這壹廣大地區惡劣的自然地理環境和野外工作條件制約了物化探方法和技術的有效應用。不利條件兩個,有利條件1:①海拔高(3500-6000m),高差大(1000m以上),地質構造復雜,高寒地區,地形切割強烈,無法開展地面物化探方法;(2)根據現有規定,“航磁飛行高度壹般不超過線距的壹半”,可見這類區域是壹個1 ∶ 5萬的航磁禁區;③地質成礦條件優越,區域航磁異常明顯,尋找大中型金屬礦床具有良好的前提,受到國內主管部門和探礦者的高度重視。目前,新疆深部找礦正由區域開發向中低山地區(西天山、昆侖-阿爾金等)轉移。)具備綜合找礦的適宜條件。
在這種情況下,新疆地礦局和中國國土資源航空物探遙感中心的專家,在對大量典型礦床模型進行磁正演模擬的基礎上,選取典型礦床進行不同飛行高度的對比飛行。結果表明,在較高飛行高度時,異常再現性較好。在航空磁測儀器精度、補償技術、定位精度大幅提升的基礎上,高寒山區1 ∶ 5萬高精度航空磁測將提供重要信息。2007年至2010年,新疆維吾爾自治區投入專項資金,選擇阿吾拉勒、喀喇昆侖、西昆侖、阿爾金-祁漫塔格等不同地貌、地質背景和地球物理條件的地區,開展了1 ∶ 5萬航磁調查,累計面積11萬km2。
壹、典型礦床對比試驗
在西天山查崗諾爾大型火山沈積鐵礦、祁漫塔格迪木納克大型沈積變質鐵礦和蟠龍峰矽卡巖型鐵銅多金屬礦床進行了不同高度的對比飛行測量。結果表明(圖2-3-1),在飛行高度小於800m的條件下,航磁對大中型磁性礦物和壹定埋深的磁性地質體具有良好的反映能力。
(1)查崗諾爾鐵礦
查崗諾爾鐵礦位於西天山西段阿吾拉勒晚古生代裂谷帶,含礦巖石為壹套石炭系火山碎屑巖。礦區地表圈定有11鐵礦體,鐵礦層底部銅礦化普遍。費主礦體長2835米,厚41 ~ 120米,控制最大傾角320米,全鐵品位30% ~ 35%。屬於海相火山沈積礦床。
在查崗諾爾鐵礦,分別在400m(可控最低飛行高度)、600m(安全飛行高度)、800m、1000m、1200m、1500m6進行了飛行試驗,剖面方位接近礦體走向(圖2-3-1)。結果表明,不同飛行高度的異常區背景穩定,局部異常明顯,具有西南正、東北負的特征。具體指標見表2-3-1。異常強度隨海拔高度逐漸降低,從地表到400m高度衰減最快,從10000nT以上到950nT,400m到800m只有42%;從400米到800米,零點寬度從3500米增加到3750米,半極值點寬度從1150米增加到1500米。結合其他地區定量模擬結果,對於大型及以上鐵礦,在飛行高度800 ~ 1000米,頂部埋深400米的條件下,有明顯的磁異常
表2-3-1查崗諾爾鐵礦不同高度測試曲線對比表
繼續的
圖2-3-1查崗諾爾鐵礦不同飛行高度航磁對比曲線
(2)迪穆納克鐵礦
迪木納克鐵礦位於西昆侖地區和塔裏木板塊南緣的祁漫塔格復合溝弧帶。主要出露地層為中上奧陶統灘間山組,為壹套淺變質碎屑巖、泥質巖及少量火山巖。是沈積變質鐵礦的含礦巖系。地表圈出37個礦體,以Fe36和Fe37為主。其中,Fe37礦體長度已控制到2200m,寬度6 ~ 100m,累計表觀厚度18.5 ~ 59m,品位全鐵含量25.3% ~ 39.18%,主礦體已控制傾向深度90 ~ 450m。
地面磁異常呈NW-SE向發展,長約4000米,寬約100 ~ 500米,最大強度超過100 ~ 500米。在該礦區垂直礦體走向的四個不同高度(500米、700米、900米和1200米)進行了實驗(圖2-3-2)。局部異常清晰,背景穩定,是以正磁異常為主體的正負伴生異常。500米高度,強度為210nT,逐漸降低到170nT,120nT,100nT。異常寬度並沒有隨著飛行高度的增加而明顯增加。
