徐宿弧(安徽段北部)弱磁異常特征及其認(rèn)識

何柳昌, 產(chǎn)思維

(安徽省勘查技術(shù)院， 合肥 230031)

0 引言

為調(diào)查徐宿弧(安徽段北部)隱伏巖體的賦存狀況，分析區(qū)內(nèi)的找礦潛力，根據(jù)區(qū)內(nèi)為弱磁異常的特點(diǎn)，主要采用匹配濾波、小波變換進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提取深部示礦信息。調(diào)查區(qū)為第四系覆蓋區(qū)，是煤及矽卡巖型礦床的主要富集地區(qū)，現(xiàn)已查明的金屬礦產(chǎn)主要分布在徐宿弧(安徽段)的南部，濉溪縣前常、徐樓等地區(qū)，其中新探明的楊橋孜銅金礦位于三鋪巖體接觸帶部位，是目前淮北地區(qū)最大的金礦床[1]。調(diào)查區(qū)的找礦前景較好,但工作程度相對較低[1-2]，到目前為止，主要開展過1∶5萬的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及小于1∶5萬的重磁測量工作。本文重點(diǎn)利用1∶2.5萬地磁測量成果通過多方法多參數(shù)變換數(shù)據(jù)處理提取弱磁異常[3-4]，查明區(qū)內(nèi)的隱伏巖體賦存狀況，定性分析調(diào)查區(qū)北部前歐盤閃長玢巖體的形成原因，分析白土南部地區(qū)的找礦前景，為徐宿弧(安徽段)尋找矽卡巖型金多金屬礦床提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)地層除缺失奧陶系上統(tǒng)至石炭系下統(tǒng)外，自古元古界以后的其余地層均有分布； 巖性主要為灰?guī)r、白云巖、砂巖及泥巖等(圖2)。

受基底構(gòu)造及滑脫構(gòu)造控制，區(qū)內(nèi)蓋層構(gòu)造活動強(qiáng)烈，形成了一系列逆沖斷層及向西凸出的緊閉線性構(gòu)造。

圖1 皖北地區(qū)構(gòu)造綱要

區(qū)內(nèi)巖漿活動表現(xiàn)出既有繼承地臺的某些特征，又有自身的一些特征[7]，如: 巖漿活動不夠強(qiáng)烈，巖體規(guī)模不大； 巖漿活動比較頻繁且分布廣泛，巖體常是多次侵入活動形成的復(fù)式巖體。因華北地臺的基底僵化程度較高，巖漿活動的強(qiáng)烈程度和差異性，還常取決于它們的繼承性。

區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動主要發(fā)生在燕山中期、晚期，主要巖性為閃長巖和花崗巖，多數(shù)為復(fù)式巖體； 已查明的礦床類型主要為接觸交代矽卡巖型礦床，與矽卡巖型礦床的形成關(guān)系最為密切的是中性閃長玢巖體[8]。

徐宿弧(安徽段北部)弱磁異常區(qū)(圖2)除已查明的前歐盤閃長玢巖體及相關(guān)的銅鉛鋅多金屬礦外，目前未發(fā)現(xiàn)其他隱伏巖體及礦(化體)。

2 地球物理特征

2.1 巖(礦)石的磁性特征

依托正在實(shí)施的徐宿弧(安徽段)金多金屬礦成礦背景調(diào)查項(xiàng)目，對區(qū)內(nèi)326塊巖(礦)石標(biāo)本磁性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果如表1所示。

表1 巖(礦)石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

研究表明： 沉積巖類均為無—弱磁性； 花崗巖類為弱磁性； 閃長巖類，具有中等磁性。

2.2 數(shù)據(jù)處理

本文采用的磁法數(shù)據(jù)為實(shí)測的地磁成果，施工比例尺為1∶25 000，網(wǎng)度250 m×50 m,測線方向?yàn)?35°，磁測總精度為±2.0 nT。

