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1、综合航空物探方法在金矿勘查中的应用研究以新疆康古尔塔格地区金矿勘查为例吴其反张天阁王庆华蔡玉梅正( 国土资源部航空物探遥感中心, 北京, 100083)摘要 通过对新疆康古尔塔格地区K 号和? 号金矿进行的试验研究, 结合测区的地质与地貌的实际情况, 确立了空中和地面地球物理测量条件, 建立了本区寻找金矿的综合地质地球物理标志; 应用综合找矿标志, 圈出了该区金矿远景区 10 个, 经地面 查证发现了其中含金矿化蚀变带 5 处, 并确认该区石炭系苦水组地层为新的含矿层。 关键词航空地球物理 航空物探异常地面检查 金矿勘查新疆康古尔塔格 分类号P 627 P 631航空地球物理方法在矿床勘查中具
2、有十分广泛 的应用前景1 3。 固体矿产的形成通常与许多地质 过程或事件密切相关, 这些地质过程 (如某些矿化蚀 变作用) 通常会导致原地岩石的物理性质发生变化, 为航空与地面地球物理测量在矿床勘查中的应用奠 定了基础4 6。 康古尔塔格地区是我国西部新疆金矿勘查的重 点地区之一。 多年的地质调查与勘探已在该区发现 了多处金矿与金矿点7。 为了加速查明本区的矿产 资源, 为我国西部地区下世纪提供大型的矿产资源 基地, 1990 年原地矿部航空物探遥感中心承担了该 区面积为 6 300 km 2 的综合航空地球物理测量 ( 包 括航磁、 航空电磁与航空放射性测量) 任务。为苦水组与雅满苏组地层的
3、分界线, 断裂中充填了 部分酸性岩浆岩, 它们控制了本区部分金及多金属 矿床的分布。 区内石炭纪地层广泛出露, 其岩性主要为火山 岩、 火山碎屑岩、 砂岩及粉砂岩, 局部地区为厚度变 化较大的第三系及第四系地层, 并不整合于老地层 之上。 地质普查发现区内金矿主要位于雅满苏断裂 附近的石炭纪雅满苏地层中的不同岩性接触带上, 并受近东西向韧性剪切带的控制。 矿化蚀变类型主 要为黄铁绢英岩化、 硅化、 绿泥石化、 磁铁矿化、 碳酸 盐化与钾化等。 如图 1 所示, 前人在该区已发现了K 号和? 号金矿。 K 号金矿区内发现了 3 条含金蚀变 带与 10 多个金矿体, 矿带长均在 1 km 左右,
4、矿体 呈脉状及扁豆状, 它们位于安山岩与凝灰岩的接触 带上。 矿体的品位为 7138 9120 gt。 金矿体中的矿1地质背景 物主要为自然金、 黄铁矿、 黄铜矿、 方铅矿、 闪锌矿、 磁铁矿、 褐铁矿与黄钾铁矾矿等。? 号金矿中共圈出 含金蚀变带 10 余条, 蚀变带通常长约 800 m , 宽约 数米到数十米不等, 金铜矿体 12 个, 其中最大的矿 体长约 500 m , 宽约 6 8 m , 出露地表矿体的含金 量为 0179 14110 gt, 矿物成分主要为自然金、 黄 铁矿、 黄铜矿、 磁铁矿与黄钾铁矾矿等。60 年代以来, 本区先后开展了不同程度的地质 调查 , 为开展航空地球
5、物理测量及资料的地 质解释提供了基础。 测区内近东西向展布的两条深 大断裂分别为康古尔塔格断裂与雅满苏断裂。 其中 康古尔塔格断裂带内充填了大量基性与超基性岩 体, 并伴随有热液型的铜镍矿床分布; 而雅满苏断裂 “加速查明新疆贵重有色金属大型矿产资源基地” 项目 (852902207208) 专题的部分成果第一作者简介: 吴其反, 男, 1963 年 4 月生, 高级工程师, 主要从事航空地球物理资料解释研究工作 1正 收稿日期: 1999203225编辑: 曲梅兰 新疆地矿局区调大队 1 阿奇山幅、 卡瓦布拉克幅 120 万区域地质图及说明书 11965 新疆地矿局第六地质大队 1 康古尔塔
