摘要
本文以青海省牛苦头M2356磁异常区矿权区内及外围找矿预测为目标，在深入认识矿区矿床地质特征的基础上，对研究区低空航磁（1∶10000低空航空磁测）、激电（1∶5000激电中梯剖面）、HMT（高频大地电磁）、 MPMT（多极化大地电磁法）资料进行综合解译，研究含矿地质体反映的综合物探异常信息，对比矿区深部与外围物探综合异常信息。结果表明，研究区岩矿石物性差异明显，与矿体有关的地质体与高磁异常具有良好的吻合性，同时其高极化率、低电阻率特征，是寻找深部盲矿体的重要地球物理找矿标志。结合矿区地球物理找矿标志及成矿规律，对牛苦头M2356磁异常区深部及外围进行靶区优选和找矿预测。研究成果对青海祁漫塔格成矿带同类型矽卡岩型铅锌矿床矿产勘查工作具有重要的推动和示范作用。
Abstract
The goal of this paper is to predict mineral deposits within and around the M2356 magnetic anomaly zone of Niukutou ore district in Qinghai Province. Based on a deep understanding of the geological characteristics of the deposit, a comprehensive interpretation of low altitude aeromagnetic（1∶10000 low altitude aeromagnetic survey）, induced polarization（1∶5000 induced polarization gradient profile）, HMT (high-frequency magnetotelluric),and MPMT (multipolar magnetotelluric method) data in the study area was conducted, study the comprehensive geophysical anomaly information reflected by ore bearing geological bodies, and compare the comprehensive geophysical anomaly information of deep and peripheral ore district. Research has shown that there are significant differences in the physical properties of rocks and ores in the study area, and the geological bodies related to the ore body have good consistency with high magnetic anomalies. At the same time, they exhibit high polarizability, and low resistivity characteristics, which are important geophysical prospecting indicators for searching for deep blind ore bodies. Combined with geophysical prospecting indicators and the metallogeny of the ore district, target area optimization and prospecting prediction were carried out for the deep and peripheral parts of the Niukutou M2356 magnetic anomaly area, which has important promotion and demonstration effects on the mineral exploration of similar skarn type Pb-Zn deposits in the Qimantag metallogenic belt in Qinghai Province.
0 引言