根據(jù)目標(biāo)地質(zhì)體的賦存狀況，選取不同的處理方法及多參數(shù)變換，最大化提取目標(biāo)地質(zhì)體信息。其中，化極處理是消除斜磁化的影響，簡化磁異常的地質(zhì)解釋。匹配濾波是利用傅里葉的正反變換來實(shí)現(xiàn)淺源場和深源場的分離，當(dāng)實(shí)測磁法數(shù)據(jù)能較好地滿足匹配濾波計(jì)算條件，且在對數(shù)功率譜曲線選擇的2個斜率段較合理時，匹配濾波計(jì)算就能獲得較好的地質(zhì)效果，使區(qū)域異?；蚓植慨惓８又庇^。小波變換是將信號分解成各種不同頻率或尺度，利用其數(shù)學(xué)顯微鏡的特點(diǎn)進(jìn)行伸縮、平移聚焦到信號任意細(xì)節(jié)加以分析； 利用小波變換多尺度分析原理實(shí)現(xiàn)對磁異常淺源場和深源場的分離。垂向一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算是突出對應(yīng)深度的磁局部異常。

徐宿弧(安徽段北部)為弱磁異常區(qū)，隱伏磁性地質(zhì)體引起的弱磁異常已被淺部或地面產(chǎn)生干擾磁異常掩蓋，無法識別。根據(jù)以上分析，選擇匹配濾波、小波變換的方法，采用改變相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)獲取多個深度下的區(qū)域場，通過對比，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景進(jìn)行甄別，篩選出符合某一特定地質(zhì)現(xiàn)象的處理結(jié)果； 根據(jù)功率譜曲線上的視深度，定性分析目標(biāo)地質(zhì)體的埋藏深度； 最后利用垂向一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算突出某一深度的局部磁異常。

甄別后，最終采用了ΔT化極磁異常，將視深度為500 m及1 000 m磁性地質(zhì)體引起的ΔT化極磁異常及對應(yīng)視深度為500 m的垂向一階導(dǎo)數(shù)磁異常作為異常解釋的基本圖件(圖3)。

2.3 弱磁異常特征及其解釋

2.3.1 弱磁異常特征

徐宿弧(安徽段北部)ΔT化極磁異常為一低緩異常區(qū)(圖3 (a))，異常形態(tài)呈現(xiàn)出雜亂無規(guī)律現(xiàn)象，異常極值多數(shù)在±100 nT以內(nèi)，幅值、梯度?。?無明顯的局部異常，隱伏磁性地質(zhì)體引起的磁異常難以識別； 僅在磁異常區(qū)的東南部沿黃疃—曹村、沙溝—潘林方向隱約可見斷續(xù)展布的NNE向延伸的弱磁異常帶，異常帶弧形展布不明顯、寬度較窄； 說明磁異常主要由淺部的弱磁性物質(zhì)局部富集引起，弱磁性地質(zhì)體的賦存狀況主要由NNE向構(gòu)造控制。

(a)ΔT化極磁異常 (b) 視深度500 m磁源ΔT化極磁異常

(c) 視深度1 000 m磁源ΔT化極磁異常(b) 視深度500 m磁源ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)磁異常

圖3不同深度磁性地質(zhì)體引起的地磁異常圖

Fig.3Geomagneticanomaliescausedbymagneticgeologicbodiesatthedifferentdepth

在視深度500 m、1 000 m磁源ΔT化極磁異常圖上(圖3(b)、(c))，弱磁異常主要由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3條磁異常帶組成，其中Ⅰ、Ⅱ號磁異常呈弧形延伸至前歐盤銅、鉛鋅金礦預(yù)查區(qū),現(xiàn)已驗(yàn)證，前歐盤磁異常由閃長玢巖引起。通過對比分析實(shí)測磁異常與前歐盤閃長玢巖引起的磁異常特征，認(rèn)為南部低緩磁異常為中酸性巖體引起。

在視深度500 m磁源ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)磁異常圖上(圖3(d))，局部異常以條帶狀為主，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3條磁異常帶中均有明顯的反映。以疃里—桃山集一帶為界，南部磁異常帶以SN向?yàn)橹?、北部磁異常帶以NE向?yàn)橹鳎纬晌魍沟幕⌒萎惓?，其中Ⅱ號中的局部磁異常帶呈弧形展布明顯，Ⅲ號異常帶中的局部磁異常為NE向延伸，說明區(qū)內(nèi)的局部磁異常展布受NE向或弧形構(gòu)造控制。

