磁法在花崗巖地區的應用

朱杰君 王亮 呂志斌 楊杰

摘 要：音頻大地電磁法具有分辨能力強、勘探深度大、觀測效率高的特點，是一種頻率域電磁勘探方式，是尋找隱伏礦、對地質構造進行深入研究的一種較為有效的手段。通過高精度磁測資料的獲得，能夠在對相關地質問題進行把握的基礎上更好地開展目標地區的礦產勘察工作。在本文中，以我國青海地區花崗巖巖體為例，用EH4儀器開展磁法工作，采集了一條磁法剖面數據，經過室內數據處理反演得到隨深度變化的電阻率剖面圖。根據該區地表特征、巖石樣本物性，驗證了磁法反演結果的可靠性，并依據采集的花崗巖樣本所測得電阻率值，推斷出了測線上花崗巖體的位置。

關鍵詞：磁法;二維反演;花崗巖

多年來，隨著經濟的發展，我國對礦產資源的需求越來越大，而淺層容易開采的礦產已越來越少，因此現階段對深部礦產的勘探開發變得越來越重要。深部礦產中礦體由于沒有出露地表，不能直接觀察，成為地質勘查中的難點。前人從不同角度進行巖體預測研究，很多理論和方法已在實踐中取得了很好的效果。

大地電磁測深法以圍巖與目標巖石電性差異為前提，利用不同頻率電磁波趨膚深度不同來反映地下介質電阻率分布特征，可用于探測地下目標巖體。音頻大地電磁測深法勘探深度可達3000m，適用于深部礦產資源的勘探，該勘探方法在礦體定位中預測的應用研究已取得很多成果。青海很多地區發育花崗巖體，在某些區域，地表出露的巖石電阻率資料顯示花崗巖為異常高阻。在勘探初期，根據地區花崗巖電阻率異常高阻的規律，可用磁法圈定出花崗巖的位置，為后期花崗巖勘探開發提供基礎地質資料。

1 工區地質概況

測量區域山地大面積出露灰巖，風化嚴重，很多裸露灰巖上有長期被雨水沖刷的痕跡，而花崗巖出露很少。已發現礦區地層分為兩個構造層，上古生代構造層及中生代構造層，兩者為不整合接觸關系;下構造層巖溶發育層為中厚層灰巖，燧石條帶灰巖;上構造層侏羅系下統主要為礫巖及粉砂巖;區域主褶皺為南北向，背斜延伸開闊，向斜緊閉。本區火成巖主要有花崗巖、石英斑巖以及輝橄巖等，其中花崗巖巖層位于超深斷裂帶內，主要發育的是花崗閃長巖，該花崗巖體是幔殼同溶型鈣堿系列淺成相中酸性侵入體。

已經研究過的地質資料顯示區域內花崗閃長斑巖向北東、北西以及西部三個分支侵入，其中向西部的這個分支在地表有小面積出露，呈弧立狀自東向西逐漸減小，向北東和北西延伸的是兩個隱伏的分支，這兩個隱伏分支的上部及其附近分布著許多花崗斑巖和石英斑巖脈。

2 野外數據采集與資料處理

2.1野外數據采集

根據前人文獻上的地質資料，工區內花崗巖是由向北東和北西深部延伸的兩個分支組成。因此在工區內北西向布設了一條磁法測線B線，測線點距100m，總長6.9km。

采用EMI公司生產的EH4連續電導率成像系統進行野外工作，觀測方式為張量觀測。EH4測量頻段為0.1Hz～100KHz，高頻頻段10Hz～100KHz，探測深度大致在10m～800m，低頻頻段低至0.1Hz，探測深度可達1200m～1500m，特殊高電阻率地區可達2000m以上。在施工過程中，為確保勘探深度達到花崗巖體埋深，采用40m的偶極矩，對整條測線分別進行了低頻和高頻的采集，低頻一般采集10到15分鐘，高頻一般采集15-20分鐘。

2.2資料處理

EH4野外采集回來的原始數據是時間序列文件，需要進行HHT濾波，由于數據采集時種種原因可能存在隨機干擾信號，因此要剔除這些個別發生跳躍而使視電阻率曲線產生畸變的頻點，然后進行快速傅里葉變換，得到電場、磁場分量以及相位數據，再進行一維Bostic反演，在此基礎上，采用最小二乘法Robust估算方法獲得張量阻抗元素。由于地形的影響，要進行地形校正，利用EH4系統軟件IMAGEM進行帶地形二維反演并形成.dat文件。用.dat文件在Surfer下數據網格化后形成電阻率等值線圖。做好二維反演電阻率剖面圖并結合其它相關資料進行資料解釋。

3 磁法二維反演剖面圖地質推斷解釋

圖1中，由于野外測量階段多雨且大部分為稻田，因此地表附近大多為低阻，且由于地表水長期往下滲入溶蝕，在1500m、2200m、2500m、2700m、4800m、5400m，6100m處形成了各種不同形狀的低阻區。在整條測線上，普遍出露灰巖，對采集的100多塊灰巖樣品進行電阻率測量，其電阻率值范圍為950Ω·m～4100Ω·m，而出露的花崗巖比較少，只發現兩處花崗巖裸露出地表，分別為2000m和5700m左右處，兩處各采了3塊花崗巖巖石樣品，并對這些樣品進行了電阻率測量，取3塊巖石樣品測量結果平均值得到2000m左右處電阻率為7324Ω·m，5700m左右處電阻率值為4963Ω·m，而從得到的圖1電阻率反演剖面來看，2000m及5700m左右處地表正好存在異常高阻區，與測得的花崗巖樣品電阻率值基本相符，證明了圖1反演剖面圖的可靠性。

圖1磁法二維反演電阻率剖面圖中，7500m處下方為異常低阻帶，將此處推斷為含有礦化地下水的巖石破碎帶;1400m～1700m下方，海拔-700m～-200m處為異常高阻區，將此處推斷為花崗巖體。

4 結論和建議

1在地質條件復雜區，依據地表地形實際特征及出露地表的巖石物性，可以驗證音頻大地電磁測深二維反演結果的可靠性，并能圈定出隱伏巖體的位置。

2建議采用地震、鉆孔等勘察手段驗證推斷出的隱伏花崗巖體與實際情況是否相符。

參考文獻

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