(3)蟠龍峰鐵多金屬礦床
蟠龍峰鐵多金屬礦床位於迪木納克鐵礦東南部。含礦地層為古元古代白沙河組,巖性為黑雲母斜長片麻巖、黑雲母斜長角閃巖夾石英巖和大理巖。其原巖為泥質沈積碎屑巖+基性火山巖+碳酸鹽巖。蟠龍峰鐵礦含礦帶分為西段、中段、北段、東北段和伊錢巴達段五個鐵礦化帶(段)。西段(即實驗區)鐵礦化帶東西長460m,寬30 ~ 120 m,主要分布在二長花崗巖、大理巖和片麻巖的外接觸帶。秤是礦上的。
1 ∶ 25000地面磁測圈出蟠龍峰鐵礦區8個零星局部異常。局部磁異常表現為曲線尖銳、狹窄、多變,連續性差。規模壹般在100m以內,最大烈度在10000nT以上。磁異常與鐵礦和矽卡巖化有關。經過400m、650m、800m3不同高度的對比飛行,400m高度異常極為清晰,三個疊加異常特征明顯,最高強度為180 nt;650米和800米的異常形態相似,屬於低慢異常,疊加程度高,可以識別(圖2-3-3)。這種異常與含礦地質體和接觸交代礦化蝕變帶有關。
二、方法和技術的應用
(壹)主要技術措施及異常分解
新疆山區1∶5萬航磁工作由中國國土資源航空物探遙感中心承擔。使用壹架II型飛機沿地形粗略飛行,配備HC-2000光泵磁力儀、SC1軟補償與記錄器、GG24雙星座GPS導航儀、BG3.0高度計等觀測系統。根據地形特征和有利成礦部位優化飛行計劃(尤其是飛行方向)。線間距500m,采樣率10次/s,磁測總精度優於3.0nT,定位精度優於10 m。
圖2-3-2迪姆納克鐵礦不同飛行高度的航磁對比曲線
飛行高度是制約1 ∶ 5萬航磁在高寒山區推廣的主要因素。在根據飛機安全飛行高度,結合工作區地形因素和試驗結果的基礎上,通過專用軟件,采用在數字地形圖上進行飛行高度設計的技術措施。四個測區的平均飛行高度為639 ~ 756 m,最高飛行高度超過1200m,其中800m以下的測點比例為74% ~ 86%。航磁結果顯示背景磁場幹凈,區域磁場特征明顯,局部異常分解良好。已知鐵礦和中超基性巖體引起的局部異常清晰,1∶1萬航磁異常分解細致,異常與已知磁性地質體具有良好的空間對應關系。各測區的地形條件、飛行高度和異常分辨能力見表2-3-2。
表2-3-2四個航磁勘探區異常分解結果
(2)應用結果介紹
1.阿吾拉勒鐵礦成礦帶
工作區位於西天山阿吾拉勒成礦帶的東北站鐵礦。上世紀七八十年代發現了查崗諾爾、北站等鐵礦床(點),但尚未成為新疆主要鐵礦帶。21世紀,根據初步調查結果,查崗諾爾、智博冰川、占北鐵礦均為大規模以上,松湖鐵礦為中等規模以上,屬於火山巖型。全區選取航磁異常474條,其中96條。2% (456個異常)是新編號的。通過綜合分析解釋,查崗諾爾、智波冰川、站北、松湖等已知鐵礦(點)引起的異常有10個,異常幅度大,梯度陡,吻合性好,顯示出良好的找礦前景。經異常查證,新發現了敦德、尼新塔格、松湖南等中型及以上遠景鐵礦。這是迄今為止新疆最大的成礦帶。
其中查崗諾爾局部異常明顯,為強磁背景下的尖峰異常,近東西走向,剖面曲線對稱。異常長度為1。6km,寬度為1。3km,強度為1215nT。高背景磁場與中基性火山巖有關,這種局部異常與已知的查崗諾爾鐵礦有很好的對應關系(圖2-3-4)。
2.贊坎-蘇巴斯鐵礦成礦帶
工作區位於喀喇昆侖山,是21世紀通過區域地質礦產調查和礦產評價,由航磁發現並開發的壹條重要鐵礦帶,具有突出的找礦前景。贊坎、老兵、耶裏克等地已有的中型及以上遠景鐵礦,屬於沈積變質鐵礦。全區篩選出373個局部航磁異常,其中新編航磁異常362個。其中贊坎、老河等已知磁鐵礦引起的異常8個,贊坎洞、耶裏克、塔山爾等6個異常經地面初步核實為磁鐵礦引起。該區的航磁成果進壹步確立了贊坎-蘇巴斯沈積變質鐵礦帶的重要地位。
