北山地區(qū)地球物理特征及找礦方法介紹

蔡偉濤

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

甘肅北山地區(qū)范圍：東達(dá)內(nèi)蒙古自治區(qū)西部的弱水西岸，西南進(jìn)入新疆羅布泊洼地東緣，南起疏勒河北岸戈壁殘丘，北達(dá)中、蒙邊境,面積8.8萬平方公里。區(qū)內(nèi)人煙稀少，荒漠、戈壁廣布,但其自然資源豐富，找礦潛力巨大，最高海拔2583m，最低1000m，相對高差達(dá)1600m，山脈走向近東西。

地質(zhì)構(gòu)造上屬北山塊斷帶，由一系列雁行狀山脈組成。在寬平向斜中常有中生代沉積。火山巖和花崗巖的侵入普遍，有廣泛的接觸變質(zhì)現(xiàn)象。在花崗巖侵入石灰系灰?guī)r的接觸帶上，形成矽卡巖型銅、鉛、鋅等多種金屬礦床。在古老基底巖系中有鐵礦[1-3]。

1 區(qū)域礦產(chǎn)概況

北山地區(qū)金屬礦產(chǎn)資源主要以金、鐵和銅為主，其次為鉛、鋅、銀、稀有金屬；非金屬礦產(chǎn)資源以螢石和煤為主，其次為磷和菱鎂礦。建國以來，地質(zhì)工作者通過對該區(qū)多種礦產(chǎn)的勘查與評(píng)價(jià)，先后發(fā)現(xiàn)各類金屬礦床91處如圖1所示。

結(jié)合其空間幾何分布形態(tài)和部分成礦作用特征，可大體分為以下7種類型[3-5]：斑巖型銅和鉬-金礦床（點(diǎn)）；矽卡巖型金、銅～鐵和鉛～鋅～銀礦床（點(diǎn)）；火山巖型金、鐵和銻礦床（點(diǎn)）；與花崗巖類深成侵入巖有關(guān)的金、鎢、錫和稀有金屬礦床（點(diǎn)）；與鎂鐵質(zhì)侵入巖有關(guān)的鉻和釩～鈦～鐵礦床（點(diǎn)）；以變質(zhì)巖為容礦圍巖金和鐵礦床（點(diǎn)）；沉積巖型錳、鐵和釩～磷～鈾礦床（點(diǎn)）。

2 地球物理特征

斑巖型銅和鉬-金礦床（點(diǎn)）在磁場特征上，由于斑巖銅礦成礦主巖屬酸性侵入巖，其磁性較低，因此斑巖銅礦床多處在正、負(fù)磁異常帶一側(cè)的負(fù)磁場中，同時(shí)由于斑巖銅礦體富含黃鐵礦、磁鐵礦等磁性礦物，因此礦（化）體往往引起不同程度的正磁異常。激發(fā)極化異常特征為非常明顯的高極化率，中-低視電阻率（有時(shí)高阻）異常。

圖1 北山地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖

矽卡巖型金、銅～鐵和鉛～鋅～銀礦床（點(diǎn)），鑒于礦石和礦化矽卡巖常富含磁鐵礦和磁黃鐵礦等磁性礦物，因此，其磁性大都較強(qiáng)，可引起較高的正磁異常，但也有少數(shù)礦床的礦石或礦化蝕變帶呈中等磁性。矽卡巖型金屬礦石和礦化矽卡巖均具有較高的極化率，致密塊狀礦石的電阻率明顯低于容礦圍巖，浸染狀礦石和氧化礦石與圍巖的電阻率差異不大。

火山巖型金、鐵和銻礦床（點(diǎn)），在磁場特征上，火山巖其磁性較高，礦化的話更高，因此礦（化）體往往處于正磁異常中的磁力高部位。激發(fā)極化異常特征為高極化率、中視電阻率異常。

與花崗巖類深成侵入巖有關(guān)的金、鎢、錫和稀有金屬礦床（點(diǎn)），中酸性巖體屬中弱磁性巖石，含礦體中含有少量磁性礦物，其磁性略高于圍巖。中酸性巖體位于古生界及新生界地層時(shí)，可形成局部高阻斷面，含金石英脈以具有中高阻和高極化為特征，相比之下，含金蝕變破碎帶具有中低電阻率和高極化的特征。

以變質(zhì)巖為容礦圍巖金和鐵礦床（點(diǎn)）變質(zhì)巖的磁性變化較大，但總體上大于石英脈，因此，石英脈上方對應(yīng)低磁異常。變質(zhì)巖和不含礦的石英脈電性特征為低極化率、高電阻率，含金石英脈屬高極化率和低電阻率地質(zhì)體。

沉積巖型錳、鐵和釩-磷-鈾礦床（點(diǎn)）。沉積巖一般屬無磁、低極化率和高電阻率巖石，較為發(fā)育的閃長玢巖脈和輝綠（玢）巖脈呈中弱磁性和低電阻特征，含金礦（化）體蝕變破碎帶具低磁、低電阻率和高極化率特征。

3 方法介紹

針對北山地區(qū)成礦特點(diǎn)及地球物理特征，提出綜合應(yīng)用磁法及激發(fā)極化法勘探。

磁法勘探遵循中國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0071-93《地面高精度磁測技術(shù)規(guī)程》，激發(fā)極化法遵循DZ/T 0070-93《時(shí)間域激發(fā)極化法技術(shù)規(guī)定》。

3.1 磁法勘探

磁法勘探是利用地殼內(nèi)各種巖（礦）石間的磁性差異來尋找有用礦產(chǎn)資源的物探方法。其野外工作流程有：工區(qū)測網(wǎng)布置，儀器一致性測定及評(píng)價(jià)，噪聲水平測定及評(píng)價(jià)，日變站選取及架設(shè)，基點(diǎn)選取即架設(shè)，逐點(diǎn)測量及質(zhì)量價(jià)差。室內(nèi)工作有：日便改正，曲線圓滑，磁異常等值線及化極延拓制作。

3.2 激發(fā)極化法

激發(fā)極化法是以不同巖、礦石激電效應(yīng)之差為物質(zhì)基礎(chǔ)，通過觀測和研究大地激電效應(yīng)，來探查地下地質(zhì)情況的一種方法。關(guān)鍵參數(shù)為視極化率，計(jì)算公式為

式中△U2是供電時(shí)間為T和斷電后t時(shí)刻測得的二次電位差，△U為一次電位差，極化率是用百分?jǐn)?shù)表示的無量綱參數(shù)。

4 結(jié)論

北山地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，在磁法勘探掃面的基礎(chǔ)上，對重點(diǎn)異常區(qū)域開展激發(fā)極化法，最后結(jié)合實(shí)際資料解釋推斷。