青海黑石山地区铜多金属矿床地球物理特征及找矿标志

青海黑石山地区铜多金属矿床地球物理特征及找矿标志
马延宗;马志全;马文君;马海云
【摘要】青海省都兰县黑石山地区铜多金属矿区内断裂构造发育,岩浆活动强烈,对区域的电物性特征、磁物性特征进行了分析,测定了区内出露的各类地层、岩(矿)石物性标本,并对物性标本测定的参数进行了统计计算,分析结果客观真实地反映了区内各地层、各类岩(矿)石之间的物性差异及其特征,然后对研究区圈出5条异常带进行了磁异常特征分析及解释,对3个测区进行了地球物理充电异常特征分析与解释,并分析了地质、地球物理和地球化学等找矿标志,为矿区下一步实施勘查工作的部署提供了技术支持及理论依据.
【期刊名称】《矿产勘查》
【年(卷),期】2018(009)010
【总页数】12页(P1977-1988)
【关键词】地球物理特征;磁异常;找矿标志;青海
【作者】马延宗;马志全;马文君;马海云
【作者单位】青海省第一地质矿产勘查院,海东810600;青海省第一地质矿产勘查院,海东810600;青海省第一地质矿产勘查院,海东810600;青海省第一地质矿产勘查院,海东810600
【正文语种】中文
【中图分类】P618.41
1 区域地质
根据青海省地质矿产勘查开发局完成的1∶100万青海省地质图编图成果资料，研究区位于东昆中陆块（Ⅰ11）二级构造单元—东昆中岩浆弧带（Ⅰ11-1）三级构
造单元（Pt3—J），介于东昆中、东昆北两深断裂之间。

区内断裂构造发育，岩
浆活动强烈，为东昆中岩浆构造区的重要组成部分（图1）。

总体构造线方向呈北西—南东向。

省三轮区划将该区划归为伯喀里克—香日德印支期金、铅、锌、铁、石墨（铜、稀有、稀土）成矿带（Ⅲ12）、五龙沟金矿田（Ⅴ13）（李玉莲等，2015）。

2 地球物理特征
为了对青海省都兰县黑石山地区铜多金属矿区矿床地球物理特征进行分析，研究区内进行了1∶5000高精度磁测、1∶5000物探激电中梯测量、充电测量等工作（邢利娟等，2016）。

2.1 物性特征
测定区内出露的各类地层、岩（矿）石物性标本，并对物性标本参数进行了统计计算，其结果客观真实地反映了区内各地层、各类岩（矿）石之间的物性差异及其特征（吴家祥等，2017）。

（1）电物性特征（裴长世等，2015）。

研究区历年采集测定的电物性标本参数统计计算结果见表1。

由表1可知，区内含矿矽卡岩、矽卡岩型浸染状铅锌矿石、糜棱岩型浸染状铅锌
矿石、稠密浸染状铅锌矿石、含Cu黄铁矿石、含矿糜棱岩等岩（矿）石具有高极化率、低电阻率的特征，极化率η平均值为4.0%～18%，对应的电阻率ρ平均值为10～180 Ω·m，能够引起强度较高的低阻高极化激电异常；黄铁矿化矽卡岩、
含Pb、Zn闪长岩、花岗闪长岩等岩（矿）石具有中高极化率、高电阻率的特征，
极化率η平均值为2.0%～3.0%，对应的电阻率ρ平均值为14 000～26 000Ω·m，能够引起强度较低的高阻中低极化激电异常；其它岩性均表现为高阻低极化特征，其极化率η平均值均小于1.5%，不足以引起激电异常。