其中贊坎鐵礦位於塔什庫爾幹地塊,出露元古界布倫闊勒群(Pt1B)中深變質巖系(圖2-3-5c),也是鐵礦的含礦巖系。區內圈定了3個鐵礦化層和18礦體,其中M1礦體長3600m,控制傾向深度200 ~ 400 m,單個工程礦體厚度4。28m,平均成績TFe29。屬於火山沈積變質鐵礦。在航磁δT剖面圖上(圖2-3-5a),體現為兩個尖峰狀強磁異常;在航磁δT等值線平面圖上(圖2-3-5b),體現為兩條長軸向西北方向運行的橢圓形異常,北側伴有明顯的負值(圖2-3-5b)。其中,新C-2008-1258異常極大值點位於海拔4250m的山谷中,飛行高度900m,異常強度615nT;新C-2008-1259異常最大點位於海拔4980m的山頂,飛行高度低於400m,異常強度達到1444nT。在贊坎鐵礦有明顯異常,結果表明在控鐵礦東部仍有較好的找礦前景。2008年核實後,發現了新的礦體。
圖2-3-3盤龍峰鐵礦不同飛行高度的航磁對比曲線
三。結論和建議
1)1∶50000航磁有效,性價比高,航磁成本是同比例尺地面磁法的40% ~ 65%,航磁受地形幹擾小,測點密度高(航磁點間距相當於10 ~ 15m。建議將平均飛行高度小於800 ~ 1,000 m的中高山地區1∶5萬航磁調查作為國家基礎地質填圖的組成部分,統壹部署,分期實施。目前從強磁場區、變磁場區和重要成礦帶(如新疆西天山地區、昆侖-阿爾金地區)開始,逐步推廣。
圖2-3-4查崗諾爾鐵礦航磁異常綜合圖
圖2-3-5贊坎磁鐵礦綜合平面圖
2)航磁異常的篩選和驗證是深化航磁異常認識的關鍵過程,針對性強的地質、磁、化探等有效方法的結合是找礦取得突破的關鍵。航空物探與地面物探、物探與地質相結合,加大查證工作量,是深化和發展異常的唯壹法寶。
3)為了保證獨特的地質效果,有必要在飛行區進行早期成礦預測和靶區優選。對重要的探礦目標采取特殊的飛行計劃(如多段嵌套飛行或斜向飛行),以達到降低異常飛行高度的目的。所以在技術設計上,特別要求在預算中增加專項飛行費用。
4)針對高飛行高度條件下獲得的磁場異常強度和範圍變低,異常識別難度增加的情況,需要進壹步建立不同地質環境下的異常識別標準,開發中高山地區專用數據處理軟件,特別是向下延拓和弱異常提取軟件,重視單線異常的識別、提取和處理技術。
5)針對高山區飛行重點在高原、山地、山腰的特殊情況,對山谷和部分低山區考慮不夠(壹般小於25%),應盡量補充地面磁法的工作量。
6)由於連續磁測信息量大,投資增加不多。現在已經有地面設備(如G-858高精度質子旋進磁力儀)可以用於連續定位測量。建議在勘探技術規範和商業地質勘探中提倡地面連續磁測,在限制線密度的前提下吸收航磁的成功經驗,淡化不同尺度下的點距概念,擴展磁測信息,提高磁測應用的地質效果。
鳴謝:新疆高寒山區1∶5萬航磁調查得到新疆維吾爾自治區人民政府主席助理田建榮、新疆地礦局總工程師董連輝的支持。國土資源部高級咨詢中心專家孫、中國國土資源航空物探遙感中心總工程師熊勝慶、中國地質調查局局長何浩等給予了具體的技術幫助。勘查區項目組組長鄭光如、周道清、宋,以及新疆物探隊員們付出了巨大的努力,齊心協力,推動了新疆高寒山區1∶5萬連續航磁勘查工作,取得了良好的找礦效果。這裏只是從技術層面簡單總結壹下之前的成果,謝謝。
參考文獻和參考資料
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(供稿:莊道澤、周建新、藍賢)