綜合物探在四川會(huì)理拉拉M163-1航磁異常查證中的應(yīng)用

邱 林， 周 軍， 劉曉葳， 曹禮剛， 王品峰

(成都理工大學(xué) 地球物理學(xué)院， 成都 610059)

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綜合物探在四川會(huì)理拉拉M163-1航磁異常查證中的應(yīng)用

邱 林， 周 軍， 劉曉葳， 曹禮剛， 王品峰

(成都理工大學(xué) 地球物理學(xué)院， 成都 610059)

為了調(diào)查拉拉M163-1航磁異常的精細(xì)磁異常特征與深部電性結(jié)構(gòu)特征，采用地面高精度磁法與音頻大地電磁測深法，并結(jié)合區(qū)域重磁資料與地質(zhì)資料對(duì)異常區(qū)開展了綜合物探查證工作。通過區(qū)域重磁、地面高精度磁法與音頻大地電磁測深資料的綜合分析，得出了與前人不同的認(rèn)識(shí)，并初步確定了M163-1航磁異常的精細(xì)磁異常特征、異常體的電性結(jié)構(gòu)特征。這為該異常的找礦遠(yuǎn)景調(diào)查評(píng)價(jià)提供了重要的物探依據(jù)。

航磁異常； 地面高精度磁法； 音頻大地電磁測深法

0 引言

M163-1航磁異常位于四川省會(huì)理縣拉拉銅礦以南約9 km處，大地構(gòu)造上位于中國康滇地軸中段，康滇地軸是我國重要的銅多金屬成礦帶[1-3,10]。區(qū)域重磁資料顯示拉拉銅礦及其外圍均處于高磁高重力異常上。在M162航磁異常上分布有拉拉落凼銅礦、天生壩鐵礦、石龍銅鐵礦等規(guī)模較大的礦床；而在同等規(guī)模強(qiáng)度的M163-1航磁異常上則未發(fā)現(xiàn)類似礦床，僅在其北部發(fā)現(xiàn)有規(guī)模較小的官地、李家墳鐵礦等兩處礦點(diǎn)。前人在M163-1航磁異常中心布置過一口鉆孔，進(jìn)行過驗(yàn)證，最后認(rèn)為該異常反映的是隱伏含鐵礦蝕變輝長巖[4]，自此以后就未進(jìn)行詳細(xì)的查證工作。為了解M163-1航磁異常精細(xì)的磁異常特征、深部電性結(jié)構(gòu)及其深部空間展布特征，這里以地面高精度磁法與音頻大地電磁測深(簡稱AMT)相結(jié)合的勘探模式對(duì)其進(jìn)行綜合研究。研究認(rèn)為，磁異常具有三級(jí)疊加的特點(diǎn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了紅泥坡向斜的存在；并獲得2個(gè)次級(jí)(局部)高磁異常與2個(gè)相對(duì)高阻異常區(qū)，推斷其為淺部有利的含礦異常區(qū)。這對(duì)于拉拉銅礦外圍找礦遠(yuǎn)景分析有重要意義，并對(duì)下一步勘探工作提供可靠的物探依據(jù)。

1 地質(zhì)與地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

區(qū)域地層基本發(fā)育完整。古元古界康定群、大紅山群、苴林群、河口群構(gòu)成結(jié)晶基底；中元古界昆陽群、會(huì)理群、鹽邊群構(gòu)成褶皺基底；新元古界及以后地層構(gòu)成沉積蓋層[1-9]。新太古界—古元古界康定群為一套古老變質(zhì)巖系，其下部為中基性火山巖建造，中部為中酸性火山碎屑巖，上部為復(fù)理石建造，垂向上表現(xiàn)出一個(gè)巨大的火山—沉積旋回[1-9]。古元古界河口群主要為細(xì)碧角斑巖建造。中元古代地層在東西部有一定的差異，西部鹽邊群存在海底火山噴發(fā)形成的蛇綠巖套，中東部昆陽群、會(huì)理群為一套巨厚的碳酸鹽巖與細(xì)碎屑巖(含鈉質(zhì)火山巖)組成的復(fù)理石建造。震旦系下部為粗粒碎屑巖和酸性火山巖，上部以細(xì)碎屑巖為主，頂部為碳酸鹽巖[1-9]。

