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高精度磁测在甘肃某地铌钽矿勘查中的应用研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

磁法勘探是通过观测和分析岩(矿)石或者其他探测对象的磁性差异所引起的磁异常,进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象的分布规律的一种常用地球物理勘探方法[1-4]。高精度磁测是利用高灵敏度磁力仪,在常规磁测的基础上提高测量精度,进而达到解释程度的提高[5]

矿区位于中祁连地块、敦煌地块、柴北缘造山带(全吉地块)和阿尔金南缘断裂带交汇叠加部位[6],成矿地质条件优越,区域上矿产资源丰富,地表矿化蚀变现象明显,矿区与成矿关系密切的有钾化、钠化、云英岩化,铌钽矿体分布大多呈近EW走向,主要矿体走向90°~110°方向,与其顶底板围岩及近EW向断裂构造展布近于一致,最主要的控矿构造为纵贯矿区的NWW—近EW—NEE向不同级别的由北向南的逆冲推覆断裂带以及与其呈斜交的次级断裂系统。通过高精度磁测,寻找控矿构造成为本次工作的重点。

1 矿区地质与地球物理特征

1.1 地质特征

矿区主要出露长城系熬油沟组,分布在阿尔金山两侧,构成阿尔金山脉东段的主体。该套地层与铌钽矿成矿关系最为密切,主要岩石组合为白云质大理岩、绿泥绿帘片岩、蚀变安山岩、钠长绿泥绿帘片岩、石英长石砂岩、变粒岩等[7]

矿区位于阿尔金、祁连造山带的结合部位,受阿尔金断裂系的控制,处在阿尔金加里东期铜铅锌金石棉成矿带上,大地构造位置位于塔里木板块与柴达木板块的交接地带,遭受了强烈的多期次构造变动,形成成因不同、时代不同、构造环境不同的复杂地质体,构造主要表现为NE向的断裂构造和一系列不同尺度的向北缓倾的同斜倒转褶皱[7]

铌钽矿的含量对岩性的选择在靠近主控断裂不明显,除了大理岩不含矿外,变粒岩(原岩为碱性长石花岗岩)、火山凝灰岩、变火山碎屑岩、变中酸性火山岩、构造岩(包括构造角砾岩、构造片岩)、受岩浆混染作用的火山岩、云英岩、碱长花岗岩脉等均含矿;而远离主控断裂带的部位成矿对岩性的选择明显,含矿岩性主要为具强烈的热液蚀变破碎带、变粒岩、变火山碎屑岩和云英岩化带,火山熔岩、次火山岩、斜长角闪岩一般不含矿。

本次局部磁异常解译的重点区域为Ⅲ区内第二次级分区(Ⅲ-2),该区带为矿区磁异常幅值最高区域,呈狭长的条带状分布,区内异常较复杂,出现多处异常的极大值点,是主要赋矿区域。对比地质资料,该磁异常区带出露的地层主要是长城系熬油沟组第二岩段,岩性主要为角闪斜长变粒岩、角闪二长变粒岩、斜长角闪岩及二长变粒岩。物性资料显示与成矿密切相关的角闪二长变粒岩呈强磁性。

矿区岩浆侵入活动强烈,岩性以酸性为主,呈岩株状或透镜状产出。岩浆侵入活动具多期次性,以加里东期为主,华力西期次之[7]。岩石具绿泥石化、绿帘石化、钾长石化、钠长石化、褐铁矿化、云英岩化等现象,其中与成矿关系密切的有钾化、钠化和云英岩化,因受后期构造运动的影响,岩体具片麻状构造,初步认为余石山铌钽矿可能与隐伏侵入的酸性岩体有关。辉长岩主要以脉体侵入于长城系熬油沟组内。岩石蚀变较强,普通辉石蚀变为普通角闪石。二长花岗岩总体呈近东西向展布。侵入于长城系熬油沟组中,岩石蚀变强烈,主要表现为绿泥石化、绿帘石化。