6、格遥感解释地质图 11986 新疆地矿局第一区调大队 1 康古尔塔格 120 万区域地质调查报告 11988国土资源部航空遥感中心 1 新疆康古尔塔格地区高精度航空物探综合研究报告 11995图 1 K 号和? 号金矿地质图F ig. 1 Geo log ica l m ap of N o 1K and N o 1? go ld depo sit sT 为凝灰岩; 为安山岩; 11 含金蚀变带; 21 金矿体; 31 断层; 41 钻孔位置查中的效果, 我们分别在K 和? 号金矿体上进行了 方法有效性试验研究。 三个不同飞行高度的试验结 果见图 2。 在 40 m 的飞行高度剖面上, 金矿异常
7、最 为明显。 其特点是地磁、 电磁、 总辐射量率及钾含量 均为高异常, 而钍为低异常; 60 m 高度剖面上, 各类2综合地球物理测量方法有效性研究本次进行的航空地球物理测量是采用 D H C 26 型双水獭飞机携带的 H C 285 型光泵磁力仪、GA D 26 型四道伽马能谱仪、T r idem 三频电磁综合测量系统 与应答导航定位系统完成的。 数据采样率分别是: 航 空能谱测量的为 1 次s; 航空地磁与电磁测量的为 2 次s。 金矿在其形成过程中往往要发生一系列的 矿化 蚀变作用。 这些蚀变作用的产物通常导致矿石与围 岩之间产生明显的磁性、 电磁性及放射性差异, 为应 用综合地球物理测
8、量寻找与金矿形成密切相关的矿 化蚀变作用奠定了物质基础。 如本区金矿蚀变岩含 有一定量的磁铁矿、 褐铁矿等强弱的磁性矿物, 黄 铁矿与黄铜矿具有较好的导电性, 黄钾铁矾矿具有 高含量的钾, 这些均为本区进行的航空地磁、 电磁与 放射性测量方法的有效性奠定了基础。 但是, 由于与 金矿形成相关的蚀变体规模不大, 且具有一定的埋 藏深度, 因而引起的航空地球物理异常的幅度与规 模通常较小, 应用常规地球物理测量及数据处理方 法较难鉴别。 因此, 为了提高航空物探在本区金矿勘异常仍有显示, 而在 80 m高度的剖面上异常不明 显。 因此, 考虑到飞行的安全性与异常的可靠性, 我 们选择飞行高度为 6
9、0 m , 并在可能情况下, 将飞行 高度降低, 以提高异常的分辨率。 地面伽马能谱测量 试验分别采用 1, 2, 3, 5 m in 累计测量时间和加密采 样点距进行。 试验结果表明, 采用 3 m in 累计测量时 间与 5 10 m 的点距获得的异常最明显 ( 图 2)。 因 此, 在现有测量条件下, 通过加大测量比例尺和降低 飞行高度来提高空中测量的异常识别能力; 而通过 加密测点及延长测量时间来提高伽马能谱的测量精 度, 从而有效地获取与金矿赋存相关的异常。 本次航空地球物理测量的比例尺为 1215 万, 线路为 250 m , 平均飞行高度为 60 m , 测区面积为 6 300
10、km 2 , 测线长共计25 000 km 。 经数据处理后 分别 获 得 了 如 下 参 数 的 剖 面 平 面 图: 磁 场 T , 520 H z, 2 020 H z 及 8 080 H z 实虚分量电磁、钾含 量、 铀含量、 钍含量与总辐射量率剖面图和如下参吴其反等:第 4 期综合航空物探方法在金矿勘查中的应用研究 以新疆康古尔塔格地区金矿勘查为例81正图 2 K 号和? 号金矿体不同高度综合地球物理测量剖面图R esu lt s of syn thesized geop hy sica l su rvey ing on th ree d ifferen t a lt itudes
11、over N o1K and N o1? go le depo sit sF ig. 2数的等值线平面图: 磁场垂向一次导数、 向上延拓、 视磁化率和电阻率等值线图, 以及钾、钍、铀彩色合 成图, 磁、 总辐射量率、 电阻率彩色合成图像等图件。 它们直观地显示了地球物理异常与金矿远景区的相 对位置分布特征。对应异常的成因。 例如地球物理异常是由地面人文干 扰引起还是由地质体或矿体引起的。 本次地面异常的 查证主要采用磁法、伽马能谱与甚低频法, 并结合地 面地质观测与风化层化探取样分析等方法完成。 经 过航空与地面地球物理异常的分析, 共发现200 多个物探异常, 经综合地质资料分析圈出找矿远
