鐵礦點的位置，礦體賦存于石炭系下統高驪山組灰色、紫色細砂巖及頁巖中。通過觀測發現兩層鐵帽，呈層狀產于泥質粉砂巖中，與地層產狀大體相同。礦石結構為膠狀粉末狀，主要為赤鐵礦，其次為褐鐵礦，石英量較少，Fe 含量在7.87%～29.46%范圍內，SiO2含量在292.56%～45.54%范圍內。

2.2 巖、礦石地球物理特征

根據礦石物性測定結果，工作區域內出露巖石磁性特征表現如下。一是區域內出露地層為組合形態，包括石英砂巖、硅質巖及碳酸鹽巖等，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，受風化、蝕變等影響，使原巖磁性變弱。三是與其他礦化體相比，磁鐵礦的磁性較強，可引起較大的n×100nT 異常情況。根據上述分析可知，區域內隱伏的巖體、磁鐵礦的磁性強度、規模等，與其他無磁性地質體相比磁場分布特征較為顯著，為后續磁測工作開展打下了良好的地球物理基礎。

2.3 找礦方向

在地質環境相同的情況下，可根據地層巖性、圍巖蝕變等進行找礦，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，與原生沉積環境緊密相關；后成層控礦床作用于后期階段，在較老巖系的成礦物質中，經過地下水搬運形成礦床；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；噴流—沉積層控礦床受生殘積作用影響，個別礦體下盤網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生不均衡狀態，在不同作用機理下，朝著理化狀態轉變，在物質核能量間進行無形交換。圍巖會對物質帶出和帶入產生影響，在蝕變作用下發生理化改變，進而導致圍巖結構發生改變。蝕變程度受化學性質、流體物理等因素影響，還對圍巖物理性質具有決定作用，流體和圍巖化學性質間的差異和蝕變程度具有正比關系。

3 物探技術應用

3.1 物探網敷設

根據地質項目的實施標準，本次物探工作開展只采用高精度磁測，測量參數用△T 表示，比例尺為1：25000。在物探網敷設方面，勘查范圍內根據D 級點成果進行控制測量，引入靜態GPS 定位儀布設控制網，為物探網敷設提供高精度的測量數據。因該區域為低山丘陵，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體走向布設的原則，將測量剖面方位設計為330°。為了便于后期工作開展，將磁測線距設定為200m，點距20m，在這一網度下開展工作。根據控制測量結果可知，磁測主基線利用靜態GPS 定位儀進行敷設，野外測線通視環境較好的區域用全站儀布設點位，剩余都采用超過3 個高等級手持GPS定位儀導航定位，并發揮羅盤定向的輔助作用，使物探網得以精準布設，實際磁測主基線方位偏角為5″，作業成果能夠與設定比例尺下的物探網敷設精度標準相符合。

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3.2 物探技術應用

3.2.1 高精度磁測原理

對于磁性多金屬礦來說，可通過磁法進行尋找。因磁多金屬礦與常規巖礦石相比，磁性相對較強，磁異常特征也相對顯著，通過這一特點便可提高找礦效率。在高精密磁檢測期間，需要結合工況實際特征，按照高精密檢測技術規定開展工作，由此提高檢測數據的準確性、客觀性。在戶外磁場檢測中，因受干擾因素較多，作業者應采取良好的去磁措施。在檢測期間應保持探桿直立，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生的誤差。如若相鄰測點的檢驗結果數據差異較大，需要二次檢驗。對于磁性較為穩定之處，優先布設磁測點，將垂直高度控制在0.5m 以內，水平梯度不可超過2m，且磁場變化穩定，變化幅度低于總均方差的0.5，在測點周圍無障礙物阻擋和干擾。在基點處設置日變站，并將自動檢測循環設定為20，且自動記錄檢測。在高精密質子磁力檢測器應用中，針對各個測點檢測2 次，如若兩次結果之差不超過2nT，則取均值作為最終結果；如若二者之差大于2nT，需要繼續檢測2 次，將4 次結果計算出平均值。在戶外測量中，通常面向總磁場，檢測數據便是該區域總磁場強度。

3.2.2 高精度磁測方法

首先，創建基點網與標準剖面。在高精度磁測應用中，在相對稀疏的基點網中，對地磁場變化進行嚴格校正。其次，選擇測區與測網。測區應綜合分析圍巖分布情況、研究目標、地球物理特點等，將測區面積控制在研究目標范圍的1 倍～2 倍以上，并確保觀測剖面順著相鄰構造點進入磁場中；最后，在不同高度下進行觀測。明確地表與基巖的影響，在最佳高度進行觀測。例如，在10m×10m 的微磁測范圍內，可在0.2m ～2m 的高度范圍內觀測。在磁測之前，應明確不同成分、大小、埋深的目標地質體異常效應的衰減特性有所區別，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 實際應用

根據該項目的開展目的與進度要求，前期只采用高精度磁測法，野外作業根據相標準開展活動，在作業期間，共引入3 臺型號為PM-2 的質子磁力儀，其中1 臺應用到日變觀測中，剩余均用于實際測量。在作業開展前，對儀器主機、探頭等進行精度檢驗。該項目選定白堊系南組地層為日變觀測點，因其位于勘探區的東部，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，磁測基點也可設定在日變觀測點周圍，持續測量時間超過2h，根據測得的Ta 數值區間，在區間內選定一個數值作為勘查區域地磁的正常場值。在野外測量階段，檢測人員應嚴格去磁，帶有鐵磁性的工作者應與探頭保持至少4m 的距離，手持GPS 人員定點離去時進行勘測，如若受到鐵磁性干擾性的影響，在影響較大的情況下，應做好位置記錄，確保測量結果客觀準確。以日為單位，將采集的數據信息整合起來，及時修正日變，并將采集資料備份保存，以備后續查閱。采用型號為PM-2 型質子磁力儀觀測，得出磁參數，堅持“一同三不同”原則進行結果質檢。在實際操作中，由不同人員在不同時間采用不同儀器進行檢驗，保證全區域面積性測量讀數質檢率超過3%，精度用均方誤差進行評價。為了探究該區域巖礦石區域的磁異常情況，在正式測試之前，可先采集當地巖石樣本進行檢驗。利用高精密磁力檢測儀來完成，根據測試結果可知，該區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用，可使檢測效果進一步提升，高效完成預期目標。

