综合物探查证航磁异常，内蒙古达茂旗发现多处找矿线索

-宣扬地学成果，传播勘查技术方法-

综合物探方法在内蒙古达茂旗大苏吉—赛忽洞一带航磁异常查证中的应用

田亮，田甜，刘建霞，董根旺，梁建，张鹏

中国冶金地质总局地球物理勘查院

第一作者：田亮，工程师，毕业于中国地质大学（北京）资源勘查专业，从事航空物探综合研究工作。

导读：

1∶5万高精度航空磁测 已在我国重点成矿区带规模化覆盖，海量航磁异常是新一轮找矿突破的重要信息源。 但航磁异常只指示磁性体存在， 能否转化为找矿靶区，关键在地面查证的方法选择与解释深度 。以往查证多依赖地面磁测，对磁铁矿有效，对多金属矿指示有限。 本研究以达茂旗大苏吉—四子王旗赛忽洞研究区4处航磁异常为例， 将 地面高精度磁测、地质剖面与激电中梯剖面结合，形成“磁性体定位—极化体判别—地质环境约束”的综合查证链条 。 结果表明， 蒙C-1967-160和蒙C-2013-175异常 对应沉积变质型磁铁矿 ； 激电异常显著的 蒙C-1967-170和蒙C-2013-118异常， 则为寻找热液型或矽卡岩型多金属矿提供了重要线索 。 幅值低、形态弱的孤立小异常同样不可忽略 。 该案例说明， 综合物探可将航磁信息转化为可区分矿种、可分级排序的找矿线索， 在直接找铁与间接找多金属矿之间建立有效衔接。

详细内容请阅读以下全文。

说明：(1参考文献以原文为准，本推文未作标注。

------内容提纲------

0 引言

1 研究区地质及磁场特征

1.1 研究区地质特征

1.2 研究区的磁场特征

2 异常查证方法

2.1 高精度磁法剖面测量

2.2 激电中梯剖面测量

2.3 地质剖面测量

3 航磁局部异常解释

3.1 蒙C-1967-160号异常

3.2 蒙C-1967-170号异常

3.3 蒙C-2013-118号异常

3.4 蒙C-2013-175号异常

4 结论

0 引言

内蒙古自治区面积广袤，矿产资源丰富。 为适应经济发展的需要， 加快内蒙古自治区矿产资源勘查步伐 ，内蒙古自治区国土资源厅2009—2014年委托中国冶金地质总局地球物理勘查院在内蒙古自治区中部的达茂旗一带开展1∶5万高精度航磁测量工作， 测区范围行政区划分属乌兰察布市、包头市和呼和浩特市管辖， 包括达茂旗、四子王旗、土默特右旗、固阳县、武川县、卓资县等旗（县）（图1） ，航磁测量面积达3.8×10 ⁴ km ² ，共完成有效测线约7.7×10 ⁴ km。

图1 研究区位置图

通过大面积高精度航空磁测工作， 发现了一批有意义的航磁异常 ；结合区域地质、成矿规律、物化探资料等信息， 圈定出多片找矿有利地段 ，并对其中部分异常采用地面高精度磁法剖面测量、地质剖面测量、激电中梯剖面测量等方法进行了异常查证。 根据航磁异常查证结果，确定了部分具有找矿远景的异常。

本文以达茂旗大苏吉—四子王旗赛忽洞一带铁、多金属找矿研究区为例，结合区内航磁异常，阐述高精度航磁测量在区域找矿预测中的应用效果。

1 研究区地质及磁场特征

1.1 研究区地质特征

研究区的地层从老到新有新太古界色尔腾山群东五分子岩组（Ar ₃ da）、点力素泰岩组（Ar ₃ dlm）和柳树沟岩组（Ar ₃ lq）、中元古界长城系都拉哈拉组（Chd）、下白垩统白女羊盘组（K ₁ bn）和固阳组（K ₁ g）、新近系宝格达乌拉组（N ₂ b）及第四系（Qh）（图2）。主要岩性有色尔腾山群东五分子岩组（Ar ₃ da）斜长角闪片岩、斜长片麻岩夹磁铁石英岩，色尔腾山群点力素泰岩组（Ar ₃ dlm）透闪大理岩、蛇纹石化大理岩、金云母大理岩、橄榄透辉大理岩夹变粒岩、石英岩、二云母片岩，柳树沟组（Ar ₃ lq）云绿泥石英片岩、黑云角闪片岩、黑云长英片岩、绢云绿泥（绿帘）长英质片岩夹白云质大理岩、石英岩夹磁铁石英岩；中元古界长城系都拉哈拉组（Chd）变质石英砂岩、长石石英砂岩、夹粉砂质板岩；白垩系白女羊盘组（K ₁ bn）安山岩、流纹质火山角砾岩、球状流纹岩、晶屑凝灰岩、凝灰岩、黑曜岩、玄武岩，固阳组（K ₁ g）厚层砾岩、含砾粗砂岩、页岩、薄层砂岩、碳质泥岩，夹煤线、煤层；新近系宝格达乌拉组（N ₂ b）砂岩、砂砾岩等，第四纪（Q）淤泥质粉砂、亚黏土和砂土。

