新疆赞坎铁矿东工作区位于青藏高原西北缘和塔里木盆地西南缘。在大地构造位置上，工作区处于喀喇昆仑—羌塘构造带的塔什库尔干-甜水海地块中（图1）。西昆仑塔什库尔干铁矿带长约200 km，宽约20 km，面积约4000 km²。矿床赋存于古元古界布伦阔勒群变质岩中（黑云母石英片岩、斜长角闪片岩），典型矿床如赞坎、莫喀尔、老并、叶里克和喀来子等大中型铁矿（陈曹军, 2012;冯昌荣等，2012；张连昌等，2016）。截至2019年，塔什库尔干成矿带累计查明铁矿石资源储量11.9亿t（杨在峰等，2019），预测远景资源量可达20~30亿t。

一般认为，塔什库尔干铁矿成因类型为古元古代沉积变质型（BIF）铁矿（董连慧等，2011），但燕长海等（2012）把以老并为代表的矿床命名为“帕米尔式”铁矿，其主要特征是具有一种特殊的膏铁建造（含石膏、重晶石），成矿时代为寒武纪，认为矿床成因类型为海相火山沉积型磁铁矿矿床。陈曹军（2012）、郑梦天等（2016）、张连昌等（2016）研究认为，塔什库尔干地块原“布伦阔勒群”实际上发育古元古代（2500~2100 Ma）、寒武纪早期（540~510 Ma）二个含矿层位。不同层位的含铁建造有明显的区别：古元古代含铁岩系以黑云石英片岩、斜长角闪片岩为主，夹石英岩（硅质岩）和条带状铁矿，推测原岩为基性火山岩-细碎屑岩-硅质岩-条带状硅铁建造；寒武纪早期以变砂岩、黑云（二云）石英片岩夹大理岩、石膏及重晶石岩为主，原岩是火山沉积-碳酸盐岩-石膏层-重晶石-铁建造。相应的铁矿划分为2种类型：①条带状铁建造受后期热液叠加改造的沉积变质型磁铁矿矿床（BIF型），以赞坎、莫喀尔和吉尔铁克沟为例，其成矿主期的形成条件为古元古代岛弧背景的海相弱氧化-还原的海水沉积环境，成矿物质来源于海底热液对基性火山岩的淋滤及少量陆源物质。经历了沉积成岩、变质、热液改造和变质变形4期成矿-热事件；②早寒武世海相火山沉积和海底喷流沉积形成的沉积变质型磁铁矿矿床，以喀来子、老并和叶里克为例，其形成环境为弱氧化-半氧化环境，成矿成岩物质主要来源于海底热水沉积及陆源碎屑，主要经历了沉积成岩、热液改造和变质变形3期成矿-热事件。

本次工作区内主要出露震旦系—寒武系马尔洋组，局部可见古元古界布伦阔勒岩群，总体呈北北西向展布（图2）。区内岩浆侵入活动非常强烈，侵入岩分布范围较广，总体呈北北西向，占工作区近三分之一的面积，包括中寒武世和渐新世2个大的侵入期，其中中寒武世岩浆侵入活动更强。区内中酸性侵入岩占绝对优势，多呈岩基、岩脉、岩株的形式侵入，主要岩性有英云闪长岩、二长花岗岩。

工作区内研究程度较低，目前尚未发现具有经济价值的矿床。从邻近地区勘查结果来看，主要产出沉积变质型磁铁矿矿床，例如赞坎、莫喀尔、老并等铁矿床。

工作区共开展过2次航磁调查工作（表1），都用固定翼飞机测量，比例尺分别为1∶100万和1∶5万，测线间距为10 km和0.5 km，平均飞行高度800 m左右，测量精度分别为±2.92 nT、±2.2 nT，定位精度10 m左右。

从测量结果看（图3a、b），1∶5万航磁测量将1∶100万航磁测量发现的新C-1999-13异常解体为新C-1999-13异常、新C-2008-1324异常、新C-2008-1285异常等，异常的轴向从北北西向变为北北西向、北西向。2次航磁测量找矿效果显著，通过1∶100万航磁异常查证，发现了赞坎、老并、走克本等大中型铁矿；通过1∶5万航磁异常查证，发现了莫喀尔、叶里克铁矿、希尔波力等铁矿，并且证实布伦阔勒群地层中的磁异常基本与铁矿有关。