12、景区 10 个, 优选出首批异常 15 个。 它们对应的地表 露头岩石均存在不同程度的矿化蚀变, 痕金分析显 示, 岩石中金含量较高, 并对其中 5 个矿化蚀变较强 与异常规模较大及金含量较高的矿点进行了详细的 地面地质与物化探工作, 圈出了矿化蚀变带的分布范 围 (图 3) , 现简介如下。 ( 1) C 2160- 2 异常异常对应的含矿蚀变带位于 雅满苏大断裂上的石炭纪雅满苏地层。蚀变带共由 3 条长 300 1 000 m , 宽 2 25 m 的次级蚀变带相互 平行展布于安山岩与闪长玢岩之间的砂岩中, 其岩性 与矿物主要为强硅化石英斑岩和砂岩、绿泥石、褐铁 矿、黄钾铁矾矿及石英脉。痕
13、金分析结果显示个别样 品的金含量为 20010- 9 , 常量分析结果为 0128 10- 6。 经工程揭露, 发现 6 个含金矿体。 矿体厚 0173 综合地球物理资料的解释与分析311地球物理异常分析与找矿标志的建立 图 2 为K 号与? 号金矿体上地球物理异常剖面 图。以康古尔塔格K 号矿体为例, 现将各类异常特征 简述如下。 航磁与地磁异常主要为金矿带中的磁铁 矿引起。 航空与地面剖面中的钾异常反映了矿带中 普遍存在钾化现象, 如矿体在近地表可见大量橙黄色 的黄钾铁矿; 铀异常并不普遍存在, 这可能与构造作 用的分布有关。 如铀异常通常位于矿体一侧的破碎带 上, 这可能是构造后期铀元素
14、重新富集的结果。钍异 常值普遍较低, 可能与蚀变带中碳酸盐化和硅化程度较高有关。总辐射量率(U r )为钾、钍与铀的综合反 映。三频电磁测量结果的实、虚分量均存在明显的 异常。 其场源主要为矿体中含有的黄铁矿与黄铜矿等 硫化物, 也与破碎带中的含水层相关。在金矿体的外 围地区也存在一些单一参量的异常, 如电磁参量、地 磁异常或能谱参量异常等, 但尚未发现与金矿体存在 对应关系的组合异常。为此, 我们确定本区寻找金矿 的综合地质地球物理标志为: 在石炭系不同岩性界 线附近出现的弱磁异常, 高钾、低钍与弱电磁异常及 伴随不同程度的矿化蚀变。312 地球物理异常的处理 本区地球物理异常的处理主要包括
15、异常的筛选 与弱异常的增强两方面。 利用以上建立的综合地质 地球物理找矿标志, 结合地球化学资料, 筛选出位于 金元素化探晕异常区的具有弱小地球物理异常为金 矿远景异常, 而规模较大的强磁异常通常反映的是基 性及超基性岩体。 而大面积的电磁异常则为本区广泛 分布盐碱地的反映。由于本区广泛分布了大面积的火山岩与盐碱地, 它们给磁异常与电磁异常造成很强的干扰, 往往压制 了由蚀变岩及矿体引起的较弱异常。为此, 我们采用 垂向导数与求剩余异常的方法处理磁法及电磁测量 的数据, 用以突出弱的磁及电磁局部异常。采用钾和 钍比值运算来突出矿化蚀变程度及图像增强技术突 出局部的弱小异常。 313 航空地球物
16、理异常地面查证结果及分析航空地球物理异常需要进行地面检查才能了解 516 m , 22182 gt,开采之中。最 长 达 300 m , 品 位 范 围 为 1102 平均品位大于 3 gt。目前浅部矿体正在( 2) C 2160- 1 与 C 2150 异常两处异常所处的矿 化蚀变带的地质背景与 C 2160- 2 异常相同。蚀变矿物 主要为黄铁矿、 磁铁矿与黄钾铁矾矿等。C 2160- 1 异常 所在区的蚀变带长大于 60 m , 宽 5 15 m 。痕金分析01110- 6 , 常量金分析结果为 3 个样品的 w (A u ) 为 3 个样品大于 012810- 6。C 2150 异常区