測區(qū)內(nèi)出露地層主要是古元古界河口群的小銅廠組、大團(tuán)箐組、落凼組、新橋組、天生壩組，會(huì)理群通安組，三疊系白果灣組，第四系等[1-9]，地層產(chǎn)狀較為平緩，鐵、銅礦一般順層或呈透鏡體產(chǎn)出，地層與主要巖性見表1。

表1 測區(qū)主要地層與巖性

測區(qū)位于區(qū)域性近南北向斷裂F13與F29之間[1-9]。西側(cè)逆斷層F13自白云山，經(jīng)石頭溝、鍋廠、官地至大足田向南一直延伸，呈北北東-南南西貫穿全區(qū)；東側(cè)逆斷層F29自鹽水河，經(jīng)綠灣、松坪、石龍至綠水。在落凼礦區(qū)以南是走向近東西向的正斷層F1，F(xiàn)1以南是寬緩的紅泥坡向斜[1-9]。

1.2 測區(qū)地球物理特征

鐵、銅礦石的磁性較高，銅礦石的磁化率在5 900 ×4π×10-6SI～13 000×4π×10-6SI之間，鐵礦石的磁化率最高，在71 592 ×4π×10-6SI～ 97 074 ×4π×10-6SI之間，只有赤鐵礦的磁化率較低，在3 500×4π×10-6SI左右。如果按照地層來分，天生壩組與落凼組地層為相對(duì)高磁性地層，新橋組、大團(tuán)箐組、三疊系等地層為相對(duì)低磁性地層(表2、表3)。

表2 測區(qū)礦石磁性

表3 測區(qū)地層磁性

鐵、銅礦石的電阻率為中低阻，基本小于1 000 Ω·m；鈉長巖、片巖、輝長巖等圍巖的電阻率為中高阻，基本大于1 000 Ω·m；如果按地層統(tǒng)計(jì)，三疊系地層為相對(duì)低阻，電阻率為243 Ω·m左右；天生壩組與新橋組地層為相對(duì)高阻，電阻率為953 Ω·m～4 421 Ω·m之間；落凼組地層為相對(duì)低阻，電阻率為358 Ω·m左右；大團(tuán)箐組地層位相對(duì)高阻，電阻率為2 825 Ω·m左右。如表4所示。

低密度地層有平均密度為2.46×103kg/m3的通安組地層、平均密度為2.65×103kg/m3的三疊系與侏羅系地層[6]。

河口群地層中高密度層有平均密度為2.83×103kg/m3的片巖類巖石；中高密度層有平均密度為2.77×103kg/m3～2.86×103kg/m3的鈉長巖類巖石；整個(gè)河口群地層表征為高密地層。

表4 測區(qū)巖(礦)石與地層電性參數(shù)

表5 測區(qū)巖(礦)石密度參數(shù)

輝長巖類巖石平均密度為2.84×103kg/m3～2.96×103kg/m3，為高密度體；銅礦石平均密度為2.92×103kg/m3～2.99×103kg/m3，為高密度體；鐵礦石平均密度為3.29 ×103kg/m3～3.86×103kg/m3，為最高密度體[6]。

統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，河口群地層為高密度磁性體。在空間上F13以西為低密度無磁性的通安組，其F29以東為低密度無磁性的中生代地層。因而在河口群分布(出露和隱伏)地段必然引起正磁異常和高重力異常。

因此，拉拉銅礦河口群地層及巖、礦石間有明顯的磁性、密度與電性差異，具備開展地球物理勘探工作的探物性前提。綜合物性資料可以得出尋找高磁性、高密度、相對(duì)高電阻率或低電阻率特征的地質(zhì)異常體均為本區(qū)找礦遠(yuǎn)景調(diào)查的重要依據(jù)。