2.3.2 地質(zhì)解釋

由圖3可見，隨著深度的增大，調(diào)查區(qū)西南部的磁異常形態(tài)由單一的NNW向逐漸過渡為NW向和NNW向延伸的橢圓形疊加磁異常，異常范圍大、異常強(qiáng)度小，推測該磁異常為多期次侵入的中酸性復(fù)式隱伏巖體引起。其主要依據(jù)： ①區(qū)內(nèi)蓋層地質(zhì)體主要為沉積地層和中酸性巖體，其中沉積地層的巖性主要為灰?guī)r、白云巖、砂巖及泥巖等，均為弱—無磁性地質(zhì)體，而中酸性巖體具有中等磁性，當(dāng)其埋深在有效探測范圍內(nèi)，會產(chǎn)生明顯的磁異常； ②若磁異常為基底隆起引起，其異常形態(tài)較為單一，且磁異常走向應(yīng)與褶皺構(gòu)造的走向基本一致； ③呈NW向磁異常的范圍較大，推測為早期形成的巖體引起，可能受控于NW向規(guī)模較大的基底構(gòu)造； ④呈NNE向磁異常范圍相對較小，推測為晚期形成的巖體引起，可能受控于蓋層中的弧形構(gòu)造。

圖3中分布的3條異常帶均為弱磁異常，呈明顯的弧形展布，與區(qū)內(nèi)的弧形構(gòu)造方向基本一致，推測是深部巖漿沿弧形構(gòu)造由南往北向上侵入所致，磁異常帶延伸至前歐盤地區(qū)，推測目前已查明的前歐盤閃長玢巖可能是由南部的中酸性巖漿沿弧形構(gòu)造往北侵入所致。

在圖3中的Ⅰ、Ⅱ號異常帶中，位于白土一帶，南北磁異常的特征發(fā)生明顯的變化，特別是在Ⅱ號磁異常帶中存在明顯的東西錯位現(xiàn)象，圖3(d)中的局部磁異常帶具有明顯的不連續(xù)現(xiàn)象，可能是巖漿巖形成后期的NWW向構(gòu)造在形成過程中致使磁性物質(zhì)賦存狀況發(fā)生變化引起； 而區(qū)內(nèi)的成礦類型以熱液蝕變的矽卡巖型為主，與巖漿巖形成基本同步，該NW向構(gòu)造對已形成的礦(化)體可能會起一定的破壞作用。

綜上所述，位于隱伏巖體的西北部、白土以南區(qū)域是尋找銅多金屬礦的有利場所。主要依據(jù)是位于Ⅰ、Ⅱ號異常帶間為相對低磁異常區(qū)，根據(jù)所處的地質(zhì)背景推測是由于古生代碳酸鹽巖沉積地層引起，而古生代中寒武系、奧陶系地層是本區(qū)的賦礦層； 北部的前歐盤閃長玢巖分布區(qū)目前已查明多處銅鉛鋅多金屬礦(化)體，認(rèn)為該區(qū)具備尋找銅多金屬礦有利因素。

3 結(jié)論

(1)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，徐宿弧(安徽段北部)弱磁異常形態(tài)規(guī)則、磁異常特征明顯，能較好地反映隱伏磁性地質(zhì)體的賦存狀況，為進(jìn)一步查明弱磁異常區(qū)內(nèi)隱伏磁性體的屬性、開展下一階段礦產(chǎn)勘查及圈定找礦靶區(qū)提供了重要依據(jù)。

(2)徐宿弧(安徽段北部)弱磁異常區(qū)內(nèi)分布以閃長玢巖為主的隱伏中酸性巖體，且該巖體由多期次巖漿侵入形成。淺部巖體的賦存主要由弧形構(gòu)造控制，前歐盤閃長玢巖體是在巖漿侵入過程中沿弧形構(gòu)造帶往北上侵至前歐盤區(qū)域所致。

(3)根據(jù)磁異常南北特征差異，推測沿疃里—桃山集一線分布一NWW向的構(gòu)造，該構(gòu)造形成晚于NNW向或弧形構(gòu)造，對巖體或礦體的形成具有一定的破壞作用。

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