青海省祁曼塔格地区以发育众多矽卡岩型铁、铜、铅锌多金属矿床而闻名，该地区成矿地质条件优越，成矿潜力大（丰成友等，2011，2012；Zhong et al.，2018）。该成矿带吸引了地质工作者的浓厚兴趣，近来年，该地区相继开展了地质勘查和科研工作（徐国端，2010；张爱奎，2012；马圣钞等，2013；高永宝等，2014；刘建楠，2018；钟世华，2018；王盘喜等，2021），形成了一系列勘查方法与理论成果，该区域矿床地质特征认识的不断加深以及成矿规律的总结提升推动了区域找矿工作的进步与突破。
牛苦头矿床位于祁曼塔格成矿带野马泉矿集区东部，目前含有 3 个矿权区，分别为 M1 磁异常区 （已投产开采）、M4 磁异常区（已完成勘探阶段）及 M2356磁异常区（目前为详查阶段）。其中，M1磁异常区经过数余年的开采，资源保有储量严重不足，牛苦头矿区近外围成矿潜力亟需评价，尤其该矿区东部矿权面积可观的 M2356磁异常区（矿权区），由于矿体不连续，埋藏深度大，成矿潜力难以评估，目前面临矿权是否延续的决策难题。因此，开展 M2356磁异常区潜力评价与成矿预测工作迫在眉睫 （王新雨等，2020，2021，2023，2024；Wang et al.， 2023；吴锦荣等，2024）。
近年来，地球物理与地质相结合的找矿方法越来越受到重视。宁霞等（2024）基于双频激电和高频大地地磁测深等地球物理手段，通过综合分析，预测了矿化的空间分布，在青海虎头崖地区取得了良好的试验效果，探索了适用于高寒地区的隐伏矿产的综合找矿方法；邰文星等（2019）通过对湖北大冶鸡冠咀铜金矿矿区重力、磁测、电法测量资料的精细反演，获取矿区深边部和近外围物探异常信息，总结物探找矿标志，对鸡冠咀矿区深部及外围进行靶区优选，该综合物探找矿方法为鄂东南矿集区矿产勘查工作提供了良好的示范作用。吴岩 （2014）通过对胶东某隐伏金矿研究区地质、地球物理特征的综合分析，选取了激电和广域电磁测深相结合的综合物探方法，圈定了地球物理找矿靶区； 晏月平等（2010）通过对瑶岗仙钨矿重力、航磁异常的研究，结合地面磁法、激电法成果对矿区物探异常特征进行了成矿预测，验证了场源体的存在，取得了较大的找矿突破。
而牛苦头矿区找矿方面，前人主要侧重于该矿床的矿床地质特征、矿床成因、成矿规律等方面的研究（贾建团，2013；蒋成伍，2013；李加多等，2019； 吴锦荣等，2019，2021；Wang et al.，2023），有关地球物理与地质相结合的综合找矿方法却缺乏有效的探索，制约了矿区多金属矿产的找矿突破。
本文通过对牛苦头 M2356 磁异常区近来年的航磁、激电、MT、MPMT 等地球物理资料的详细分析，结合矿区成矿规律的研究工作，总结地球物理找矿标志与综合物探找矿方法，圈定有利找矿靶区，对牛苦头 M2356磁异常区近外围进行资源潜力评价，为区域找矿工作提供示范。
1 研究区地质简况
研究区位于祁曼塔格成矿带中段，野马泉铁多金属矿以西（图1）。主要出露上奥陶统滩间山群、上石炭统缔敖苏组，大部分为第四系覆盖。岩浆活动普遍（图2），其中角岩、大理岩、灰岩以及粉砂岩为主要容矿岩石。研究区发育 NWW 向与 NE 向 2 组断裂，NWW 向断裂主要受区域大断裂影响（于淼等，2016；于淼，2017）。
矿体及矽卡岩与地层产状一致，呈层状、似层状、透镜状、鞘状，局部呈脉状。矿石矿物组合以磁黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、铁闪锌矿、方铅矿为主，少量黄铜矿、黄铁矿。
2 岩矿石物性特征
2.1 岩矿石磁性特征
结合牛苦头矿区以往物探工作中的磁性参数进行总结分析，得到牛苦头矿区磁性参数统计表（表1）。
据表1可知，磁（黄）铁矿石具强磁性特征，可引起上万 nT磁异常；多金属矿石具较强磁性，可引起数百 nT 磁异常；矽卡岩、矽卡岩化大理岩、角岩、花岗岩具中等磁性特征，可引起上百 nT 磁异常；大理岩、灰岩具有弱磁性特征。从而表明，本区引起磁异常的地质体多为磁铁矿矿石、多金属矿石、矽卡岩、角岩以及花岗岩。
表1牛苦头矿区磁性参数测量结果统计
2.2 岩矿石电性特征
2022—2023 年笔者针对整个牛苦头矿区共测量 398 块电性标本。为更好的总结电性参数规律、涵盖岩性更全面、统计结果更科学，将两次电性参数进行综合分析（表2）。
据表2可知，研究区内涉及岩性电性参数特征情况为：（1）灰岩整体具有超高阻、低极化的物性特征；（2）炭质灰岩整体中低阻中低极化的物性特征； （3）含矿化（主要为黄铁矿化等）炭质灰岩整体具有低阻、超高极化的物性特征；（4）大理岩整体具有超高阻、低极化的物性特征；（5）角岩整体具有中阻、低极化的物性特征；（6）含矿化角岩整体具有中低阻、高极化物性特征；（7）矽卡岩整体具有低阻、中低极化物性特征；（8）矿体（铅锌铜）整体具有超低组、超高极化的物性特征；（9）花岗岩整体具有高阻、低极化的物性特征；（10）含矿化花岗岩整体具有中高阻、中极化的物性特征。综上，矿区具备地球物理电性找矿前提。
