高精度航空物探资料在二连浩特—东乌旗地区找矿中的应用

书书书　第３４卷第３期物　探　与　化　探Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．３　　２０１０年６月ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＪｕｎ．，２０１０　高精度航空物探资料在二连浩特—东乌旗地区找矿中的应用余学中１，２，梁月明１，丛丽娟１（１．中国国土资源航空物探遥感中心，北京　１０００８３；２．中国地质大学地球科学与资源学院，北京　１０００８３）摘要：针对二连浩特—东乌旗地区１∶５万高精度航空物探勘查（磁、电、放）发现的一大批有找矿意义的航磁、航电和航放异常，结合化探、地质等资料，深入研究了高精度航空物探资料，分析该地区的成矿规律，圈定出找矿远景区和重点找矿靶区。为充分发挥航空物探异常潜能，对部分异常进行了相应的地面查证工作。认为高精度航空物探资料对寻找铁矿和以铜为主的多金属矿产效果比较明显，这对地面找矿具有指导意义，将促进该地区矿产勘查的进度和有效突破。关键词：高精度航空物探；找矿远景区；异常查证；铁矿；铜多金属矿中图分类号：Ｐ６３１．２　　　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１０００－８９１８（２０１０）０２－０２６９－０６　　中蒙边境及其附近区域泛指中国内蒙古、新疆和甘肃与蒙古国及俄罗斯接壤地带，大地构造处于华北板块与西伯利亚板块过渡带及接合部位。区内古生代地层出露广泛，断裂带纵横交错，岩浆岩十分发育，金属矿床（点）星罗棋布，是中亚成矿带的重要组成部分［１］。通过多年的系统工作，目前中、蒙、俄三国地质工作者先后在该区域内发现铜矿床和矿化点数百处，西从新疆东天山的延东—土屋斑岩型铜矿床、甘肃北山的公婆泉斑岩型铜矿床、白山堂斑岩型铜金矿床，向东延伸，经过内蒙古的霍各乞和炭窑口沉积岩型铜多金属矿床，到蒙古国特大型欧玉陶勒盖斑岩型铜金矿床、大型的查干苏布尔加斑岩型铜钼矿床，再延伸到内蒙古东部的小坝梁铜金矿床、奥尤特铜矿和乌奴格吐山斑岩型铜钼矿床，整个成矿带长数千公里，宽几十到近百公里，成为中国北方和蒙古国南部重要的成矿区带［２－３］。其中蒙古国的欧玉陶勒盖矿床以规模大、品位高和杂质少而著称于世。该成矿带东部的中国二连浩特—东乌旗一带，目前已知的铜、金、铅锌矿点有２０多处，初步的地质调查和化探工作认识到大多数铜矿床（点）和铜钼多金属异常与华力西期和燕山期中酸性岩浆活动有关，只是目前还没有发现大型、特大型工业矿床。鉴于以上原因，中国地质调查局与内蒙古国土资源厅共同出资，由中国国土资源航空物探遥感中心组织完成了二连浩特—东乌旗地区１∶５万高精度航空物探综合站（磁、电、放）测量工作，获得了这一地区目前为止精度最高、范围最大、参数最多的一份最为完整的航空物探资料。通过对航空物探资料的分析，并结合地质、化探、成矿规律等综合研究，发现无论是指导面积性的矿产普查工作，还是某个重点异常的具体详查工作，航空物探资料都可发挥非常重要和独特的作用。１　在区域矿产普查工作中的应用１．１　区域成矿背景分析目前，二连浩特—东乌旗地区已知矿床有沙麦中型热液型钨矿床、乌兰陶勒盖小型铜铅锌多金属矿床、奥尤特小型铜矿床以及多处铁、铬、锰、铜、铅锌等多金属矿点、矿化点。根据已知矿床（点）特征分析，该区主要的找矿方向有：斑岩型铜、铜钼多金属矿床、岩浆期后高温热液石英脉型黑钨矿、超基性岩型铬铁矿、热液蚀变型铜铅锌多金属矿和矽卡岩型或沉积变质型铁矿。斑岩型铜、铜钼多金属矿床与华力西期中酸性侵入岩体尤其是斑岩体关系密切，侏罗系地层与燕山期中酸性侵入岩体接触带附近可产生钨矿床或铜矿化点。在石炭—二叠纪火山岩地层中或其与中下泥盆统地层接触带以及与中酸性岩体接触带附近，多分布浸染状、细脉状火山—次火山热液型铜铅锌多金属矿床（点）。