矿区矿化均匀、连续性好,赋矿岩性较单一,为细粒的灰色变粒岩,赋矿地质体因受区域构造、区域变质、动力变质作用而呈现出糜棱岩化、片理化和碎裂岩化[7]的特征。

1.2 地球物理特征

该异常区带共施工钻孔32个,见矿钻孔24个。对钻孔资料分析发现,见矿深度从0~638m之间均有分布,其中大多分布于140~350m之间,整体呈现“东、西见矿部位浅、中部见矿部位深”的规律。从取到的岩心看,含矿层岩心主要是角闪二长变粒岩和角闪斜长变粒岩,矿化主要为褐铁矿化,蚀变为绿泥石化、钾化和钠化,快速分析仪显示Nb含量约100×10-6~650×10-6,个别可达1000×10-6以上。

由图 3可知,白杨林步甲物种丰富度最高(n=33),落叶松、成熟混交林、成熟针叶林和次生混交林步甲的丰富度相近(n=25,26,27,27)。各森林类型的物种多度差异较大,相比其他3种森林类型,白杨林和成熟混交林的物种多度(n=1977,2014)明显更高,而成熟针叶林和次生混交林步甲多度(n=1885,1860)次之,落叶松林最低(n=1337)。

1 岩石磁性统计表

Table 1 Rock magnetic statistics table

  

岩石名称标本块数磁化率(10-64πSI)变化范围平均值剩磁(10-3A/m)变化范围平均值绢云绿泥片岩9234^46330458^13892硅质大理岩1155^16512036^8955变安山岩1742^48525550^13488绿泥角闪二长变粒岩1498^2604130414^278136角闪二长变粒岩(不含矿)20250^8145207544^3957796角闪斜长变粒岩6240^50036238^10073斜长角闪岩16236^8462446459^74761936二长花岗岩3057^27012627^18984辉长岩30490^2748147568^875233

可以看出,较强磁性的岩石依次为斜长角闪岩、角闪二长变粒岩(不含矿)、辉长岩、绿泥角闪二长变粒岩,弱磁性的岩石具体为绢云绿泥片岩、硅质大理岩、变安山岩、角闪斜长变粒岩、二长花岗岩。据钻探资料揭示,铌钽矿层赋存层位岩性主要为角闪二长变粒岩,且褐铁矿化明显,受此影响,含铌钽矿层的角闪二长变粒岩应该显强磁性,是引起测区高磁异常的主要原因(由于测区范围内无斜长角闪岩直接出露地表,16块标本均采自附近地区,且已有钻孔资料证实测区深部基本无厚度较大的斜长交闪岩层赋存,因此其在本区引起的高磁异常基本可以忽略)。

2 高精度磁测方法的应用与效果

2.1 数据采集与处理

高精度磁测采用采用GSM-19T型质子磁力仪,测网为100m×40m的规则网。以磁测基点为起算点,对磁测数据进行日变、高度、纬度改正,再以基点T0值为准,计算出ΔT磁异常值。在进行解释之前,使用GeoIPas软件对计算出ΔT磁异常进行网格化、化磁极、向上延拓、求导等处理。

[6][英]丹尼斯·麦奎尔.麦奎尔大众传播理论[M].崔保国,李琨,译.北京: 清华大学出版社, 2008

2.2 异常综合推断解释

本文主要利用金属氧化还原电势的差异,通过化学镀的方法在铜基表面自生长一层纳米银层,经简单的硫醇修饰后,得到了超疏水的铜表面。并研究了化学镀时间、预处理温度对表面微观结构的影响,得到结论如下:

综合垂向二阶导数、斜导数及ΔT等值线图特征,在矿区共划定断裂38条。以走向为依据将断裂归为三类,以近EW向断裂为主,多为EW向磁异常带的控制断裂,有一定规模,例如F8、F27、F31等;NE—SW向断裂数量较少,但多为磁场的分区断裂,控制作用明显,规模比较大,例如F1、F36等;NW—SE向断裂规模较小,均表现为区带内部的分块作用,例如F15、F17等(图1)。

从三组断裂的相互交切关系分析,以F1为代表的NE—SW向断裂发育最早,矿区内延伸长度不长,但其对西北部及东南部磁异常的分区作用明显;以F31为典型的EW向断裂发育相对较晚,其不仅厘定了矿区中部南、北各异的磁异常分布的边界,更重要的是将南部高磁异常区划分为多个EW向展布的高磁异常带,断裂形迹清晰、连续,为矿区内矿床的展布有重要关系的构造;以F17为代表的NW—SE向断裂发育最晚,其错断了矿区中部北区近EW向断裂,且与此组断裂相互作用,造就了该区磁异常分块展布的特征。区域断裂分布资料表明,矿区内NE—SW向与EW向展布的断裂均为阿尔金断裂的同系列小规模附属断裂,以走滑性质为主。