表2牛苦头矿区岩、矿石标本电性参数测量统计
2.3 岩矿石地球物理综合特征
综合牛苦头矿区地球物理磁性、电性特征（图3）可知：（1）矿体（铅锌铜矿体，多伴生磁铁矿、磁黄铁矿等磁性矿物）具有超低电阻率、超高极化率、超高磁化率的物性特征；（2）炭质灰岩具有中低电阻率、中极化率、低磁化率的物性特征；（3）炭质灰岩 （含矿化）具有超低电阻率、超高极化率、磁化率的物性特征；（4）灰岩具有超高电阻率、低极化率、低磁化率的物性特征；（5）大理岩具有超高电阻率、低极化率、低磁化率的物性特征；（6）角岩具有中电阻率、低极化率、中磁化率的物性特征；（7）角岩（含矿化）具有中低电阻率、高极化率、中高磁化率的物性特征； （8）矽卡岩具有低电阻率、中低极化率、中磁化率的物性特征；（9）花岗岩具有高电阻率、低极化率、中低磁化率的物性特征；（10）花岗岩（含矿化）具有中高电阻率、中极化率、磁化率的的物性特征；综上认为矿区具备地球物理找矿电性和磁性前提条件。
图3牛苦头矿区岩、矿石标本物性参数平均值条形图
3 地球物理异常特征
3.1 航磁异常特征
2017 年在研究区开展 1∶10000 低飞航磁测量，共圈定9个异常（图4）。
3.2 激电异常特征
M2（航磁编号）为一处明显视极化率异常，与磁异常空间位置大致吻合。异常呈带状，近东西向展布，纵轴平均长度约为 350 m，横向跨度超过 3 km，异常峰值超过 13%。异常处电阻率为低阻、超低阻，具备典型的低阻、高极化特征。极化率高值等值线位于M2航磁异常中心南部。
3.3 MT特征
研究区共完成 3 条高频大地电磁测深剖面，分别为 MT1、MT2、MT3。MT2、MT3 两条剖面均通过 M2异常区。MT2剖面清晰地反映出了M1矿体的低阻，但在 M2处反映出的异常与地质特征不符，其反应低阻体主要集中在 24～52 线，而矿化最好的 00 线异常却没有体现。MT3 布置于 0 线剖面上，综合地质剖面分析发现，00 线附近验证效果较好，各钻孔均揭露了块状磁黄铁矿和铅锌矿体，但最大低阻异常中心尚未得到钻孔验证（00线以南位置）。
图4牛苦头地区ΔT航磁异常图
3.4 MTPT特征
研究区进行了多极化大地电磁法（以下简称为 MTPT）测量。该MTPT测深工作共实施6条测线，自东向西依次为：L00、L08、L24、L40、L56、L72，测线长度分别为：1560 m、1140 m、1020 m、1020 m、1020 m、 1020 m，点距 30 m，方位 18°，其中 L00 线为试验剖面。根据物性测量，矿体（主要指铅、锌、铜矿体，多伴生磁铁矿、磁黄铁矿，基本上赋存于矽卡岩化带内）具有低阻率、高极化率、高磁化率特征。
根据 MTPT 测量结果，在推断解释中根据异常体的形状、延展、规模、对应地质条件、地球物理特征等对测深异常体进行分类。分类标准按异常体的找矿前景进行，分为具有找矿前景（b）和找矿前景一般（c）2类。
4 物探综合异常分析及成矿预测
4.1 综合物探异常的解释推断
从平面上来看，M2356磁异常区矿体与 M1、M4 磁异常区表现出相似的磁异常特征，均为中高磁、高磁特征，磁异常位置与矿体位置对应较好，总体上磁性体等值线南密北疏，磁性体向北倾斜，产状平缓，近乎水平。
M2（航磁编号）磁异常区激电测量结果见图5。从视极化率数值上能够反映出一处明显异常。异常呈带状大致东西向展布，该异常纵轴平均长度均为 350 m，横向跨度超过 3 km，异常峰值超过 13%，该异常与磁异常空间位置大致吻合。在该异常处电阻率值为低阻、超低阻，为典型的低阻、高极化特征。极化率高值等值线位置，位于 M2高磁位置，航磁异常中心南部（图6）。
总体上，矿体在平面上表现出了高磁、低阻、高极化特征。高极化率异常整体位于高磁异常南部，高极化率异常向西、向北均未封闭。
矿体及矽卡岩化带与高磁异常、低阻带对应较好。以M2356磁异常区00线剖面为例，矽卡岩化及矿化带对应 MT 低阻区域，同时由于发育大量磁黄铁矿化、磁铁矿化而具有高磁特征。另外，M2356磁异常区 ZK0004钻孔（00线见矿效果较好的钻孔，在孔深 517.60～531.80 m 处见总厚 14.20 m 的硫铁银铅锌矿体），对应的低阻区域刚好对应岩体界面凹陷的位置（图7），这也说明高频大地电磁测深与地质手段结合的找矿方法效果好。