（2）磁物性特征（杨立功等，2013）。

研究区历年采集测定的磁物性标本参数统计计算结果见表2。

图1 东昆仑地区大地构造分区1—主缝合带；2—次缝合带；3—新元古代—早古
生代结合带俯冲方向；4—晚古生代-早中生代缝合带俯冲方向；5—A型俯冲带；6—工作区位置
表1 黑石山地区岩（矿）石电物性参数统计电阻率ρ／Ω·m 极化率η／%岩（矿）石名称块数最小值最大值平均值最小值最大值平均值黄铁矿化矽卡岩 19 15.2 49028 14647 1.44 5.29 3.12含矿矽卡岩 24 2.43 1815.3 178.84 3.93 58.78 18.93花岗闪长岩 31 242.9 51091 13319 0.63 4.01 2细粒闪长岩 21 3770.2 86427 54236 0.5 3.19 1.52稠密浸染状铅锌矿石 15 4.9 1593.3 443.2 3.04 5.79 3.96矽卡岩型浸染状铅锌矿石 9 35.21 246 124.52 9.29 24 18.28糜棱岩型浸染
状铅锌矿石 10 16.06 471 156.7 3.1 15.85 10.03矽卡岩 31 215.05 61494 9819.4 0.48 6.04 1.7含Pb、Zn闪长岩 19 31.8 86766 26152 0.5 4.39 2.83大
理岩 17 3691.8 88523 30335 0.21 1.52 0.68云英岩 6 12014 33132 20184
0.82 1.2 0.87混合岩化黑云斜长片麻岩 2 22705 40674 31690 0.86 0.87 0.87含Cu黄铁矿石 13 1.7 17.3 5.94 4.02 30.13 10.91花岗岩 12 15376 64396 29397 0.74 3.82 1.67硅质岩 1 43249 3.75孔雀石化花岗岩 5 827.2 25502 12449
0.13 1.63 0.86糜棱岩 6 475.82 4246.6 2092 0.32 1.36 0.84含矿糜棱岩 10 3.9 64.33 21.88 9.57 33 17.09角闪片岩 7 492.43 2662.3 1439.6 0.48 1.04 0.74石英片岩 7 107.2 3455 266.54 0.43 1.26 0.72片岩 36 298.9 70997 10049 0.3 4.48 1.71蚀变斜长花岗岩 10 108.3 2158.3 842.68 0.15 0.87 0.36混合岩 11
266.39 9084.3 3573.6 0.19 2.02 0.87
表2 黑石山地区岩（矿）石磁物性参数统计岩（矿）石名称块数磁化率κ／10-6×4π·SI 剩余磁化强度Jr／10-3A·m-1最小值最大值平均值最小值最大值平均值片麻岩 20 652 4781 1975 35 453 255斜长片麻岩 7 1825 2418 2122 126 525 325含锌矽卡岩 4177 4605 4391 3295 4789 3814钾长花岗岩 20 550 3996 2273 460 583 460绿帘石化矽卡岩（孔雀石化） 521 4163 2446 554 928 692闪长岩 2689 199糜棱岩 6 0 436 102 0 88 33含矿糜棱岩 10 4 89 28 2 52 10角闪片岩 7 0 57 22 0 19 5含矿矽卡岩 24 0 4382 ＞1924 0 2736 ＞675矽卡岩 31 0 903 90 0 390 43花岗闪长岩 11 0 28 7 0 40 5石英片岩 7 0 60 12 0 12 4片岩 36 0 355 53 0 148 17蚀变斜长花岗岩 10 0 0 0 0 0 0混合岩 11 0 93 41 0 23 8矽卡岩型浸染状铅锌矿石 9 50 4670 2232 12 2196 1228糜棱岩型浸染状铅锌矿石 10 11 80 38 2 26 8
由表2可知，研究区含矿矽卡岩、含锌矽卡岩具强磁性，磁化率平均值κ为4390×10-6×4π·SI～10070×10-6×4π·SI，剩余磁化强度平均值 Jr为2100×10-3～3800×10-3 A·m-1，在地磁测量中异常反映为强度较大、梯度较陡，范围较小的磁异常；斜长片麻岩、钾长花岗岩、片麻岩、闪长岩、绿帘石化矽卡岩（孔雀石化）等岩性具中等磁性，磁化率平均值一般在500×10-6×4π·SI～4000×10-
6×4π·SI，且磁性变化范围较大，说明磁性分布不均匀。

在研究区分布较广，磁异常显示多峰值或锯齿状，在地磁测量中表现为不规则锯齿状凌乱异常；其它岩性表现为无磁性或弱磁性（李德彪等，2013）。

研究得出，该区引起磁异常的磁性体与围岩存在明显的磁性差异；多金属矿本身无磁性或为弱磁性，但研究区内多金属矿往往与磁性矿体共生或与磁性矿体位于同一构造矿化蚀变带上，因此，多金属矿与磁性体关系密切。

2.2 高精度磁法剖面测量
2001年在研究区开展了1∶5000物探激电、高精度磁法剖面测量工作（李建亮等，2009），共圈出5条异常带，编号依次为Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ；2008年在黑石
山一带5km2范围内开展了1∶5000高精度磁法面积测量，圈出5处高磁异常，编号依次为M1、M2、M3、M4、M5，异常总体沿北西呈带状展布。