2 地球物理測線布置與數(shù)據(jù)處理

2.1 工作方法選取與測線布置

根據(jù)測區(qū)地質(zhì)概況、物性差異以及勘探目的，選擇地面高精度磁法與音頻大地電磁測深法進(jìn)行M163-1航磁異常地面查證工作。地面高精度磁法與AMT測線在同一剖面上，均穿過M163-1航磁異常中心。剖面北起官地鐵礦，向南經(jīng)過李家墳鐵礦，再穿過M163-1航磁異常、向南終于姜驛石頭山。剖面總長度為12 km。磁法測量點(diǎn)距為20 m，AMT測量點(diǎn)距為100 m。測線方位-4 000 m～3 500 m段為北偏東20.31°，3 500 m～8 000 m段為北偏東10.75°(圖1)。

2.2 資料處理

采用Encom Modelvision重磁軟件進(jìn)行地面高精度磁法數(shù)據(jù)處理。為了消除斜磁化的影響，首先需對(duì)磁異常數(shù)據(jù)進(jìn)行化極處理；然后再對(duì)數(shù)據(jù)解析延拓處理。采用MTSoft-2D軟件進(jìn)行AMT數(shù)據(jù)預(yù)處理與反演解釋。先利用曲線形態(tài)進(jìn)行極化模式的識(shí)別與調(diào)整，再對(duì)曲線進(jìn)行編輯平滑處理，最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)校正處理。AMT反演采用一維Bostic變換作為初始反演模型、二維NLCG反演作為最終結(jié)果；其中，在反演過程中密切結(jié)合地面高精度磁法處理結(jié)果，對(duì)AMT反演初始模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)募s束與修正，再進(jìn)行反演處理。

圖1 磁法與AMT測線布置圖Fig.1 Magnetic method and AMT line layout

3 成果綜合解釋

3.1 區(qū)域重磁異常分析

由圖2(a)可以看出，拉拉銅礦及其外圍均處于高磁異常上。在拉拉銅礦及其外圍分布有M125、M162、M163-1、M163-2等高磁異常，異常強(qiáng)度均為300 nT ～400 nT，異?？傮w呈北、北北東向的園、橢圓形分布特征。從區(qū)域布格重力異常來看，拉拉銅礦及其外圍均處于一個(gè)呈北北東向展布的布格重力高異常上。通過航磁異常化極成果與布格重力異常成果相對(duì)比，可以看出兩者有密切的聯(lián)系。M163-1航磁異常區(qū)與其對(duì)應(yīng)的布格重力異常區(qū)的異常均較為寬緩，而北部的M162航磁異常區(qū)與其對(duì)應(yīng)的布格重力異常區(qū)的異常則較為狹長密集，說明M163-1航磁異常的異常源比M162航磁異常的異常源較深(圖2)。

圖2 拉拉地區(qū)航磁化極異常與布格重力異常圖Fig.2 Aeromagnetic anomaly reduction to the pole and bouguer gravity anomaly(a)航磁化極異常圖；(b)布格重力異常圖

3.2 磁法與AMT綜合分析解釋

通過對(duì)地面高精度磁測與音頻大地電磁測深的綜合研究，認(rèn)為該區(qū)磁異常具有三級(jí)疊加的特點(diǎn)，并進(jìn)一步驗(yàn)證了紅泥坡向斜的存在。在M163-1航磁異常區(qū)獲得了2個(gè)次級(jí)(局部)磁異常與相對(duì)高電阻率異常，推斷出1條斷層F1與1條低阻破碎帶F2，并初步劃分了深部電性結(jié)構(gòu)。剖面整體呈向斜構(gòu)造特征，與前人認(rèn)為該段為一向斜構(gòu)造特征的認(rèn)識(shí)相符。地面高精度磁法與AMT剖面資料綜合異常解釋成果如圖3所示。