4.2 地质与地球物理综合找矿标志
结合前人成果，以及本次工作对航磁、激电扫面和 MTPT 成果的解释推断，可归纳 M2356 磁异常区的地球物理找矿标志。
图5M2356磁异常区极化率等值线平面图
图61∶10000低空航磁化极异常图（矿体对应磁异常位置图）
图7牛苦头M2356磁异常区地质物探综合预测剖面A-A′
矿区地质体主要为灰岩、炭质灰岩、大理岩、角岩、花岗岩体、矿体（主要指方铅矿、闪锌矿、黄铜矿矿体，多伴生磁铁矿、磁黄铁矿，基本上赋存于矽卡岩化带内），其中炭质灰岩由于其含炭的原因表现出低电阻率、高极化率和低磁化率，角岩主要呈现中电阻率、低极化率、中磁化率特征，灰岩、大理岩特征类似，呈现出高电阻率、低极化率、低磁化率特征，花岗岩主要呈现出高阻率、低极化率、中低磁化率特征。当围岩中含有矿化时，则电阻率会有所降低、极化率和磁化率会有所升高。矿体则表现出低阻率、高极化率、高磁化率的特征。
4.3 找矿靶区圈定及找矿空间探讨
根据航磁、激电、MT及MTPT反映的磁化率、电阻率、极化率信息，通过含矿地质体反映的物探异常信息，结合牛苦头地区多金属矿成矿规律，推断未知区域成矿的可能性。按照“从已知到未知”的原则，在牛苦头M2356磁异常区及外围圈定了7处找矿靶区（图8）。
由于牛苦头 M2356 磁异常区目前正处于详查阶段，矿权即将到期，因此矿山目前的勘查工作将重点围绕详查区（M2356磁异常区东部）进行。根据圈定 M2356磁异常区的 W1找矿靶区，对 ZK3201以东与ZK0005以西之间的地带进行找矿空间探讨。
（1）00线南侧
00 线为矿区主要见矿剖面，目前虽然已施工 9 个钻孔，但位于低阻异常峰值区 ZK0001 和 ZK0005 之间近 250 m 的区域，并且南部具有相对高磁特征 （图9），邻孔 ZK0005 已见 8 条矿体，并且 00 线南侧位于成矿模型南侧凹兜处，推测靠近成矿中心。设计孔位ZK0010，位于00勘探线，根据磁异常及HMT 反演结果，预计在600 m左右见到矽卡岩及矿化，在 1000~1050 m见到底部岩体。
16线南部。根据ZK1601钻孔施工结果，在500 m左右见到大规模矽卡岩及矿化，在917 m见到团块状闪锌矿化。暗示1601位于成矿中心（或厚大矿体） 的边缘，16线仍有发现厚大矿体的可能性。结合磁异常反演结果以及极化率异常，建议沿16线在ZK1601 南200 m处布设钻孔ZK1602，设计孔深1000 m，预计 500 m左右见矽卡岩化，900~1000 m处见底部岩体。
（2）24线南侧
在 ZK0010 和 ZK1602 见矿较好的情况下，可考虑向西继续探索，在 24 线南侧布设 ZK2402 钻孔。设计孔位位于24勘探线，ZK2401以南400 m处。根据 MTPT 测量结果，孔位处刚好位于 K-24-1 和 K-24-2 两个异常处（图10），具有低、中低电阻率，中高、高极化率的地球物理特征，暗示该处有发育硫化物矿体的可能性。同时根据磁异常反演结果，预计在 600 m 左右见到开始矽卡岩及矿化，在 1100～1200 m见到底部岩体。
（3）08线
在 ZK0010 和 ZK1602 见矿效果不利的情况下，则考虑在 16 线与见矿较好的 00 线之间施工一孔，靶区位于MTPT推测成矿岩体顶界面所处的“凹陷” 位置，物探剖面特征上显示出低、中低电阻率，高磁化率的特征，对应K-8-2异常（图11）。设计孔位位于08勘探线，ZK0802沿勘探线以南300 m处。根据磁异常反演结果，预计在 600 m 左右见到开始矽卡岩及矿化，在1100～1200 m见到底部岩体。
图8牛苦头地区M2356近外围平面蚀变矿化分带及重点找矿靶区
图9牛苦头M2356磁异常区00线测地质与物探测量综合解译成果图
图10牛苦头M2356磁异常区24线地质物探综合成果解译图
图11牛苦头M2356磁异常区08线测地质与物探测量综合解译成果图
5 结论
（1）通过对研究区低空航磁、激电、MTPT、MT等资料的精细反演，以及含矿地质体物探综合异常信息研究，经过综合对比，共圈定找矿靶区7处。
（2）对 M2356 磁异常区东部进行找矿空间探讨，认为00线南侧、08线ZK0801以南、16线ZK1601 以南及24线ZK2401以南位置，具有较好成矿潜力，并提供了初步的勘查建议。
致谢 青海鸿鑫矿业公司技术中心在资料获取及野外取样方面给予了大力帮助和支持，北京矿产地质研究院有限责任公司地质科研部徐飞高级工程师在物探解译方面提供了有力的支撑，向以上人员致以最真诚的谢意！
