利用不同深度場(chǎng)源磁異常分離的方法解譯隱伏巖體

牛寶童

(安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，合肥 230022)

0 引言

安徽省池州市殷家匯地區(qū)屬于長(zhǎng)江中下游鐵銅金成礦帶中的安慶—貴池礦集區(qū)，區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，已發(fā)現(xiàn)或出露的主要有馬頭銅鉬礦、銅山銅礦及桂林鄭—黃山嶺鉛鋅多金屬礦等[1]。調(diào)查區(qū)位于貴池背向斜帶上，西北及東北端現(xiàn)已探明多個(gè)中小型銅鐵金礦及多金屬礦,表明研究區(qū)在區(qū)域成礦背景上亦具備有較好的找礦前景[2]。

在以往開(kāi)展的航磁測(cè)量工作中，調(diào)查區(qū)內(nèi)亦圈定多個(gè)可能與隱伏巖體及侵入性脈巖有關(guān)的磁異常[3]。但地面物、化探查證工作程度較低，主要開(kāi)展過(guò)小于1∶5萬(wàn)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及化探測(cè)量工作。本文重點(diǎn)利用地面高精度磁法測(cè)量成果，分析磁異常特點(diǎn)，剖析與磁異常有關(guān)的對(duì)應(yīng)地質(zhì)體信息，大致圈定侵入性中酸性巖體的位置及范圍，為調(diào)查區(qū)成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分及初選找礦靶區(qū)提供參考[4]。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

殷家匯地區(qū)在地層區(qū)劃上分屬揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū)貴池地層小區(qū)，區(qū)內(nèi)沉積巖發(fā)育，地層層序較全，其中以志留系碎屑巖和三疊系碳酸鹽巖分布最廣[5](圖1)。

區(qū)內(nèi)大地構(gòu)造單元位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)下?lián)P子臺(tái)坳。按褶皺生成的早晚時(shí)序，區(qū)域內(nèi)褶皺可分為印支期和燕山期。印支期褶皺軸向NEE，呈寬緩波狀的直立水平褶皺，樞紐起伏變化，構(gòu)成七都—橫北嶺復(fù)背斜; 燕山期褶皺呈NNE向展布，疊加于七都—橫北嶺復(fù)背斜之上，其規(guī)模及影響作用較小。區(qū)域內(nèi)大型復(fù)式褶皺內(nèi)發(fā)育大量的小型褶皺，NE向較為發(fā)育。

巖漿巖以侵入巖為主，主要形成于印支期和燕山期。印支期侵入巖以中酸性花崗閃長(zhǎng)巖為主。燕山早期侵入巖以閃長(zhǎng)巖類為主，是區(qū)內(nèi)主要成礦母巖，與銅鐵等礦床關(guān)系密切； 燕山晚期侵入巖以花崗巖和石英正長(zhǎng)巖為主，巖體大多數(shù)為中深成巖基，少數(shù)為淺成的巖株或巖枝，受NE向斷裂控制，與鉛鋅等礦床關(guān)系密切。

礦床主要以矽卡巖型為主[6]，熱液型次之。礦床嚴(yán)格受侵入巖體、斷裂及地層3因素控制。礦床一般位于巖體與圍巖接觸帶上，多與小型中酸性巖體有關(guān)。

1.蕪湖組； 2.黃馬清組； 3.青龍組； 4.龍?zhí)督M、大隆組并層； 5.黃龍組、船山組并層； 6.墳頭組、茅山組并層； 7.赤山組； 8.周沖村組、黃馬清組并層； 9.棲霞組、孤峰組、武穴組、吳家坪組、大隆組并層； 10.五通組； 11.湯頭組、五峰組并層； 12.高家邊組； 13.廟坡組、寶塔組并層； 14.侖山組、紅花園組、東至組、牯牛隆組并層； 15.南沱組； 16.花崗巖； 17.石英閃長(zhǎng)巖； 18.團(tuán)山組； 19.楊柳崗組； 20.藍(lán)田組、皮園村組并層； 21.石英閃長(zhǎng)玢巖； 22.輝石閃長(zhǎng)玢巖； 23.實(shí)測(cè)正斷層； 24.實(shí)測(cè)逆斷層； 25.調(diào)查區(qū)； 26.銀礦； 27.銅礦； 28.鐵礦； 29.金礦； 30.鉛鋅礦； 31.銅鉬礦； 32.多金屬礦