4 磁異常特征分析與推斷

磁異常的判斷原則如下：一是檢驗異常觀測數據與計算值是否準確，對異常數據進行準確判斷，將錯誤和異常數據剔除；二是根據標本測試對磁測數據進行處理，對比礦體所測數據與圍巖數據，再根據數據統計，按照總數的10%作為異常數據，最后對超過10nT 的正異常圈定下限值，結合異常特征進行標記；三是物探異常劃分時，根據地質情況，判斷是否有助于成礦。礦區內礦體分布有特定的地質特征，結合控礦因素和地質特征，發現找礦主要標志在于圍巖蝕變、控礦構造。該項異常特征在金屬礦床中情況較為復雜，磁場有正負極之分，兩個極展現的異常特征也有所區別。該項目中南部斷裂礦帶受地質運動影響產生，加上巖漿較為活躍，金屬礦藏巖石層的密度較大，由此引發磁異常，南部正極磁異常強度在500nT ～1000nT 之間，負極在-600nT ～1000nT 之間，具體表現如下。

4.1 地面高精度磁測△T 異常區

根據磁測結果可知，該區域內存在地磁異常情況，針對實測資料進行處理，包括水平導數、△T 化極等，使區域內磁異常平面分布特點得以直觀呈現。根據調查結果可知，預查區內△T 異常主要在北段工作區出現，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一個單峰異常情況，且規模和強度較大，峰值在620nT 左右，200nT等值線圈確定面積在5km2左右。平面形態為橢圓形，北東走向，且異常強度逐漸增加，北南側磁場梯度相對較大，且帶有負值。在南部勘測區中，△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，磁場強度、梯度均相對較小，且西南位置帶有負值，但強度較低。

在△T 化極后，磁參數異常產出位置化極異常存在相互對應的特點，且通過平面圖可直觀的體現出來。根據調查結果可知，平面分布特征與化極后較強相似，但異常東南側磁場負值位置的寬度明顯增加。根據△T 化極異常解析結果可知，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，主要表現在于單一多峰異常，強度中心平面位置朝著北側微微移動，磁場強度有所削減，兩側負值位置較為清晰，異常原題可能是近似直立、向下延伸有限的磁性體。當磁參數的水平方向為320°時，經過導數處理后，發現該礦區內導數異常主要對應于△T 化極異常中梯度較大的位置，在平面分布方面，朝著北西方向呈現出拉長、扭曲等特點。

4.2 磁測△T 異常區

針對勘查范圍內礦石特點、出露巖特征、△T 異常情況進行探究，并與現有地質資料相結合，可得出查區范圍內△T 異常強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五通組地層接觸部位已見有鐵帽。根據該區地質資料可知，在榨門口周圍還出現許多銅、鉛鋅礦化情況。結合該項目所得的△T 異常特點，可解讀為：勘查區域北側磁異常面積較大，結合上延結果可知，強度衰減速度較慢，從南到北負值范圍較寬，推理可知異?？赡芤螂[伏中酸性巖體導致，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，磁異常與礦化間的關系無法探知。根據上述研究結果可知，在異常平面分布特點方面，該礦區預查區內酸性巖體多沿著北東方向分布，且斷裂侵入，主體侵入位置與區域內北側磁異常產出地相對應，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為查區找礦遠景部位。

4.3 正、負、弱磁異常區

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

（2）負磁異常區。該勘測區域內△T 負異常分布范圍較大，與正磁異常間有明顯界限。該區域內南北兩側的周圍擁有5 個～6 個正負混合、較為規則，且較為獨立的磁體，剩余位于均片狀分布，數值不超過負幾十納特；只有測區東北位置的負異常情況與剩余區域相比強度較大，約為-150nT。

（3）弱磁異常區。該區域重點位于測區西部，由兩個帶構成，北側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，在等值線圖中呈現出串珠狀特點。該區域中的異常帶將兩類地質構造特征展現出來，前者為兩類地質分界的顯示，后者為斷裂構造的典型表現。在勘測區域中的△T 異常情況多為正值或者負值，正負混合的情況十分罕見，只有在小面積內存在。根據這一特征可知，△T 負異常的成因在于當磁體處于觀測點下方時，因受到向下方向磁場的影響，感應化強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，如若觀測點處于磁體下方或者磁化強度指向地面上方，則觀測到的△T 主要為負異常。

5 結論

綜上所述，當前國內礦產資源匱乏，對區域經濟發展產生抑制作用，金屬礦勘查工作受到高度重視。在金屬礦找礦中，應采用物探技術確定礦物異常特征，再結合地質構造規律，才可準確發現金屬種類多、含量高的礦區。在安徽榨門口銅多金屬礦的磁測項目中，通過地質結構分析、高精度磁力檢測儀器、物探技術應用，使找礦率極大提升，為后續采礦施工提供了充足的數據支持，有助于該省采礦施工質量的全面提升。