工作区属高山深切割地形，相对高差最大达1900 m。磁测系统使用具有国际先进水平的Cs-3高精度铯光泵磁力仪（灵敏度0.001 nT）、DSC-1航磁数字补偿系统（精度0.035~0.080 nT），导航定位使用差分GPS系统（平面定位精度＜1 m）。为了降低离地飞行高度，本次测量采用了适宜于高海拔飞行的小松鼠AS350型直升机。在测量飞行前根据测区地形和作业飞机性能，做好每条测线的飞行高度设计，标注不同高程点飞机能够达到的最低安全高度值，指导机组野外飞行作业；实际测量中采用沿地形缓起伏飞行，对于部分深切割区采用降速飞行，充分发挥直升机的低速爬升性能降低离地飞行高度；在工作区附近建设临时起降点，实际测量飞机半油起飞，增强飞机的高空机动性能和爬升能力。通过这些措施，有效地降低了测线飞行高度，本次测量将平均飞行高度从794 m（1∶5万航磁测量）降低至234 m，也优于设计指标（280 m）。与以往测量相比（熊盛青等，2001；乔春贵等，2009），无论是采集的磁信息量，还是定位精度等都有了全面提高。

据1∶1万航磁图（图4a、b），大致以北纬37°09′为界，将测区分为北部正负变化磁场区和南部正磁场区。北部正负变化磁场区以负磁场为背景，叠加轴向北西向、北北西向磁异常，强度变化大，幅值一般在300~1000 nT之间，最高超过1400 nT。南部正磁场区以正磁场为背景，局部异常特别发育，轴向以北西向为主，少部为北东向，强度变化不大，幅值一般在400~600 nT之间。

岩(矿)石的磁性是航磁资料推断解释的依据，根据中国自然资源航空物探遥感中心实测资料统计（乔春贵等，2009），工作区及外围岩矿石磁性具有如下特征：

正常沉积的砂岩、粉砂岩、砾岩、泥岩、灰岩等岩石磁性较弱或者基本无磁性，磁化率平均值一般小于30×10^-5SI。下古生界和元古宇变质岩一般磁性较弱，大理岩、千枚岩、石英岩、片岩、片麻岩的磁化率平均值均小于30×10^-5SI。古元古界布伦阔勒岩群（Pt₁B）与已知铁矿密切相关，该套地层的磁性一般较弱，但当靠近磁铁矿时，岩石中的磁铁矿含量明显增加，地层磁性明显增强，如赞坎铁矿附近的二云母石英片岩磁铁矿含量达到5%以上，其磁化率平均值达2922×10^-5SI，剩余磁化强度为176×10^-3A/m。中酸性岩侵入岩磁性变化较大，但靠近工作区的中酸性侵入岩磁性不强，均值一般不超过600×10^-5SI。磁铁矿磁性强，与一般岩石之间差异显著，赞坎磁铁矿的磁化率极大值超过150 000×10^-5SI，磁化率平均值达75 799×10^-5SI，铁矿石标本测得的剩磁达425 000×10^-3A/m。工作区手捡铁矿石标本的磁性也较强，最高达17 164×10^-5SI。因此，区内具备通过磁法来圈定铁矿体的地球物理基础。

航磁△T测量数据是不同深度、不同规模和形态以及不同磁性特征的地质体磁场信息在观测面上综合反映的结果。由于场的叠加，使得某些具有一定地质意义的异常变得复杂，在原始图件上很难识别出来，给地质解释带来了困难。为了提高对航磁异常的分辨能力，突出更多有用信息，需要对航磁原始测量数据进行位场转换处理。

化极转换处理结果相当于将观测面设在磁北极所测的磁异常，也就是将斜磁化异常转换为垂直磁化异常，化极后的异常通常与地质体对应较好，更便于推断解释。本次进行了原平面化极处理（图5a）。工作区位于北纬37°05′18″~37°12′24″之间，范围较小，本次采用了中心点化极方法。中心点磁倾角57.16°，磁偏角3.57°。与原始磁场图相比（图4b），经化极处理后斜磁化影响减弱，正异常明显增多。同时，大部分磁异常经化极处理后异常范围缩小，形态简化，正异常极值增加且向北偏移，一些叠加在主异常上的微弱局部异常更加明显。