  

图1 矿区磁异常综合推断解释图Fig.1 Comprehensive inference interpretation of magnetic anomaly in mining area1—推断断裂 2—磁场分区线 3—磁异常带分界线 4—见矿钻孔 5—未见矿钻孔

根据ΔT等值线图特征,可将矿区分为四个磁性异常区,Ⅰ区位于矿区的西北部,F1断裂为其东南分界,面积较小,区内异常平缓、宽泛,西北角在宽缓的背景上叠加了正磁异常,幅值较高,最大可达2500nT;Ⅱ区位于矿区中北部,F8为其南部边界,负磁异常覆盖大部分区域,且幅值较低,可达-1600nT,呈细条状或局部片状分布的正磁异常零星叠加于区域性负磁异常之上,向上延拓100m,正异常基本消失,表明其由浅部的磁性体所引起;Ⅲ区位于矿区中南部,F8为其北部边界,分布面积较大,正磁异常强烈,呈EW向条带状展布,幅值较大,最高可达3271nT,是主要赋矿区域;Ⅳ区位于矿区东南部,以F36断裂与Ⅲ区相接,宽缓的异常局部叠加着幅值较大的正磁异常,呈带状分布,面积较小(图1)。

矿区磁异常分布杂乱,数量繁多,幅值变化大,形态不规则,但异常主体部分整体“南北分带”的展布规律较明显(图1)。向上延拓50m,绝大多数局部异常消失,表明引起局部异常的磁性体埋深很浅,向上延拓500m,局部异常完全消失,主异常形态简单、规则、面积变大,表明主异常应是深部大范围磁性地质体的反映。

2.2.2 宏观磁异常特征

为进一步了解Ⅲ-2高磁异常带中部矿体的埋深、产状及规模,经过M-3-2局部磁异常核部,呈NW向截取了A—B剖面进行反演解释(图2)。

为了实现小学德育与心理健康教育的有效整合,小学学校需从增进德育教学及心理健康教育师资队伍建设出发,聘请从事小学德育和心理健康教育方面经验丰富的教师,通过优秀教师感染其他教师,以使多数教师对小学德育与心理健康教育有所认知及理解,进而整体提升教学队伍的教学能力。此外,小学学校还需定期开展小学德育与心理健康教育知识培训会,鼓励小学生从事德育及心理健康教育相关课程,教师也可以积极参与到课程整合中,这样在针对性提升教师自我教学及管理意识的同时,促进相关教师对德育学习及心理健康发展的认知,进而提升教师的思想道德觉悟,让学生树立起积极健康的世界观、人生观与价值观。

两种性别基因表达平衡的不断进化,导致表型的性别均衡,掩盖了细胞机制的性别偏差。平衡可能是由选择压力驱动的,该选择压力确保化学计量的X:A比例在男性、女性的相似性,使得XX和XY细胞均在适当的细胞功能的限度内工作。但任何表型的性别均等仅仅是可能的,因为XX和XY细胞各自执行不同的功能,即,用不同的分子机制来调整其基因组的差异。XX细胞必须调整其基因组/表观基因组系统,使之可以与XY细胞以不同的方式正常工作。这使得性别平衡是暂时的,因为细胞环境中的任何扰动(例如由年龄、环境毒素和产生肿瘤的突变引起)可以影响这一平衡,导致疾病的性别差异,而这在健康细胞中不存在。

矿区及附近地区的基岩出露较完整,本次共采集岩石标本153块,采用质子磁力仪,以高斯第二位置进行磁性参数的测定,经计算后统计出各类岩石磁性的差异(表1)。

结合地质和物性资料,推断Ⅲ-2高磁异常带应为角闪二长变粒岩、角闪斜长变粒岩和斜长角闪岩引起,其中角闪二长变粒岩和角闪斜长变粒岩均是富铌钽岩性,该地区的高磁异常与铌钽矿有明显相关性。另外该异常区断裂发育,裂隙之中的褐铁矿化形成的磁性地质体对该区高磁异常也有较大的影响。