图2 内蒙古大苏吉—赛忽洞一带地质图

1.第四系：淤泥质粉砂、亚黏土、砂土；2.第四系：灰、褐灰色砂土、亚砂土及砂砾石层、黏土；3.第四系：松散堆积砂砾层、砂土层；4.新近系宝格达乌拉组；5.下白垩统固阳组；6.下白垩统白女羊盘组；7.长城系都拉哈拉组；8.新太古界色尔腾山岩群柳树沟岩组；9.新太古界色尔腾山岩群点力素泰岩组；10.新太古界色尔腾山岩群东五分子岩组；11.晚三叠世混合花岗岩；12.晚二叠世浅红色中粗粒（不等粒）花岗岩；13.晚二叠世粗粒花岗闪长岩；14.中石炭统细粒闪长岩；15.中元古代变辉绿岩；16.新太古代中粗粒英云闪长岩；17.新太古代灰黑色斜长角闪岩；18.石英脉；19.背斜轴；20.向斜轴；21.断裂；22.铁矿；23.铜矿；24.金矿；25.石棉；26.石榴石；27.矿点编号；28.异常点；29.异常编号；30.航磁异常研究区范围及编号。

岩浆岩见有新太古代、二叠纪、三叠纪和侏罗纪的中酸性侵入岩。主要出露的岩浆岩：新太古代中粗粒英云闪长岩（Ar ₃ γδο ）、石炭纪闪长岩（C ₂ δ ）、二叠纪花岗岩（P ₂ γ ）等。

区内近EW向构造线是主要构造线，对本区岩浆岩的分布具有控制作用，由于SN向的区域性挤压应力影响，产生近EW向的挤压褶断带，近SN向的张性断裂，断裂和褶皱非常发育；同时，SN向的主应力引导出NW向和NE向2组扭应力，产生相应的扭性断裂。

色尔腾山群东五分子岩组的斜长片麻岩夹磁铁石英岩为沉积变质型铁矿的有利成矿层位 ；太古代英云闪长岩中多见磁铁石英岩捕虏体，局部可能富集成矿；花岗闪长岩中的石英脉常具多金属矿化，NW向及近EW向的石英脉中常含有铜、铅、锌、银和金；伟晶岩脉中见有钼的聚集；中二叠世花岗岩中含有铜和金，花岗岩与点力素泰岩组大理岩的接触部位可能形成矽卡岩型矿床。 另外，该区北部紧邻北极格—查干布勒格隐伏大断裂，具有挤压破碎带，次一级的断裂及裂隙较为发育，具备热液型金属矿化的成矿条件 ，且有铁矿点和黄金重砂异常的存在。该区东部有 Ⅳ 级金属量钼异常区且伴生有铜元素，w（Mo）最高为0.01%。南侧有石英脉型铜矿点产出，w（Cu）=0.08%，w（Mg）=0.78×10 ⁻⁶ 。

1.2 研究区的磁场特征

大苏吉—赛忽洞多金属找矿研究区位于航磁测区的中部，面积约105 km²，处在一个正负变化磁场区，该磁场区位于额布尔讨来图—合同庙隐伏断裂以南，磁场总体特征为正负变化磁场区（图3），磁场背景强度一般为 − 151～ − 93 nT，局部负异常强度一般在 − 442～ − 349 nT，局部正异常强度一般在200～500 nT，最高能达到2000 nT。

从航磁等值线图（图3）观察，研究区的磁场特征为负磁场背景下的弱异常成带出现。异常的强度不大， 化极后正异常范围扩大，异常中心整体上向北移动，进一步求取剩余异常后，消除了负磁场背景的影响 ，局部异常明显增强，范围进一步扩大。