圖3 磁法與AMT剖面綜合異常解釋圖Fig.3 Magnetic method and AMT profile comprehensive anomaly interpretation(a)磁法剖面異常綜合解釋圖；(b)AMT剖面二維反演綜合解釋圖

根據(jù)測區(qū)航磁異常資料，M163-1航磁異常主要分布在剖面0 m～6 000 m段。由圖3可以看出，中地面高精度磁法測量結(jié)果在該區(qū)域同樣表現(xiàn)出較高的磁異常。但是與航磁異常不同的是，地面磁法測量更為精細(xì)地將M163-1航磁異常劃分為2個(gè)較小的次級(jí)磁異常(三級(jí)異常)與1個(gè)較大的主異常(二級(jí)異常)，2個(gè)次級(jí)異常疊加在主異常上。如圖3中化極后的ΔT-1與ΔT-2兩個(gè)次級(jí)磁異常，ΔT-1異常強(qiáng)度約為433 nT，ΔT-2異常強(qiáng)度約為584 nT。將異?；瘶O上延500 m后，2個(gè)次級(jí)異?；鞠В鳟惓＿€有200 nT～300 nT，說明這2個(gè)次級(jí)異常為淺部異常，主異常為深部異常。根據(jù)本區(qū)物性與地質(zhì)資料，推斷引起2個(gè)次級(jí)磁異常的異常源埋深較淺，其應(yīng)該為天生壩組內(nèi)的磁性體所引起；主異常的異常源埋深較深，其應(yīng)該為落凼組的磁性體所引起。

AMT剖面二維反演成果顯示，剖面層狀性比較好，整體顯示為一向斜構(gòu)造特征，這與前人在該區(qū)紅泥坡向斜構(gòu)造的認(rèn)識(shí)相吻合。同時(shí)，AMT資料反演成果反映出本區(qū)主要是低-高-低-高的基本電性結(jié)構(gòu)特征，這與測區(qū)地層的基本物性特征相吻合，如圖3與表4所示。在剖面2 250 m處向深部推斷存在斷層F1，這個(gè)斷層將M163-1異常一分為二；在剖面4 800 m～6 800 m段從淺部到深部電阻率較低，電阻率約為1 Ω·m～15 Ω·m，推測其為含水低阻破碎帶。由圖3可知，在2個(gè)磁異常的下方有兩個(gè)電阻率相對(duì)較高的異常體與之相對(duì)應(yīng)，電阻率約為50 Ω·m ～160 Ω·m，如圖3中的Res-1與Res-2。根據(jù)本區(qū)物性與地質(zhì)資料，天生壩組為本區(qū)含鐵與銅礦的地層之一且電阻率相對(duì)較高，新橋組不含礦且電阻率相對(duì)較高。所以，推測這2個(gè)相對(duì)高阻異常為次級(jí)磁異常所對(duì)應(yīng)的淺部含礦異常。同時(shí)，落凼組也為本區(qū)含鐵與銅礦的地層之一且電阻率相對(duì)較低。所以，推測主體磁異常應(yīng)該為落凼組的磁性體所引起。

值得注意的是，為了驗(yàn)證M163-1航磁異常，前人在航磁異常的中心位置布過1口604.14 m深的鉆孔(CK534)，均見到含磁鐵、黃鐵、黃銅等礦物，局部品位多達(dá)10%，但是總體品位不足，最后認(rèn)為該磁異常反映的是隱伏含磁鐵蝕變輝長巖，鉆孔位置如圖1與圖3所示。通過本次地面高精度磁測與AMT測量成果與地質(zhì)資料綜合分析，可以看出，該鉆孔正好布置在斷裂帶上，而且并非真正處于磁異常中心上，而是處于兩個(gè)次級(jí)磁異常的中間，磁性最弱的地方，地面磁異常強(qiáng)度只有100 nT ～200 nT。所以，推測該鉆孔可能是布置不盡合理，導(dǎo)致未能見到工業(yè)品位的礦。在鉆孔兩側(cè)的磁異常要比鉆孔處的磁異常高200 nT ～500 nT，因此，推測鉆孔兩側(cè)的磁異?？赡懿攀菧\部較好的含礦磁異常。