泥盆系地层中或其与中酸性侵入岩体接触带上多产生矽卡岩型收稿日期：２００９－０８－２６基金项目：中国地质调查局华北地区基础地质调查及数据更新项目（１２１２０１０６１０４２４）资助物　探　与　化　探３４卷　和高温热液型铜多金属矿床（点），在基性、超基性岩中分布铬铁矿、镍矿等金属矿床（点），在温都尔庙群地层中分布有沉积变质型的铁矿化点［４］。１．２　圈定找矿远景区由研究区的成矿规律及找矿方向来看，高精度航空物探资料中直接或间接找矿信息非常丰富，由于超基性岩体在磁场上表现为尖峰状的强磁异常，中酸性岩体在磁场和伽马能谱中都有非常细致的反映，而火山岩地层及其与沉积岩地层的接触带在航磁和航电上反映比较明显，因此仔细研究不同物理场的区域及局部特征，结合地质和化探资料，可圈出找矿远景区及重点异常，再对这些远景区开展矿产ａ—航磁ΔＴ剖面平面图；ｂ—航放伽马能谱总道剖面图；ｃ—１∶２０万地质矿产图；ｄ—铜元素异常图；ｅ—航电高频实分量（ＨＲ）图；ｆ—航电中频实分量（ＭＲ）图；Ｎ２ｂ—上新统砂、砾岩；Ｊ１ｈ—下侏罗统砂砾岩、泥岩；Ｄ３ａ—上泥盆统粉砂岩、板岩；γＴ—三叠纪花岗岩；γＰ—二叠纪花岗岩；δμ—闪长岩脉图１　沙麦一级找矿远景区南端在航磁、能谱、地质、化探、航电图上的位置·０７２·　３期余学中等：高精度航空物探资料在二连浩特—东乌旗地区找矿中的应用普查工作，对重点异常开展详查工作，就能非常有效、快捷地指导地面找矿工作，有可能在短时间内实现找矿工作的重大突破。１．３　根据找矿远景区进行矿产普查实例基于对研究区内成矿规律的认识，利用取得的高精度航空物探资料，在二连浩特—东乌旗地区圈出了多处找矿远景区，图１是其中的沙麦一级找矿远景区中的一部分。由地质资料可知，沙麦一级找矿远景区北西侧的燕山期沙麦岩体呈长方形的岩基状伸展，长轴为北东—南西向。岩体在东南端侵入下侏罗统红旗组砾岩、泥岩、硬砂质砂岩等地层中，再往外则是第四纪冲洪沉积层覆盖。在岩体与侏罗系地层接触处，围岩发生明显的热变质，角岩化普遍存在，靠近岩体变质较深，出现红柱石黑云母角岩，远离岩体依次变为斑点板岩和片理化砂砾岩［５］。沿着岩体与地层的接触带附近已发现沙麦中型黑钨矿、毕鲁特钨矿化点和乌苏达音乌拉铜矿化点，因此是一个比较重要的成矿带。从航磁和伽马能谱图上都可以清晰地反映出岩体与地层的物理场特征以及接触带的展布情况，并在接触带附近分布一些航磁和伽马能谱局部异常，这些局部弱异常多为岩基边缘的岩枝或岩脉引起，对于寻找热液型或斑岩型的多金属矿产具有非常重要的意义。在航电高频实分量图上，在岩体与地层的外接触带上分布较多的局部异常，这些高频电磁异常多为地表或近地表的含水洼地、构造破碎带或良导体引起。在中频实分量图上，异常反映了具有一定埋藏深度的良导体，虽然强度有所降低，但可以清楚地看出，地层的电磁响应强度要明显高于岩体的，已知的位于岩体外接触带的沙麦中型黑钨矿在高频和中频分量图上反映都非常明显。通过地面踏勘，就可排除地形、矿化水等因素引起的电磁响应，从而可推断不同电磁异常的引起原因，发现与金属矿化有关的良导体，指导地面找矿工作［６］。通过对航磁蒙Ｃ２００７２７５异常区开展１∶１万地质填图及化探测量工作，已发现８处铜矿化点，其中４处位于内接触带，４处位于外接触带。这些铜矿化体长１０～５０ｍ不等，宽约０．５～１ｍ，可见大量的褐铁矿化、孔雀石、铜兰以及蓝铜矿等，样品化验结果铜最高含量可达１．１９％，金最高含量可达１．３７×１０－６，钨最高含量可达１．２８％，银最高含量可达５７×１０－６，显示了良好的找矿潜力。现计划对上述异常区进一步开展激电扫面工作，在此基础上检查激电异常和化探异常，并在重点激电异常及铜矿化体上部署激电测深剖面，最后再布置钻孔进行验证。随着后续工作的渐次展开，研究区范围内的铜多金属矿勘查将渐入佳境。利用高精度航空物探资料对圈定的东乌旗北东查干陶勒盖一级找矿远景区中的部分区域也开展了１∶１万地质填图及化探测量工作，相继发现了铜矿化点两处和硅化、褐铁矿化蚀变带多处，其中在铜矿化点处可见非常明显的孔雀石、铜兰、蓝铜等，并且很好地吻合化探铜异常。在激电扫面异常图上，北东向延伸的高极化（极化率值在６％以上）、低阻异常非常明显和普遍，有的对应地表的褐铁矿化带，也显示了良好的找矿潜力。