图3 大苏吉—赛忽洞一带航磁ΔT等值线图

负磁场背景是因为 区内广泛分布的白云鄂博群石英岩、砂岩、板岩和灰岩， 石炭系灰岩夹石英砂岩， 侏罗系大青山组砂岩及砂砾岩 ，白垩系固阳组、新近系、第四系及不同时代中酸性侵入岩等均为弱磁性或无磁性。 区内异常的走向主要为近EW向、NE向和NW向。 规模较大的几处异常（带）中， 沿西河乡—德布日一带为流纹岩、磁铁矿和磁铁石英岩引起； 沿东哈沙图—二达土一带为中酸性岩体中呈捕虏体状的磁铁石英岩引起，西北部的团块状异常推断由二叠纪粗粒花岗闪长岩和长城系尖山组三岩段含铁碳质板岩引起；其他块状异常多为角闪岩、磁铁石英岩引起。 实测数据表明，区内流纹岩的磁化率为196×10 ⁻⁵ SI～378×10 ⁻⁵ SI，磁铁矿（磁铁石英岩）的磁化率达到86400×10 ⁻⁵ SI。

研究区分布有20余处航磁异常。其中，蒙C-2013-118异常处见有闪长岩（磁化率58×10 ⁻⁵ SI～4127×10 ⁻⁵ SI）和花岗闪长岩（磁化率227×10 ⁻⁵ SI～1523×10 ⁻⁵ SI）；经激电中梯剖面测量发现有微弱的低阻、高极化显示。蒙C-1967-170异常处发现斜长片麻岩夹磁铁石英岩的磁化率较高，地表见有采矿坑，测得磁铁石英岩的磁化率为827×10 ⁻⁵ SI～72350×10 ⁻⁵ SI；激电中梯剖面测量发现有明显的低阻、高极化显示。蒙C-1967-160磁铁石英岩磁化率最大值为1210×10 ⁻⁵ SI，东约1 km处发现有磁铁矿（老矿井）。

2 异常查证方法

2.1 高精度磁法剖面测量

工作使用GSM-19型高精度质子磁力仪，采用1∶10000比例尺，采用手持GPS定位，测点观测采用单次观测法，观测时确保点位准确，同时每次观测探头的高度均应保持一致，对于突变点需进行重复观测。 磁法剖面的布设以过异常中心位置为准则， 个别选在梯度变化较陡的位置，剖面方向尽量与航线方向一致（当剖面与异常走向夹角

2.2 激电中梯剖面测量

采用仪器的发射机型号为VIP 5000，接收机型号为ELREC PRO。是要通过测定地质体电阻率和激发极化的特性，并进行综合分析，从而达到发现多金属矿的目的。测量点距40 m，AB极距km。 当一线供电多线观测时，旁测线与主测线的距离设定为200 m。 当测线长度大于AB极距，移动AB极距完成整条测线观测时，相邻测段需重复3个以上的观测点。

2.3 地质剖面测量

观察地表的地层岩性、产状及构造等地质现象，对地层、构造和矿化蚀变带进行有效控制，为异常定性和进一步描述异常体的空间分布特征和形态等提供地质依据。

3 航磁局部异常解释

大苏吉—赛忽洞多金属找矿研究区内共分布有20余个航磁异常 ，本文选择其中4个异常进行阐述，分别为往年发现的2个航磁异常（蒙C-1967-160/170）和新发现的2个航磁异常（蒙C-2013-118/175）。

3.1 蒙C-1967-160号异常

异常位于红崖头北东，为负磁场背景下的NE向孤立弱小正异常，异常长约1.2 km，宽约0.7 km，在2条测线上反映明显（图4）。异常区分布有新近系宝格达乌拉组的泥岩、粉砂岩、砾岩、粗砂岩和第四系松散堆积砂砾层、砂土层，以及新太古代中粗粒英云闪长岩。 航磁化极上延500 m的磁场图上异常仍有明显的反映，在化极上延1 km的磁场图上异常消失，表明磁性体向下延伸不大。 该异常航磁ΔT极大值为344.7 nT，为了进一步研究异常，布设了一条南北向3.2 km的高精度地磁剖面，点距40 m，局部加密至20 m，异常中心位于剖面约1.6 km处，地面磁测ΔT极大值为813.6 nT（图5），在异常中心附近的新太古代英云闪长岩中发现磁铁石英岩的捕虏体，测得磁铁石英岩磁化率极大值为1210×10 ⁻⁵ SI。另外，在地磁剖面北端点，向东约1 km处发现有已知沉积变质型磁铁矿（老矿井）， 因而可以推测该异常应与老矿井铁矿地质情况一致，为沉积变质型磁铁矿引起的磁异常。