4 結(jié)論與建議

對(duì)于航磁異常的地面查證研究，首先需要詳細(xì)地了解研究區(qū)地質(zhì)、地球物理特征，然后選取能反應(yīng)異常特征的勘查方法技術(shù)及其組合，才能快速地得出異常在地面以及在地面以下的分布特征。作者通過利用地面高精度磁法快速了解航磁異常的地面磁異常特征，再利用AMT快速了解異常深部的電性結(jié)構(gòu)特征以及異常在地下深部的分布狀態(tài)。通過這種勘查組合模式得出的綜合研究成果，對(duì)M163-1航磁異常的認(rèn)識(shí)以及找礦遠(yuǎn)景調(diào)查評(píng)價(jià)提供了可靠的研究資料。

1)M163-1航磁異常通過地面高精度磁法查證顯示異常為一個(gè)三級(jí)疊加異常。第一級(jí)異常為隱伏的基性、超基性巖體所引起；第二級(jí)異常為深部落凼組的磁性礦體或磁鐵石英鈉長巖所引起；第三級(jí)異常為淺部磁性礦物所引起(很可能是鐵礦體)。

2)AMT成果顯示本區(qū)存在一個(gè)較為寬緩的向斜構(gòu)造，進(jìn)一步驗(yàn)證了紅泥坡向斜構(gòu)造的存在；電性結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為低-高-低-高的基本特征，這與該區(qū)地層整體的垂向物性特征相當(dāng)吻合。

3)2個(gè)次級(jí)異常區(qū)的含礦性比較大，為淺部有利的找礦遠(yuǎn)景靶區(qū)；二級(jí)異常為深部有利的找礦遠(yuǎn)景靶區(qū)。

4)今后在條件允許的情況下，建議對(duì)推斷解釋結(jié)果進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。

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Application of integrated geophysical methods to M163-1 aeromagnetic anomaly inspection of Lala, Huili, Sichuan province

QIU Lin, ZHOU Jun, LIU Xiao-wei, CAO Li-gang, WANG Pin-feng

(Chengdu university of technology institute of geophysics,Chengdu 610059， China)

There are large and medium scale iron and copper deposit at M162 aeromagnetic anomaly in Lala copper, such as Luodang, Tianshengba, Shilong, and so on. But it has not been found larger scale iron and copper deposit on the southern of Lala copper deposit, at M163-1 aeromagnetic anomaly which is the same scale and intensity to M162. And the predecessors thought that M163-1 aeromagnetic anomaly is caused by concealed and magnetitite-bearing allalinite. So, in order to survey the fine magnetic anomaly characteristics and deep electrical structure characteristics of Lala M163-1 aeromagnetic anomaly, we used ground high precision magnetic method and audio magnetotelluric method and combined with the regional gravity and magnetic data to carried out comprehensive geophysical prospecting inspecting work. Through comprehensive analysis of regional gravity and magnetic data, ground high precision magnetic method and audio magnetotelluric method data, we obtained different understanding to the predecessors; And the fine magnetic anomaly characteristics of M163-1 aeromagnetic anomaly, the electrical structure characteristic of abnormal body was determined preliminarily. It provide important geophysical gist for ore-prospecting prospective study of the anomaly.

aeromagnetic anomaly; ground high precision magnetic method; audio magnetotelluric method

2016-06-06 改回日期：2016-07-06

中國地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(12120113095100)

邱林(1985-)，男，博士，主要從事礦產(chǎn)地球物理勘探， E-mail：273447440@qq.com。

1001-1749(2016)05-0603-07

P 631.2

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2016.05.05