2001年圈出的Ⅴ号异常带与2008年圈出的M3-1异常比较吻合，2001年圈出的Ⅵ号异常带与2008年圈出的M2-3异常比较吻合，2001年圈出的Ⅶ号异常带与2008年
圈出的M2-2异常比较吻合（孙业祯等，2010）。

2.2.1 磁异常特征及解释
（1） M1异常
该异常在测区北西部，呈长条状，长轴走向为北西—南东。

长约450 m，最宽约
为150 m，最大值为767.0 nT（469／41点），异常形态较为规则，在该异常北西部有一负异常与其相伴，其最小值为-65.0 nT（475／39点）。

异常区被第四
系所覆盖，异常性质不明。

对比地质资料，该异常正好在Ⅱ号矿化带的沿伸方向上，因此得出该异常由矿体引起的可能性较大，并对异常极大值通过的41线做了定量解释（马国栋等，2014）（对原始数据进行了三点圆滑处理），其理论曲线与实
测曲线对比结果（展鹏等，2017）如图2所示。

图2 黑石山高精度磁测41线理论与实测曲线对比
由图2可知，磁性体宽10～30 m，顶埋深为45 m左右，倾向北东，倾角为44°左右，磁化率在1700×10-6×4π·SI～5000×10-6×4π·SI之间，向下延深大于80 m，为一板状体。

这一解释结果与该地区已知矿体特征非常相似。

（2） M2异常
位于测区Ⅱ、Ⅷ号矿带，该异常呈北西—南东向分布，其中M2-1～M2-4等4个异常具一定规模，长度100～600 m，宽度30～150 m，异常峰值 613～1484 nT。

异常区出露的岩性为黑云斜长片麻岩和斜长角闪片麻岩，异常区所处位置及
其走向与已知Ⅷ矿化带相对应，部分异常与矿体有直接的对应关系，且各异常特征也基本相同，从已知到未知的原则出发，认为该异常多为矿（化）带或矽卡岩带引起。

其外还有一些幅值较小但有一定的分布规律的异常也应该值得重视。

该异常带内异常众多，有M2-1…M2-4等4个异常，其中M2-2与1∶5000物探激电、高精度磁法剖面测量圈定的Ⅶ异常带较为吻合，M2-3与1∶5000物探激电、高精
度磁法剖面测量圈定的Ⅵ异常带较为吻合。

（3） M3异常
该异常在测区内规模最大、分布广，异常特征较为复杂，根据异常分布规律将其划分为M3-1…M3-7等7个异常。

其中M3-1、M3-2及M3-3可看成是同一磁性
体磁性不连续的反映。

其总长大于2200 m且向东南没有封闭，最宽处约150 m。

从各剖面曲线看，异常北西端曲线表现为低缓，形态规则，是由于异常体被第四系所覆盖埋深加大所致。

而其余部分曲线表现为双峰或多峰呈锯齿状，是磁性体出露地表或近地表的反映，同时也说明引起异常的磁性体应为2条或多条，各峰值间
距在20～100 m不等。

M3-1和M3-3异常两侧均没有出现负异常，其中M3-1
异常与1∶5000物探激电、高精度磁法剖面测量圈定的Ⅴ异常带较为吻合，从
1∶5000物探激电、高精度磁法剖面测量工作看出，异常特征为磁异常呈多峰值，锯齿状跳跃，中强磁性、梯度陡。

电异常呈低阻、高激化，ηs一般为8%～15%，极大值达22.7%，电阻率较低，ρs为100～300Ω·m。

南东至岩金沟异常基本封闭，但M3-2异常南侧出现负异常说明磁性体延深较小或为地形影响所致（杨海
云等，2015）。

M3-4以及其它异常：长200～600 m不等，宽30～100 m，异常曲线形态为多
峰脉冲状、锯齿状，各异常南北两侧出现大小不等的负异常，这种异常特征表明，引起异常的磁性体较窄且向下延深不大。

M3异常区出露岩性同M2一样，为黑云斜长片麻岩和斜长角闪片麻岩，另外还出
露一些花岗闪长岩。

异常所处位置与已知Ⅴ矿化带相吻合，无疑异常与矿化带有一定的对应关系，甚至有些异常就是矿体或矽卡岩所致。

因此该异常带内大部分异常是矿（化）体引起；但异常检查发现有些异常地表无矿化体或矽卡岩相对应（如M2-4），但所处部位在花岗闪长岩与围岩接触带附近，且发现小规模矽卡岩，物性测定花岗闪长岩磁性较小，不能引起足够的异常，而矽卡岩则有较强的磁性，但规模与异常不相符，因此在该接触带深部有较大规模矽卡岩存在的可能性。