图4 蒙C-1967-160航磁、地质综合图

a.航磁等值线图；b.平剖面图；c.地质图；1.第四系：松散堆积砂砾层、砂土层；2.新近系宝格达乌拉组：砂泥岩、砂岩等；3.新太古代中粗粒英云闪长岩；4.异常点；5.异常编号。

图5 蒙C-1967-160异常航磁、地磁曲线图

由此可知， 综合物探方法在高精度航磁测量异常查证过程中，可为寻找多金属矿产提供找矿线索 ，效果较为明显，可以达到间接找矿的目的。

为了进一步研究异常以及为下一步工作提供参考， 我们对蒙C-1967-160号异常进行了二度半人机交互反演， 反演结果（图6）显示磁性体倾向基本与地层倾向一致，引起主异常的磁性体磁化强度M=9 A/m，其余磁性体磁化强度为5 A/m。从磁性体形态及磁化强度反演结果并结合异常周围的地质情况来看， 异常应为较低品位的磁铁矿引起。

图6 蒙C-1967-160异常二度半人机交互反演结果

1.磁铁矿体；2.英云闪长岩。

3.2 蒙C-1967-170号异常

异常位于杨家山后西部，为负背景场中的近椭圆形孤立弱小正异常（图7），仅在一条测线上有反映，航磁异常极大值ΔT ₘₐₓ =101 nT，范围1.3 km×0.5 km。异常位于新太古界点力素泰岩组透闪大理岩、蛇纹石化大理岩、金云母大理岩、橄榄透辉大理岩夹变粒岩、石英岩、二云母片岩和新太古代中粗粒英云闪长岩环境中，北部有二叠纪花岗岩分布。在求取剩余异常后，发现异常更加明显，轮廓更加清晰，且具有一定范围和强度。 查证工作中布设了1.7 km高精度地磁剖面测量，并随地磁剖面进行了实测地质剖面测量 。综合剖面显示，异常中心附近斜长片麻岩夹磁铁石英岩的磁化率较高，地表见有采矿坑，测得磁铁石英岩磁化率为827×10 ⁻⁵ SI～72350×10 ⁻⁵ SI。高精度地磁剖面测量表明，异常中心位于剖面约850～900 m处（图8），ΔT极大值为400 nT，且位置与航磁异常位置吻合较好，根据地磁剖面测量和地表磁化率测量结果，基本确定磁异常为磁铁石英岩引起。

图7 蒙C-1967-170异常航磁、地质综合图

a.等值线图；b.剖面图；c.剩余异常图；d.地质图；1.新近系宝格达乌拉组；2.新太古界色尔腾山群点力素泰岩组；3.晚二叠世浅红色中粗粒（不等粒）花岗岩；4.新太古代中粗粒英云闪长岩；5.异常点；6.异常编号。

以地磁剖面为中心剖面，布置了3条200 m间距的激电中梯剖面，分别是西线（Line-W）、中线（Line-M）和东线（Line-E）。在激电中梯剖面中，3条剖面测量结果基本一致，在1620～2300 m测点处呈现低阻、高极化异常（图8）。距离航磁异常中心约800 m处出现激电异常，并且延伸范围较大（800～900 m）， 而激电异常恰处于黄金重砂异常区，因此认为该异常的关注点并不在磁异常上，而更需关注磁异常北部的激电异常， 注意寻找热液型、矽卡岩型金-多金属矿产。

图8 蒙C-1967-170异常激电中梯剖面、地质剖面、磁化率综合图

1.结晶灰岩；2.斜长角闪片岩；3.斜长片麻岩；4.英云闪长岩；5.地质界线；6.采样点及样品编号。

3.3 蒙C-2013-118号异常

异常位于大苏吉乡北西方向， 为负磁场背景中的近圆形孤立弱小异常 （图9），直径约1.05 km，异常处于新太古代中粗粒英云闪长岩之中。 异常在求取剩余异常后更为明显，其轮廓也更加清晰 ，具有一定的强度和范围。经布设高精度地磁剖面， 发现地磁与航磁的异常对应性较好 ，地面磁测的ΔT极大值为280 nT，强度不大。