为了更好地研究局部磁异常，较准确地圈定磁性地质体，在化极的基础上对航磁△T数据进行了垂向一阶导数处理。垂向一阶导数处理有突出和放大作用，侧重于突出浅层近地表地质的磁效应而压制深层区域背景场的影响，从而突出浅部地质体引起的局部异常。另外，垂向一阶导数对消除和减弱异常之间的叠加和干扰作用显著，对浅部磁性体和浅层构造的边界范围以及断裂均具有较高的分辨率。与航磁化极图相比，航磁△T化极垂向一阶导数图上的局部异常较化极图上明显增多（图5b），异常等值线更加密集，规模较小的异常显示更加突出。尤其在化极磁场图上反映不明显的局部叠加异常、磁场梯度带上表现为局部扭曲、鼻状突出和疏密变化的磁异常在导数图中均表现为明显的圈闭磁异常。推测与沉积变质型铁矿有关的磁异常

基于航磁等值线图、化极图和化极垂向一阶导数图，结合地质、矿产、化探等资料，初步筛选出12处具有寻找沉积变质型铁矿意义的局部异常（图5a）。

C1、C2、C3异常位于工作区北部，由新C-2008-1285异常解体而来，呈平行条带状，轴向北西，异常曲线呈尖峰状（图4a），最大幅值超过1100 nT，其中C1相对较短，已延出工作区。C1、C2、C3轴向与地层走向一致，推测为沉积变质型铁矿引起。C4、C5、C6、C7异常位于工作区中部，由新C-2008-1324异常解体而来，整体呈平行条带状，轴向多呈北西，曲线较平缓；C4曲线呈尖峰状，与C1、C2、C3相似，幅值超过1000 nT，但轴向呈北东状；C5呈椭圆状，曲线较宽缓，但幅值较高，超过800 nT。除C4外，这些异常较平缓，但幅值一般都超过500 nT，与地层走向一致，推测也由沉积变质型铁矿引起。异常C8、C9、C10、C11、C12位于工作区南部，也位于1∶100万航磁调查发现的新C-1999-13异常的南部（图3a），由1∶5万航磁调查确定的新C-1999-13异常分化而来（图3b），呈平行条带状，轴向整体呈北西，曲线较平缓，局部呈尖锐状。本次测量未完全覆盖1∶5万航磁调查确定的新C-1999-13异常，因此异常南部不完整，C8、C9、C10、C11、C12位于高背景场，幅值难以界定，但总体较强，轴向与地层走向一致，推测为沉积变质型铁矿的反映。由于本次航磁测量飞行高度低，获得了更多的磁性体信息，也表明尚未发现的铁矿体形态复杂（郝延海等，2013）。

区内找矿前景好，但自然条件恶劣，无人居住。为了实现找矿工作的快速突破，中国自然资源航空物探遥感中心和中国地质科学院矿产资源研究所摸索建立“空地一体化”找矿工作新机制，共同组织地面踏勘队伍。根据航磁异常初步解释结果，在飞行工作完成后利用直升机迅速对区内重点找矿异常新C-1999-13进行了踏勘检查。由于经费不足，本次仅开展了1个架次载人踏勘试验。

异常区地势崎岖，可用工作时间短，工作人员仅在临时停机点附近开展了磁异常追索，在新C-1999-13边部分支异常C8发现了磁铁矿化（图6a、b），证实新C-1999-13异常具有寻找沉积变质型铁矿的重要价值，将原“三当年”找矿模式进一步优化，利用直升机搭载人员大幅提高了工作效率。本次仅踏勘了新C-1999-13异常的边缘，建议继续追加经费，利用直升机运送人员和设备，对航磁异常开展钻探验证，获得新的铁矿资源量。

工作区3次航磁测量工作历时20多年，比例尺从1∶100万到1∶1万，测线间距从10 km到0.1 km，平均飞行高度从833 m到234 m，测量精度从±2.92到±0.64 nT，定位精度从10 m左右到优于1 m，反映了中国航空物探的发展历程。从测量结果看，1∶5万航磁测量将1∶100万航磁测量发现的新C-1999-13异常解体为3个主要异常，异常的轴向也多样化；1∶1万航磁测量将新C-2008-1285异常解体为3个主要磁异常，将新C-2008-1324异常解体为4个主要异常，而新C-1999-13异常变化较大，在高背景场上出现多个异常高点，为地表或近地表磁性体的反映，为地面异常查证提供了清楚的指示，提高了航磁异常查证效果。

