綜合物探信息在三維地質(zhì)調(diào)查的應(yīng)用

【摘要】三維地質(zhì)調(diào)查是廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)調(diào)查、成礦規(guī)律研究和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)等方面的基礎(chǔ)資料，地球物理信息是進(jìn)行深部地質(zhì)調(diào)查不可或缺的要素。在進(jìn)行地質(zhì)體邊界圈定時(shí)，筆者對(duì)EH4數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)歸一化處理，能夠獲得礦體產(chǎn)狀、埋深、延伸、邊界等地質(zhì)信息，取得效果較好。

【關(guān)鍵詞】綜合物探信息 三維地質(zhì)調(diào)查

1 項(xiàng)目基本概況

鞍山本地區(qū)位于華北地臺(tái)北緣東段，是我國(guó)重要的太古宙花崗綠巖地體分布區(qū)，在大面積的太古宙花崗質(zhì)巖石中殘留著為數(shù)眾多的表殼巖，該含鐵巖系和TTG（花崗閃長(zhǎng)巖－英云閃長(zhǎng)巖－二長(zhǎng)花崗巖）一起，構(gòu)成了地殼的結(jié)晶基底。隨著地球歷史的演化，由富含鐵的表殼巖系組成的結(jié)晶基底可以直接出露地表形成沉積變質(zhì)型的“鞍山式鐵礦”；是我國(guó)鐵礦的最重要的鐵礦工業(yè)類型之一。

本次鐵礦調(diào)查評(píng)價(jià)工作范圍位于遼寧省本溪市南芬區(qū)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)123°46′14″－123°50′01″，北緯41°02′38″－41°06′30″，總面積約18.26Km2。工作區(qū)內(nèi)交通便利，鐵路、高速公路及眾多公路縱貫全區(qū)，形成以本溪為中心，連接沈陽(yáng)、丹東、大連及各城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的交通網(wǎng)絡(luò)。區(qū)域航磁以整體低緩正異?；蜇?fù)磁異常為主，局部存在多處規(guī)模較大的正磁異常，各正磁異常峰值較大，近規(guī)則圓形。該區(qū)幾處正磁異常峰值分別對(duì)應(yīng)幾處較大的磁鐵礦：大河沿鐵礦、北臺(tái)鐵礦、賈家堡子鐵礦、大臺(tái)溝鐵礦、徐家鋪?zhàn)予F礦、南芬鐵礦等6個(gè)鐵礦床。本區(qū)重力異常主要分為兩部分：東南部為明顯的低重力異常，異常呈橢圓形，北東向展布；低重力異常向兩側(cè)逐漸升高，西北部重力異常值最高。各地層物性特征，可以看出不同地層、不同巖性之間電阻率、磁化率、密度具有一定的物性差異。茨溝巖組磁鐵石英巖具有明顯的高磁化率、高密度、低電阻率的特征，且與圍巖物性差異較大，有利于確定鐵礦體的空間展布。

2 重磁數(shù)據(jù)處理方法

結(jié)合地質(zhì)，綜合分析重、磁剖面以及EH4反演剖面信息，推斷礦體賦存層位。從工區(qū)物性統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，茨溝巖組的磁鐵石英巖的磁性較強(qiáng)，與圍巖的磁化率存在很大差異；磁性體的異常特征曲線與其磁化率、埋深、規(guī)模關(guān)系密切，根據(jù)磁異常特征曲線可以大致推斷磁性體的空間展布規(guī)律。從工區(qū)巖（礦）石密度統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，太古代的大峪溝巖組、茨溝巖組是區(qū)內(nèi)主要的高密度地層，從重力異常曲線可以推斷太古代基底的起伏、空間范圍等。EH4剖面可以直觀的反映出地下介質(zhì)的空間展布規(guī)律，對(duì)推斷低阻的磁鐵石英巖的產(chǎn)狀、規(guī)模、邊界、埋深等地質(zhì)信息有重要意義。為明確礦體的空間分布特征，根據(jù)礦體電阻率特征，我們?cè)贓H4反演剖面上圈定礦體的初始推斷模型，并以此模型作為重磁聯(lián)合反演的初始模型，在給定礦體磁化率、密度等參數(shù)的提前下，不斷修正礦體模型的產(chǎn)狀、邊界、延伸、埋深的空間展布特征，直到重、磁異常曲線擬合誤差達(dá)到所需精度。通過EH4反演剖面可以看出地下介質(zhì)的地電分布特征，由于小規(guī)模異常體、低阻地層等造成的反演等值線扭曲，我們無法明確推斷礦體的邊界。為明確礦體邊界，我們采用反演數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)歸一化的方法，壓制非礦地電干擾，突出礦體異常，圈定礦體邊界。首先根據(jù)巖（礦）石電阻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定礦體電阻率；將反演得到的電阻率數(shù)據(jù)減掉礦體電阻率，并進(jìn)行對(duì)數(shù)歸一化處理，采用的公式如下：

其中， 為歸一化評(píng)價(jià)參數(shù)； 為反演電阻率數(shù)據(jù)； 為礦體電阻率； 為礦體電阻率數(shù)量級(jí)。

通過反演電阻率數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)歸一化處理，我們以 參數(shù)零值線圈定礦體邊界，有效的壓制了非礦引起的高阻、低阻異常，突出與礦體有關(guān)的地電異常，取得效果較好。

3 綜合物探信息提取

以遼寧省本溪市南芬礦區(qū)L2測(cè)線為例，重、磁、電數(shù)據(jù)剖面可以看出，異常對(duì)應(yīng)關(guān)系很好。重、磁剖面2000-3200m位置有明顯的高磁、高重異常，對(duì)應(yīng)EH4剖面存在西傾45°的低阻異常帶。

圖1 L2剖面綜合物探成果圖

圖2 永安地區(qū)L2圖3 永安地區(qū)L2剖

剖面礦體推斷圖 面重、磁推斷成果圖

根據(jù)EH4剖面異常特征，我們初步推斷礦體的產(chǎn)狀、規(guī)模。為明確礦體的邊界、埋深、延伸等地質(zhì)信息，我們采用反演電阻率數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)歸一化的方法，得到參數(shù)K的等值線圖（圖2）。我們采用K參數(shù)零值線圈定推斷礦體的空間展布特征。

將推斷礦體模型作為重、磁聯(lián)合反演的初始模型，采用RGIS的2.5D重、磁聯(lián)合反演，根據(jù)巖（礦）石物性資料給定礦體的重、磁參數(shù)，修改模型的邊界、埋深、延伸等參數(shù)，直到滿足擬合精度要求，反演結(jié)果見圖3。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃力軍，劉瑞德，陸桂福等.電法在尋找隱伏礦方面的定位預(yù)測(cè)作用[J].物探與化探，2004，28(1):49.