目前，以内蒙古地质调查院为主的有关单位已在二连浩特以北的乌日尼图和达来附近相继发现了３处中型乃至大型的斑岩型钼矿床，这些斑岩型钼矿床均与华力西期中酸性侵入岩关系密切。在高精度航空物探参数的图件上，尤其是航磁和航空伽马能谱异常图，这些斑岩型矿床都位于呈面状延伸的岩体边缘，显示为局部弱异常，有的虽没有异常显示，但非常清晰地显示出位于不同物理场的接触带附近，因此也可以通过高精度航空物探资料首先圈定有利的找矿远景区，继而开展详细的地面工作。２　对重点异常直接开展找矿工作的应用除上述利用航空物探资料圈定有利的找矿远景区外，也可对高精度航空物探资料中的重点综合异常或单磁异常直接开展详细的地面查证工作，以寻找有磁性的矿体，如铁矿、铬矿等，以及与中基性岩浆岩有关的多金属矿产。２．１　重点组合异常的详查实例图２为二连浩特西南部的芒和特磁、电、放组合异常和地质特征。１９５８年航磁测量在芒和特地区的温都尔庙群地层中发现Ｍ０２／１２异常，１９５９年内蒙古地质调查局物探队通过地面检查确定该异常为沉积变质铁矿引起，但认为规模小，不具工业意义。在２００６年高精度航空物探综合站测量中，异常反映的非常清晰，表现为起伏变化的团块状正磁场背景中的尖峰状强磁异常，异常呈北东向延伸，长４ｋｍ，宽约１．５ｋｍ，幅值为１１６０ｎＴ，梯度１５００ｎＴ／ｋｍ。从磁场特征分析，异常所对应的场源体应具有一定的规模及延伸。对该异常进行了二维半的正反演拟合（图３），由拟合结果可知：在磁化率为５５００×１０－５ＳＩ的温都尔庙群变质基性火山岩地层中分布一强磁异常体，其磁化率可达１３０００×１０－５ＳＩ，磁化强度为４．９Ａ／ｍ，宽度大于２ｋｍ，向下延伸可达１ｋｍ，推测为沉·１７２·物　探　与　化　探３４卷　ａ—航磁ΔＴ剖面平面；ｂ—地质矿产图；ｃ—航放伽马能谱总道剖面；ｄ—航电中频（ＭＲ）实分量剖面平面。Ｑ４—风成沙；Ｑ３—砂砾岩；Ｋ１ｌ—砂、泥岩；Ｊ３ｍｋ—晶屑凝灰岩；Ｃ２ｂｂ—杂砂岩、板岩夹安山质凝灰岩；Ｐ２ｚｓ—砂岩、灰岩；Ｃｈ—Ｊｘｗ—温都尔庙群火山沉积变质岩；γπＪ—花岗斑岩；γＯ—斜长花岗岩图２　芒和特组合异常在地质及物探图上的异常特征图３　Ｍ０２／１２异常正反演拟合剖面积变质型铁矿体，因此其实际规模要比地表所见大很多［６］。航磁Ｍ０２／１２异常在航空伽马能谱图上对应蒙Ｔｈ２００６２异常，该放射性异常北东走向，在４条测线上有明显反映，最高含量为３０×１０－６。与钍异常相对应，钾、铀含量仅有较弱的异常反映。对比地质图可知，钍异常对应温都尔庙群地层中出露的一小片燕山期花岗斑岩。从航空物探资料可以看出，岩体的钍含量较高，钾、铀偏高，同时具有较强的磁性，与典型的花岗斑岩具有一定的差别，因此推断该岩体存在物性变化或与岩浆热液活动和蚀变作用有关。另外，在航电异常图上，该位置北约５００ｍ在低频虚分量（ＬＩ）、中频实、虚分量（ＭＲ、ＭＩ）和高频实分量（ＨＲ）上都有明显的异常显示（未进行异常编·２７２·　３期余学中等：高精度航空物探资料在二连浩特—东乌旗地区找矿中的应用号），为条带状弱异常，走向ＮＥ６０°，控制长度２ｋｍ，半极值宽约４００ｍ（图２），推断为温都尔庙群地层中呈北东东向延伸的带状低阻体引起。因此该异常为磁、电、放组合异常，定名为芒和特组合异常。该组合异常特征表明，芒和特铁矿化点之下可能有规模较大且具低阻电性特征的隐伏金属良导体或铁矿体分布，是新发现或扩大已知矿床的重要线索。地质资料表明，芒和特一带分布两处沉积变质型磁铁矿化点，除芒和特铁矿化点外另一处为通格特铁矿化点［７］。通格特铁矿化点在磁场上表现为叠加在宽缓正磁场中的局部弱异常，只在一条测线上反映明显，对应的航磁异常编号为蒙Ｃ２００６２７６异常。处于同一测线上的蒙Ｃ２００６２７５异常与蒙Ｃ２００６２７６异常形态相似但强度稍大，因此推测其也是磁铁矿的反映。此外处于相同构造环境和地层中的蒙Ｃ２００６９２、９３、９４、９５、２７４异常也具有类似的磁场特征，是寻找沉积变质型铁矿的重要线索。这里蒙Ｃ２００６２７４