直升机航空物探调查在我国起步虽然较晚（于长春等，2007；熊盛青等，2008；崔志强等，2015），但发展速度很快，目前技术较成熟，在地形复杂区大比例尺调查中已基本取代固定翼航空物探调查，其优势是成本低、机动灵活、稳定性好、可超低空飞行获取更丰富的航空物探信息等。近年来，小型无人机航空物探测量系统发展较快（李军峰等，2014；张文杰等，2021），但无人机飞行平台气候适应能力和稳定性较差，难以应用于地形条件复杂的无人居住地区，同时续航时间有限，不适合承担大规模的航空物探勘查任务，离地飞行高度控制能力也较直升机差。建议在新一轮找矿突破战略行动中大力推广直升机航空物探，提高找矿效率。

（1）通过大比例尺高精度航磁测量和直升机投送开展航磁异常踏勘，在新C-1999-13异常发现了磁铁矿化，证实新C-1999-13异常区具有寻找沉积变质型铁矿的潜力，值得进一步开展工作。

（2）塔什库尔干铁矿带布伦阔勒群和马尔洋岩组地层中航磁异常与含铁建造关系极为密切，利用直升机开展大比例尺高精度航磁勘查效果明显。

（3）直升机投送人员人员极大提高了高寒、深切割山区航磁异常踏勘、查证的效率，为快速实现找矿突破奠定了基础。中国地表矿已寻找殆尽，找矿难度已较大，航空物探作为快速、高效、低成本的地球物理探测手段先行非常必要，可以为地面找矿提供线索，降低成本，提高效率。

致谢新疆地质局庄道泽老师给予了很好的建议，在此表示衷心的感谢！

图1塔什库尔干铁矿带构造位置简图(据胡军，2015修改)

Fig. 1 Sketch tectonic location map of the Taxkorgan iron ore belt (modified after Hu, 2015)

图2赞坎铁矿东侧地质简图（据陕西省地质调查院修改，2008）

1—第四系；2—石炭系恰提尔群；3—震旦系—寒武系马尔洋岩组；4—古元古界布伦阔勒岩群；5—二长花岗岩；6—英云闪长岩；7—逆断层；

8—性质不明断层；9—岩性界线；10—冰雪；11—工作区范围

Fig. 2 Sketch geological map of the east side of the Zankan iron deposit (modified from Shaanxi Institute of Geological Survey, 2008)

1—Quaternary; 2—Carboniferous Qiatier Group ; 3—Cambrian Maeryang rock group; 4—Paleoproterozoic Bulunkuole rock group; 5—Monzogranite; 6—Tonalite; 7—Reverse fault; 8—Unknown nature fault; 9—Lithologic  boundary; 10—Ice and snow; 11—Study area

图3赞坎东工作区（黑框）不同比例尺航磁对比图a. 1∶100万航磁ΔT化极图（据熊盛青等，2001修改）；b. 1∶5万航磁ΔT化极图（据乔春贵等，2009修改）

Fig. 3 Aeromagnetic comparison map with different scales of study area on the east side of Zankan

a. 1∶1 000 000 aeromagnetic map of reduction to the pole (modified after Xiong et al., 2001) ; b. 1∶50 000 map of reduction to the pole (modifiedafter Qiao et al., 2009)

图4赞坎东工作区1∶1万航磁ΔT剖面平面图（a）和航磁ΔT图（b）

Fig. 4 1∶10 000 aeromagneticΔT plan-profile map (a) and contour map (b) of study area on the east side of Zankan

图5赞坎东工作区1∶1万航磁ΔT化极图（a）和航磁ΔT化极垂向一阶导图（b）

Fig. 5 1∶10 000 aeromagneticΔT map reduction to the pole (a) and vertical first derivative map (b) of study area on the east side of ZankanC1~C12：

图6新C-1999-13异常区发现的磁铁矿转石a.能吸住磁性笔的铁矿石；b.具条带状构造的铁矿石

Fig. 6 Magnetite boulder discovered in the area of Xin C-1999-13 aeromagnetic anomaly

a. Iron ore which can hold a magnetic pen; b. Iron ore with banded structure

参考文献