物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

童 林

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

磁法勘探在我國(guó)從萌芽到大發(fā)展，從直接找磁鐵礦床發(fā)展到普查預(yù)測(cè)有色、稀有及貴金屬礦床。不斷提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，用包含信息量更多的新數(shù)據(jù)代替老數(shù)據(jù)，引用新技術(shù)，發(fā)展數(shù)據(jù)處理技術(shù)和反演方法，對(duì)重要金屬礦成礦區(qū)帶進(jìn)行高精度大比例尺綜合航空地球物理勘探，結(jié)合地面重力進(jìn)行地質(zhì)填圖及礦產(chǎn)預(yù)測(cè)，建立磁測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)成圖、處理及解釋推斷系統(tǒng)以及建立待找礦產(chǎn)的地球物理－地質(zhì)綜合找礦模式，必將促使磁法勘探有更大的發(fā)展。

1 地質(zhì)概況

1.1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位置地處華北板塊與柴達(dá)木-祁連板塊交界處，大部分區(qū)域處于華北板塊，華北古陸西南緣加里東褶皺帶，北祁連褶皺帶，南邊小部分處于柴達(dá)木-祁連板塊，北祁連早古生代褶皺帶，中祁連中間地塊。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造線方向以北西向?yàn)橹鳌?/p>

調(diào)查區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，其中以中酸性為主，超基性、基性巖次之，中酸性侵入體分布于不同的構(gòu)造地質(zhì)單元。巖石類(lèi)型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多樣，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)與板塊運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切。

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位置地處秦祁昆造山系（Ⅰ級(jí)）、跨越兩個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元（北祁連早古生代褶皺帶、中祁連中間地塊），跨越三個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元(走廊南山地體、托來(lái)山地體、中祁連地體)，北鄰玉門(mén)-酒泉地體，南接南祁連地體。

1.2 調(diào)查區(qū)礦產(chǎn)資源分布

調(diào)查區(qū)位于秦祁昆成礦域（Ⅰ級(jí)），阿爾金-祁連成礦省（Ⅱ級(jí)），北祁連Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag-硫鐵礦-石棉成礦帶（Ⅲ級(jí)）。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)豐富，金屬礦產(chǎn)以鐵、銅、金為主，其次為鉻、鉑、鉬等；非金屬礦產(chǎn)見(jiàn)有石灰?guī)r、硫鐵礦、石膏、石棉和煤。

1.3 區(qū)域地球物理特征

勘查區(qū)地處紅口子煤窯-樺樹(shù)溝-肅南低緩變化磁場(chǎng)區(qū)，大致對(duì)應(yīng)于走廊南山巖漿弧構(gòu)造單元部分，最寬約40km，北西向展布，磁場(chǎng)以平靜、低緩變化為主。局部有幾處強(qiáng)異常顯示，強(qiáng)度在幾十鈉特左右，最強(qiáng)達(dá)100nT～250nT。基本反映出了區(qū)內(nèi)的北西向和北東向斷裂構(gòu)造、具較強(qiáng)磁性體、侵入巖及其火山巖的展布特點(diǎn)。從物性測(cè)定結(jié)果看，區(qū)內(nèi)磁鐵礦及超基性巖磁化率最高，其他巖性如白云巖、砂板巖、灰?guī)r等微磁或基本無(wú)磁，構(gòu)成了本區(qū)的背景場(chǎng)。

2 方法原理

2.1 磁測(cè)數(shù)據(jù)取得

本次磁測(cè)工作測(cè)線布置大致垂直測(cè)區(qū)主構(gòu)造走向方向，根據(jù)磁測(cè)技術(shù)要求，磁測(cè)工作選用GSM-19T型質(zhì)子磁力儀，觀測(cè)參數(shù)為地磁場(chǎng)總場(chǎng)強(qiáng)度（T），經(jīng)日變改正、正常梯度改正、高度改正等計(jì)算參數(shù)為總磁場(chǎng)的相對(duì)異常（ΔT）。

2.2 數(shù)據(jù)處理

實(shí)測(cè)△T異常是地下縱、橫向磁性變化的疊加反映，通過(guò)上述數(shù)據(jù)處理工作，已初步分離、提取出本次工作目標(biāo)的各種磁場(chǎng)信息，在此基礎(chǔ)上結(jié)合地質(zhì)資料、化探資料、巖石磁性統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行綜合分析，才能更好地解決本次工作的地質(zhì)任務(wù)。對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)的處理，依據(jù)調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況和地球物理?xiàng)l件，選用延拓、方向?qū)?shù)換算、小波分析，對(duì)數(shù)功率譜分析等方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便突出有效信息，壓制干擾，提高物探資料解釋結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（1）化極處理：將實(shí)測(cè)△T轉(zhuǎn)化為垂直磁化條件下Za分量，目的是為了減小磁性體△T異常在位置上的偏移現(xiàn)象。

（2）向上延拓：為了區(qū)分不同深度磁性體的延展?fàn)顩r，要對(duì)磁異常進(jìn)行 100m、200m、300m、500m、1000m、2000m等高度的向上延拓，并勾繪等值線進(jìn)行異常形態(tài)判別。

（3）方向?qū)?shù)：主要是為了突出局部異常、確定磁性體邊界，解譯斷裂構(gòu)造，要對(duì)磁異常進(jìn)行0°、45°、90°、135°及垂直方向的求導(dǎo)計(jì)算。