2.2.3 局部磁异常分析

2.2.1 推断断裂特征

2)国外注重面向听障学生的微课相关教学视频资源的应用策略集效果的研究,在应用策略研究方面注重:①提供视觉的创造性教学及媒体服务;②注重听障学生的参与协作能力的发展;③注重视觉资源的平台建设;④注重视频资源在听障学生评价方面的研究;⑤在应用效果方面的研究则注重教学视频资源在课堂教学中的应用研究。

从A—B剖面特征分析,磁异常曲线呈“北陡南缓”不对称形态,两极小值点对应的幅值和位置关于最大值点基本对称,而且剖面经过的磁异常形态近似为圆形,磁化倾角为59.11°,故推测地下磁性体为球体或类球体。根据欧拉齐次方程反演的结果,类球体的中心位置为324.24m,埋深为156.34m(图3)。

北京邮电大学等40 所高校发文总量达1825 篇,占所有文章总数的近一半量。北京邮电大学和电子科技大学分别以170 篇和147 篇的数量占据发文量榜首。

  

图2 M-3-2局部磁异常平面等值线图Fig.2 Planar contour map of M-3-2 local magnetic anomaly1—剖面位置及编号 2—局部异常范围及编号 3—磁异常等值线(nT) 4—局部磁力高(nT) 5—局部磁力低(nT)

  

图3 A—B剖面欧拉齐次方程反演结果图Fig.3 A-B section Euler's equation inversion results

在此基础上,进行2.5D人机交互反演,结果显示磁异常体为水平方向拉扁的类球体,埋深约为130m,中心位置约在290m处,水平长度约为240m,厚度约为100m,磁化强度为15000×10-3 A/m(图4)。

  

图4 A—B剖面2.5D人机交互反演成果图Fig.4 A-B section 2.5D human-machine interactive inversion results map

结合地质资料,综合分析认为余石山地区铌钽矿的成因是:深部磁性侵入体上侵,而部分侵入体沿F5、F8等边界断裂持续上侵,经围岩蚀变及热液变质作用等,形成铌钽矿。深部磁性侵入体为铌钽矿提供热源及成矿物质,断裂的作用主要是导矿和容矿的作用。故深部磁性体的边界及其上部断裂处的强磁异常应为铌钽矿的找矿靶区。

3 结论

(1)利用高精度磁测,快速、有效的划分了矿区断裂构造,综合物性、钻孔和地质资料,分析了磁异常展布和断裂展布与铌钽矿分布的关系。近EW向、NE—SW向断裂为区域上阿尔金断裂的附属断裂,与铌钽磁铁矿的形成有直接的关系。

(2)综合分析了铌钽矿的成因。推测认为深部磁性物质沿近EW向断裂上侵,经围岩蚀变及热液变质等作用,形成铌钽矿,赋存于角闪斜长变粒岩、角闪二长变粒岩中,伴随有褐铁矿化,使得该类岩石呈强磁性,进而在地面引起大范围、高幅值、沿着断裂呈条带状展布的高磁异常带。

(3)圈定重点找矿区域,为下一步工作提供依据。Ⅲ-2为找矿重点异常区,ZK2401、ZK3201与ZK4001的连线与断裂F27及过ZK4001呈NW走向的小规模断裂围成的区域,构造部位、成矿条件及磁异常特征与已见矿主体区域类似,可以作为进一步部署钻孔构造的主要区域。Ⅲ-4、Ⅲ-5内靠近F29、F31两条断裂的呈高磁异常的条带区域,与Ⅲ-2成矿条件类似,具备进一步工作的潜力。

参考文献

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[5] 夏方华,王铁岗,于秀璇,等.高精度磁测在内蒙古官地铅锌矿勘查中的应用研究[J].世界有色金属,2016(6):65-67.

[6] 余君鹏,吴义布,梁明宏,等.阿尔金南缘地质填图新进展及对找矿的启示:据甘肃1∶5万莫坝尔等六幅区调[J].中国地质调查,2015,2(2):40-47.

[7] 余君鹏,张新虎,赵建国,等.甘肃阿尔金山余石山铌钽稀有金属矿找矿发现及意义[J].矿床地质,2012,31(增刊1):391-392.

 
虎新军,周永康,陈涛涛,吴义布,赵建国
《矿产与地质》 2018年第01期
《矿产与地质》2018年第01期文献

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