2 巖(礦)石磁性特征

對(duì)收集到的池州地區(qū)巖(礦)石磁性參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其結(jié)果如表1所示。由表可見(jiàn)區(qū)內(nèi)巖(礦)石磁性主要具有以下2個(gè)特點(diǎn)：

(1)磁鐵礦和含銅磁鐵礦具有很強(qiáng)的磁性，含鉬磁鐵礦化透輝石矽卡巖具有強(qiáng)磁性，當(dāng)這類礦石具有一定規(guī)模時(shí)，能夠形成強(qiáng)磁異常。

(2)不同侵入時(shí)期巖體磁性變化范圍較大，燕山早期巖體磁性一般較強(qiáng)(如石英閃長(zhǎng)巖),印支期巖體次之(如花崗閃長(zhǎng)巖),燕山晚期巖體磁性較弱(如花崗巖)。因此，侵入巖能夠產(chǎn)生一定強(qiáng)度的磁異常。

此外，根據(jù)以往工作結(jié)果，區(qū)內(nèi)寒武系灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r、志留系砂巖及三疊系灰?guī)r等沉積巖均表現(xiàn)為無(wú)磁性。

綜上所述，區(qū)內(nèi)沉積巖無(wú)磁性，形成大面積的平穩(wěn)負(fù)磁異常； 侵入巖大都具有磁性，能夠產(chǎn)生一定強(qiáng)度的磁異常，所以地磁測(cè)量對(duì)圈定侵入巖體、劃分?jǐn)嗔褬?gòu)造效果明顯。

表1 巖(礦)石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)[3]Tab.1 Statistics of rock (ore) magnetic parameters[3]

3 數(shù)據(jù)處理及區(qū)域磁場(chǎng)特征

3.1 數(shù)據(jù)處理

地面磁異常為近地表磁性體與深部磁性地質(zhì)體的綜合反映[7]，選取合適的磁異常處理方法，解譯磁異常特征，提取異常所反映的地質(zhì)體信息?；瘶O處理是消除斜磁化的影響，簡(jiǎn)化磁異常的地質(zhì)解釋[8]。上延處理突出深部大的磁性體的磁場(chǎng)，用于研究深部地質(zhì)構(gòu)造及磁性體的垂向變化特征[9]。為了確定局部磁異常的特征，利用不同視深度的上延數(shù)據(jù)與地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行差值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)不同深度場(chǎng)源磁異常分離(層差法)[10]數(shù)據(jù)處理，以獲得能夠反映不同深度磁性體的剩余磁異常。對(duì)化極處理的地磁數(shù)據(jù)進(jìn)行垂向一階導(dǎo)數(shù)的換算，不僅可以把淺部的分辨率提高，還可以消除和減弱異常間的疊加干擾作用,由此來(lái)推斷地質(zhì)體的大致位置、埋深并劃分局部構(gòu)造。

在地面磁測(cè)數(shù)據(jù)化極的基礎(chǔ)上，對(duì)化極數(shù)據(jù)進(jìn)行上延處理，局部異常衰減較快，至視深度500 m時(shí)，除異常幅值外，異常形態(tài)、位置基本不變，此時(shí)可以認(rèn)為該異常場(chǎng)為本區(qū)域背景場(chǎng)。以視深度500 m磁場(chǎng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)不同深度場(chǎng)源磁異常分離獲得的剩余磁異常能夠較好地反映本區(qū)隱伏地質(zhì)體及侵入巖脈的磁場(chǎng)特征。為消除近地表磁性體形成異常干擾，本區(qū)數(shù)據(jù)處理中以視深度100 m異常場(chǎng)作為垂向一階導(dǎo)數(shù)換算的依據(jù)。

故此，最終采用視深度500 m異常場(chǎng)為背景場(chǎng)提取的剩余磁異常特征及視深度100 m異常場(chǎng)換算的一階導(dǎo)數(shù)磁異常特征作為解釋的基本依據(jù)。

3.2 區(qū)域磁場(chǎng)特征

區(qū)域航磁ΔT化極平面等值線圖中(圖2)，以吳田與徐村之間的負(fù)磁異常為分界，區(qū)內(nèi)西北與東南兩側(cè)磁場(chǎng)具有明顯的分帶性。