3 斷裂構(gòu)造推斷

在區(qū)域構(gòu)造研究中，磁異常的地質(zhì)因素是比較單一的，它主要利用地層、巖體之間磁性差異來(lái)推斷斷裂構(gòu)造，而這種差異常在磁異常等值線圖或剖平圖上常形成不同異常特征，我們主要利用異常的不同分布特征來(lái)劃分?jǐn)嗔褬?gòu)造。主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)：①斷裂是異常兩側(cè)形成截然不同性質(zhì)磁場(chǎng)的分界線；②呈線性延伸很大的正異常帶和正負(fù)相伴的異常帶或呈線性分布的串珠狀異常帶；③若磁性地層與非磁性地層斷裂接觸，則磁異常兩側(cè)均為斷裂；④?chē)?guó)內(nèi)學(xué)者基本認(rèn)為對(duì)磁異常求方向?qū)?shù)及延拓處理可以得到與構(gòu)造相關(guān)的信息。

4 磁法應(yīng)用效果

4.1 向上延拓

為區(qū)分不同深度磁性體的延展?fàn)顩r，對(duì)調(diào)查區(qū)磁測(cè)工作所圈定的磁異常分別進(jìn)行500m（圖1-a）、2000m（圖1-b）高度的向上延拓，并勾繪等值線進(jìn)行異常形態(tài)判別。

圖1 磁測(cè)ΔT向上延拓平面等值線圖

向上延拓壓制了淺部干擾及淺部磁性體引起的異常，反映出深部巖體空間分布型態(tài)。從上延500m等值圖可看出，中部帶狀磁異常區(qū)異常較強(qiáng)，反映的是深部巖體空間分布位置；北部零散點(diǎn)狀異常區(qū)異常消失，說(shuō)明引起點(diǎn)狀異常的磁性體規(guī)模較小、延深不大；東北角局部高磁異常區(qū)有微弱顯示，推測(cè)局部地段磁性礦體具有一定延深。

綜合分析認(rèn)為西北部巖體規(guī)模較小、延深較淺，東南部巖體規(guī)模較大、延深較深，巖體局部地段不連續(xù)，與推測(cè)的構(gòu)造斷裂帶相吻合。

4.2 方向?qū)?shù)

方向?qū)?shù)主要是為了突出異常走向、確定磁性體邊界，解譯斷裂構(gòu)造，綜合分析各方向?qū)?shù)圖，0°、45°方向?qū)?shù)反映走向?yàn)楸蔽?南東向的磁異常帶、構(gòu)造斷裂帶，異常帶狀分布明顯、走向清晰，與工作區(qū)已知構(gòu)造斷裂走向相一致；90°、135°方向?qū)?shù)反映出北東-南西向的構(gòu)造分布，與推測(cè)的F1、F2、F3斷裂帶位置、走向相吻合。

圖2 調(diào)查區(qū)磁測(cè)ΔT方向?qū)?shù)平面等值線圖

4.3 構(gòu)造斷裂劃分

通過(guò)磁異常分布規(guī)律、磁異常垂向二階導(dǎo)數(shù)圖、結(jié)合地質(zhì)特征，推測(cè)區(qū)內(nèi)存在3條北東向構(gòu)造斷裂，分述如下（圖3）。

圖3 調(diào)查區(qū)磁測(cè)構(gòu)造斷裂劃分圖

F1斷裂位于測(cè)區(qū)西北角、ⅠC1異常西北端，兩側(cè)磁異常明顯扭動(dòng)、錯(cuò)位，兩端延伸出測(cè)區(qū)。

F2斷裂位于測(cè)區(qū)西部，ⅠC1-1與ⅠC-2磁異常之間，地貌上為-北東向溝谷，長(zhǎng)度約3km。從ⅠC1-1與ⅠC1-2磁異常特征分析，兩異常形態(tài)相似，走向有一定變化，異常軸線明顯扭動(dòng)、錯(cuò)位。

F3斷裂位于測(cè)區(qū)中部，ⅠC1-2與ⅠC3-1磁異常之間，地貌上為-北東向溝谷，長(zhǎng)度約3.5km，從ⅠC1-2與ⅠC-1磁異常特征分析，兩異常形態(tài)相似、走向一致，但異常軸線錯(cuò)位。

5 結(jié)語(yǔ)

利用磁異常可以提供直接找礦信息和間接找礦信息：直接找礦信息是依據(jù)巖石、礦石的磁性參數(shù)，分離異常，尋找礦致異常體、優(yōu)選可靠靶區(qū)；間接找礦信息主要是利用磁異常圈出具磁性的巖漿巖、侵入巖接觸帶和火山構(gòu)造，劃分巖體的邊界，確定火山構(gòu)造的位置，結(jié)合地質(zhì)、化探異常優(yōu)選地質(zhì)體作為找礦目標(biāo)。另一方面利用磁異常推斷的斷裂構(gòu)造結(jié)合地質(zhì)資料選擇有利地段的弱磁力高異常進(jìn)行踏勘檢查，綜合地質(zhì)、化探檢查結(jié)果劃分找礦靶區(qū)[3]。

6 致謝

本文磁測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源于實(shí)測(cè)，對(duì)參加本次工作和數(shù)據(jù)處理的技術(shù)人員表示衷心的感謝。

[1]李遠(yuǎn)強(qiáng)，北京地質(zhì)研究所，“物探方法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用”，城市地質(zhì)2015年01期.

[2]劉天佑，磁法勘探，普通高等教育應(yīng)用地球物理系列教材，地質(zhì)出版社.

[3]童林、高會(huì)龍等，卡瓦地區(qū)高精度磁測(cè)工作總結(jié)，2016年.