图9 蒙C-2013-118异常航磁、地质综合图

a.航磁等值线图；b.平剖面图；c.剩余异常图；d.地质图；1.新近系宝格达乌拉组砂泥岩、砂岩等；2.新太古代中粗粒英云闪长岩；3.异常点；4.异常编号。

该异常东北1 km处有重砂的黄金异常区， 经地面查证发现，闪长岩磁化率可达58×10 ⁻⁵ SI～4127×10 ⁻⁵ SI，花岗闪长岩磁化率为227×10 ⁻⁵ SI～1523×10 ⁻⁵ SI。为深入剖析异常， 特以200 m间距布置了3条激电剖面 （西线Line-W、中线Line-M和东线Line-E） ，在820—1140测点处3条线均有微弱的低阻、高极化特征显示（图10）。 地面查证发现， 异常区的石英脉常具多金属矿化，前人在异常区发现局部出露的晚二叠世花岗岩中含铜和金 ，中粗粒英云闪长岩中磁铁石英岩捕虏体也可能富集形成沉积变质型成矿。结合异常所处的地质环境、航磁异常特征和综合物探查证结果， 对于区域上这类孤立弱小异常，工作目标可以放在铁、铜、金、多金属矿的找矿预测方面 ，建议在查证时增加激电测量项目，以收集更多的多金属矿化信息，为找矿预测提供更为丰富的地球物理依据。

图10 蒙C-2013-118异常激电中梯剖面图

3.4 蒙C-2013-175号异常

异常区位于哈拉圪纳村东南方向，为负磁场背景下的2个近圆形的正异常（图11），南部异常的直径约0.7 km，北部异常的直径约0.6 km， 航磁异常仅在一条测线上有反映，异常处在新太古代中粗粒英云闪长岩范围内 ，北侧见有花岗斑岩脉产出， 西南侧分布有金属量测量的铜异常区。

图11 蒙C-2013-175号异常航磁、地质综合图

a.航磁等值线图；b.平剖面图；c.地质图；1.新近系宝格达乌拉组砂泥岩、砂岩等；2.中三叠世中粗粒似斑状二长花岗岩；3.新太古代中粗粒英云闪长岩；4.赤铁矿点及编号；5.异常点；6.异常编号。

蒙C-2013-175号异常航磁ΔT极大值为166.4 nT ，对异常进行化极上延处理，在化极上延1 km后仍有较低幅值， 化极上延2 km异常基本消失，说明磁性体向深部具有一定的延伸 。经布设高精度地磁剖面测量得知，异常有2个峰值（图12），且和航磁异常位置对应性较好，地面磁测ΔT极大值为588 nT。经地面异常查证，异常中心附近发现含铁石英岩，测得磁化率范围为138×10 ⁻⁵ SI～14520×10 ⁻⁵ SI，平均值5340×10 ⁻⁵ SI，并且在异常中心附近发现有探槽，探槽中测得含铁石英磁化率范围在257×10 ⁻⁵ SI～14840×10 ⁻⁵ SI。 异常区覆盖普遍，对比地质资料可知，新太古代中粗粒英云闪长岩中的磁铁石英岩捕虏体可能富集形成沉积变质型磁铁矿 ，且在异常中心西北和东北方向，有2个已知沉积变质型铁矿点（矿点26和矿点28）。根据异常查证结果，结合已知矿点的情况， 可推测该异常为磁铁矿引起， 此地段可作为寻找沉积变质型磁铁矿的有利地段。

图12 蒙C-2013-175异常航磁、地面磁测曲线

4 结论

经过对内蒙古自治区达茂旗大苏吉—四子王旗赛忽洞多金属找矿研究区的4个航磁异常地质特征和地球物理特征的研究， 认为蒙C-1967-160号异常、蒙C-2013-175号异常为新太古界变质岩中沉积变质型磁铁矿引起 ； 激电异常较为明显的蒙C-1967-170号异常和蒙C-2013-118号异常可作为找寻多金属矿的线索 ； 另外一些幅值较低、不明显的弱小磁异常也应予重视，可作为进一步找矿的线索 。 建议在该区投入面积性地面物化探的详查工作，找寻沉积变质型铁矿和石英脉型、矽卡岩型多金属矿。

内蒙古自治区达茂旗等地进行的1∶5万高精度航磁测量 获得了高质量的航磁资料和一批具有找矿意义的航磁异常，圈定了多个找矿有利地段 。以航磁异常为目标， 结合不同地质单元的构造与地球物理特征、岩浆活动与矿产之间的关系，综合应用地面物探异常查证方法 可以达到良好的找矿效果。 研究表明，高精度航磁测量异常的地面查证 不仅可以用于直接寻找磁铁矿，还可为寻找多金属矿产提供找矿线索 ，起到间接找矿的作用。

原文《地质找矿论丛》2020年第3期，第345-353页。

doi:10.6053/j.issn.1001-1412.2020.03.011

导读评论和排版整理等：《覆盖区找矿》公众号.

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