圖2 航磁ΔT化極平面等值線Fig.2 Planar isoline of aeromagnetic ΔT polarize

東南側(cè)NE向磁異常以沿NE向侵入的燕山后期譚山巖體為核心，向NW方向急速下降，磁異常梯度帶為巖基的邊界。在該異常梯度帶邊緣位置，研究區(qū)內(nèi)分布有多個(gè)形態(tài)不規(guī)則、走向以NE向或NNE向?yàn)橹鞯闹兴嵝郧秩霂r引起的航磁局部異常。

西北側(cè)吳田以北航磁異常，走向近SN向。異常北側(cè)位置東西兩側(cè)各疊加一處局部異常，西側(cè)局部異常近EW向，東側(cè)局部異常NE向。2個(gè)不同走向的局部磁異常在中部結(jié)合在一起，并向南呈緩梯度延伸，異常形態(tài)近似梯形。航磁異常特征顯示兩巖體在深部可能為一個(gè)整體，巖體顯然向南傾斜，自北向南埋深逐漸加大，并在深部形成一個(gè)較大的巖漿房。

4 巖體圈定及解釋

4.1 巖體磁異常特征

對(duì)地面實(shí)測(cè)磁數(shù)據(jù)進(jìn)行不同深度場(chǎng)源磁異常分離處理獲得局部剩余磁異常，以此局部磁異常作為解釋依據(jù)，分析調(diào)查區(qū)磁異常特征。由圖3所示，調(diào)查區(qū)本次工作共篩選出有一定意義的局部剩余磁異常5處。

圖3 工區(qū)剩余磁異常Fig.3 Residual magnetic anomalies in the work area

(1)1號(hào)局部異常位于池州市徐村，似橢圓形NE向異常，異常強(qiáng)度中等，上延處理1 000 m以內(nèi)該異常均有顯示。

(2)2號(hào)局部異常位于池州市小丁沖，工作區(qū)內(nèi)異常不完整，異常強(qiáng)度較大，上延后異常范圍變化不大。

(3)3號(hào)局部異常位于池州市高坦鄉(xiāng)西北，為東西兩側(cè)兩個(gè)獨(dú)立圈閉磁異常組成的低緩異常，西側(cè)磁異常走向NE，東側(cè)異常走向近SN，上延至500 m時(shí)兩異常結(jié)合在一起，并向西南延伸。

(4)4號(hào)局部異常帶位于牌樓—西邊一線，異常形態(tài)表現(xiàn)為帶狀，走向NE向，異常強(qiáng)度中等； 上延至500 m，與1號(hào)局部異常構(gòu)成一弧形磁異常帶。

(5)5號(hào)局部異常位于水沖—蔡田洞一線，為串珠狀組合異常，走向NE向，異常強(qiáng)度較弱； 上延至500 m，異常衰減至不可見(jiàn)。

在視深度100 m磁源ΔT化極垂向一階導(dǎo)數(shù)磁異常圖中(圖4)，牌樓—西邊—徐村一線Ⅰ號(hào)帶狀磁異?；⌒握共继卣髅黠@，異常走向從西南到北東逐漸變化為NNE向。

圖4 化極垂向一階導(dǎo)數(shù)磁異常圖Fig.4 Magnetic anomaly map of polarize first vertical derivative

4.2 巖體及脈巖的推斷解釋

通過(guò)對(duì)剩余磁異常計(jì)算垂向一階導(dǎo)數(shù)確定磁性體范圍及位置，推斷區(qū)內(nèi)侵入類隱伏、半隱伏巖體及巖脈共計(jì)5處，如圖5所示。

圖5 推測(cè)斷裂、巖體(磁性體)平面位置分布圖Fig.5 Plane locations of the speculative fractures and rock masses (magnetic bodies)

(1)1號(hào)推測(cè)磁性體。位于池州市徐村，地質(zhì)上地表出露石英閃長(zhǎng)玢巖，區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育。剩余磁異常及垂向?qū)?shù)異常顯示該地質(zhì)體具有一定強(qiáng)度的磁性、較大的下延深度及一定的規(guī)模。推斷該地質(zhì)體可能為燕山早期類型侵入巖體，其地表或近地表以巖株產(chǎn)出，而深部可能存在規(guī)模較大的巖漿房。