在Ⅴ号含矿矽卡岩带东西两端经钻探验证，深部有多金属矿体存在，推断该异常为矿致异常。

对该异常的定量解释（何书跃等，2006），是在M3-1异常内曲线形态较为规则的75线上进行的，模拟对比的拟合程度如图3所示。

由图3可知，极化体宽3～30 m，顶埋深约35 m，倾向北东，倾角45°左右，磁化率在1500×10-6×4π·SI～5000×10-6×4π·SI之间，为一向下延深较大的板状体。

这些特征与Ⅴ矿化带已知矿体特征较吻合，且与物性测定含矿矽卡岩及铅锌矿石结果也相吻合。

（4） M4异常
长200～700 m，异常最大值为978 nT。

异常形态规则，幅值较小，梯度变化不大。

该异常最大的特点就是其走向与上述各异常明显不一致，为近东西走向。

其异常曲线形态较规则，异常幅值较小，梯度变化不大。

其中M4-1长大于700 m，最宽处约为50 m，异常最大值为610 nT（333／79点）。

异常两侧均出现负异常，说明引起异常的磁性体向下延深不大。

M4-2异常长约为200 m，异常最大值为978 nT（362／84点），其它特征与M4-1基本一样。

M4异常区位置与岩金沟南的矽卡岩带相吻合，无疑该异常是由含矿矽卡岩引起，同样存在矿化体不均匀或不连续的现象。

（5） M5异常
该异常西南方向均没有封闭，所以其规模及特征不明，异常区被第四系覆盖，异常性质不明。

但其所处位置在M4异常的沿伸线上，所以估计由矽卡岩引起的可能性较大。

2.2.2 Ⅷ号激电异常
该异常为一激电异常带，无磁异常反映，沿走向控制长度约650 m，宽度约160 m；走向北西—南东，沿走向两端异常未封闭。

异常特征为低阻、高极化，ηs一般为10%～15%，极大值达21.8%。

电阻率ρs为90～200Ω·m。

异常部位为第四系覆盖，结合物性特征，推断该异常可能为闪锌矿、方铅矿化体引起（陈双世，1999）。

2.3 地球物理充电异常特征与解释
测区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ实际材料图如图4所示。

2.3.1 Ⅰ测区
图3 黑石山高精度磁测57线理论与实测曲线对比
图4 测区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ地理位置示意图
Ⅰ测区大小为600 m×460 m＝0.276 km2。

充电点坐标为：X＝4019439，Y＝16762615。

Ⅰ测区（图5）中间出现一个基本以充电点为中心的、规模较大的异常，△V／I极大值为1063.9 mV·A-1，异常形态近似椭圆状，无明显走向，但在NW方向上略有拉长。

中央等值线较为密集，据此可大致圈定矿体范围，其为一产状较陡的扁豆状矿体，并在270～300线之间其深部有向南延伸的趋势。

测区西边210线至200线之间出现一走向为北东向的条带状低缓异常，异常走向在150点向西折转，异常形态的连续性较好，但在北端未封闭，△V／I极大值为198 mV·A-1，其值与充电点矿体上的异常值相差较大，为一矿致异常。

该异常200和210线的北端部分和Ⅲ测区重合，但在Ⅲ测区平面图上未见异常反映，说明引起该低缓异常的电性体与I测区主矿体有一定关联而与Ⅲ测区主矿体不相关（王懋海
等，2013）。

主异常中心的两条剖面（图6），其曲线形态与地下点源场相似，Ⅱ剖面电位曲线比Ⅰ剖面略为宽缓，电位梯度曲线较为凌乱，但零值点和极值点是清楚的（付善明等，2005）。

推测主矿体为一产状近于直立的椭球体。

2.3.2 Ⅱ测区
图5 Ⅷ号矿带Ⅰ测区充电法△Ⅴ／I平面
Ⅱ测区大小为550 m×500 m＝0.275 km2。

充电点坐标为：X＝4019298，Y＝16763019。

Ⅱ测区（图7）大致在中央出现一个△V／I极大值为589 mV·A-1的比较大的复杂异常。

主异常形态为长椭圆状，NW走向，东部未封闭，电位值西
高东低。

从大于450 mV·A-1等值线分析，异常形态为小椭圆状，异常中心向充
电点南偏移，极大值附近等值线稀疏，梯度变化南陡北缓，表明浅部矿体向北倾斜，但小于450 mV·A-1的等值线形态却形成了主异常的基本特征，异常范围较大，
梯度变化北陡难缓，反映了矿体的深部变化特征，说明矿体在深部向西南伸展，产状也发生了变化，并向南倾斜，推测主异常由上下两层矿体引起，浅部矿体较小向北倾，深部矿体较大向南倾。