(2)2號(hào)推測(cè)磁性體。位于池州市小丁沖，地質(zhì)上地表出露石英閃長(zhǎng)巖脈。剩余磁異常及上延處理顯示該地質(zhì)體具有較強(qiáng)的磁性，有一定的下延深度，規(guī)模較小。該地質(zhì)體可能為小丁沖巖體的一部分，為燕山早期類型中淺成巖株。

(3)3號(hào)推測(cè)磁性體。位于池州市高坦西北部，地表被第四系覆蓋，部分區(qū)域出露志留系地層。依據(jù)剩余磁異常特征及上延處理結(jié)果，推斷該地質(zhì)體可能為工作區(qū)外沿西南侵入工區(qū)內(nèi)中酸性巖體的一部分。

(4)4號(hào)推測(cè)磁性體。位于池州市牌樓—西邊一線，地表出露地層為志留系。剩余磁異常表現(xiàn)為條帶狀且具有一定強(qiáng)度的異常特征，為Ⅰ號(hào)弧形構(gòu)造的西南端(圖4)。推斷該地質(zhì)體可能為沿NE向斷裂侵入的燕山早期類型巖脈，屬于東至—青陽(yáng)線性褶皺帶上的局部構(gòu)造。

(5)5號(hào)推測(cè)斷裂。位于池州市水沖—蔡田洞一線，該位置小斷裂較發(fā)育，地表有燕山早期石英閃長(zhǎng)玢巖巖脈出露。剩余磁異常表現(xiàn)為串珠狀、強(qiáng)度較弱的異常特征。推斷該地質(zhì)體可能為沿NE向斷裂侵入的燕山早期類型巖脈，且近地表剝蝕嚴(yán)重，屬于東至—青陽(yáng)線性褶皺帶上的局部構(gòu)造。

4.3 成礦有利部位推測(cè)

侵入巖體、斷裂是區(qū)內(nèi)成礦所具備的2個(gè)重要因素。

構(gòu)造上，區(qū)內(nèi)有色金屬礦產(chǎn)的分布主要受EW向、NE向和NNE向斷裂控制。區(qū)內(nèi)自北西向南東東流—貴池弧形構(gòu)造帶和東至—青陽(yáng)線性褶皺帶，分別控制并形成了銅、硫、鐵礦帶和銅、鉬、鉛、鋅礦帶。調(diào)查區(qū)Ⅰ號(hào)弧形構(gòu)造帶位于東至—青陽(yáng)線性褶皺帶上，屬于成礦有利的局部構(gòu)造。

侵入巖體在區(qū)內(nèi)具有一定的成礦專屬性，燕山期巖體為區(qū)內(nèi)主要成礦母巖。燕山早期中酸性侵入巖特別是在深部存在較大巖漿房的巖體具有重要的控礦作用。Ⅰ號(hào)弧形構(gòu)造帶東北端1號(hào)推測(cè)巖體(徐村巖體)為燕山早期侵入中淺成巖株，其深部可能存在規(guī)模較大的巖漿房，具備成礦有利的地質(zhì)特征條件。

綜上所述，推測(cè)Ⅰ號(hào)弧形構(gòu)造帶為本區(qū)成礦的有利位置，具備有尋找金多金屬礦的有利因素。

5 結(jié)論

(1)本文中所采用的對(duì)不同深度場(chǎng)源磁異常分離處理手段提取剩余磁異常能夠較好地解譯調(diào)查區(qū)磁異常特征，對(duì)剩余磁異常進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算能夠較準(zhǔn)確地反映區(qū)內(nèi)隱伏巖體位置、形態(tài)及大致范圍。

(2)依據(jù)剩余磁異常及一階導(dǎo)數(shù)計(jì)算，推測(cè)沿構(gòu)造侵入的燕山期中酸性巖巖脈及隱伏性巖體共計(jì)5處。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以NE向?yàn)橹鳌?/p>

(3)依據(jù)區(qū)內(nèi)控礦要素，推測(cè)Ⅰ號(hào)弧形構(gòu)造帶為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造，為本區(qū)成礦的有利位置。