在310～330线的120～184点之间，邻近主异常
西侧出现一个NE走向的长椭圆状低缓次级异常，△V／I极大值为256 mV·A-1，其异常特征和主异常不同，等值线稀疏，电位值也小得多，但从主异常在该位置也向西外突，并最终和该异常连在一起，说明是主矿体在更深部的分支，该异常在Ⅰ测区东部有部分重合，却并没有异常反映，表明与Ⅰ测区主矿体无关联。

通过主异常中心的两条剖面（图8），电位曲线为从平面图上截取得到，其特点是曲线形态不对称，异常较为宽阔，并有平缓的极大值，表现出厚度较宽的倾伏矿体的特征（邓鹏博，2010）。

图6 石山铜多金属矿普查区Ⅰ测区充电法剖面
图7 Ⅷ号矿带Ⅱ测区充电法△Ⅴ／I平面
2.3.3 Ⅲ测区
Ⅲ测区大小为750 m×600 m＝0.45 km2。

充电点坐标为：X＝4020004，Y＝16762156。

Ⅲ测区充电法异常较为简单，以充电点为中心，出现一个较大的等轴状异常，△V／I极大值为1490 mV·A-1，异常无明显走向，矿体中心位置在充电
点东北方向50 m处，根据等值线的分布情况，可以判断，浅部矿体近于直立，矿体向深部有膨大的趋势。

通过主异常中心的两条剖面（图9），电位曲线形态规整，近于对称，异常较宽。

电位梯度曲线基本呈倒像对称（刘传朋，2016）。

3 找矿标志
3.1 地质标志
（1）大理岩
受区域构造控制，呈北西向展布，Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ号矿带及48、58号矿点（Ⅹ号矽卡岩带）等已知矿体均与大理岩有密切关系，从48号矿点到八路沟沿北西走向展布的大理岩断续发育，大理岩多发育于地形标高较大处，而沿大理岩展布方向形成的含矿矽卡岩多发育于地形标高较低的地段，且已查明矿体存在。

因此，大理岩是指示多金属矿化体存在的地表标志。

图8 石山铜多金属矿普查区Ⅱ测区充电法剖面
（2）矽卡岩
黑石山地区多金属矿体严格受矽卡岩带控制，矽卡岩带由多条呈似层状、透镜体状的矽卡岩组成。

矽卡岩沿中酸性侵入体与大理岩接触带展布，由接触交代作用形成。

主要的多金属矿化岩石以硅灰石、透辉石矽卡岩为主。

经勘查工程揭露，各矽卡岩带均已发现多金属矿（化）体存在。

因此，矽卡岩是指示多金属矿（化）体存在的直接标志。

（3）断裂构造
沿北西向断裂分布有众多的多金属矿体，呈不规则细脉状或透镜状沿断裂分布。

北
西向断裂构造对矽卡岩的后期热液叠加者矿化更强，断裂控矿明显。

（4）铁帽
图9 石山铜多金属矿普查区Ⅲ测区充电法剖面
金属硫化物在氧化带中形成褐铁矿、臭葱石、黄钾铁矾等组成的铁帽十分醒目。

孔雀石化、褐铁矿化、黄钾铁矾化等地表次生蚀变与多金属矿化体十分密切，是初步确定多金属矿（化）体的地表标志（任鹏奎等，2008）。

3.2 地球物理标志
研究区内5、8、11号物探激电带状异常与矽卡岩带分布范围吻合较好，通过勘查工程验证均已发现多金属矿（化）体，表明物探激电异常是指示多金属矿（化）体存在的标志（米晓明等，2015）。

3.3 地球化学标志
和两个综合异常区内分布有Ⅱ、Ⅷ和Ⅴ、Ⅹ、Ⅺ矽卡岩带，其均已查明有多金属矿（化）体存在。

表明这两个综合异常是反映该区多金属矿（化）体存在的地球化学标志（王彦明等，2015）。

4 结论
本文对青海省都兰县黑石山地区铜多金属矿区矿床地球物理特征及找矿标志进行了研究，在地球物理特征方面，研究了物性特征和高精度磁法剖面测量等，在找矿标志方面，研究了地质标志、地球物理标志和地球化学标志，为实际工程勘探提供了技术支持。

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