磁法在花崗巖地區(qū)的應(yīng)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(qiáng)、勘探深度大、觀測(cè)效率高的特點(diǎn)，是一種頻率域電磁勘探方式，是尋找隱伏礦、對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行深入研究的一種較為有效的手段。通過高精度磁測(cè)資料的獲得，能夠在對(duì)相關(guān)地質(zhì)問題進(jìn)行把握的基礎(chǔ)上更好地開展目標(biāo)地區(qū)的礦產(chǎn)勘察工作。在本文中，以我國(guó)青海地區(qū)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(shù)據(jù)，經(jīng)過室內(nèi)數(shù)據(jù)處理反演得到隨深度變化的電阻率剖面圖。根據(jù)該區(qū)地表特征、巖石樣本物性，驗(yàn)證了磁法反演結(jié)果的可靠性，并依據(jù)采集的花崗巖樣本所測(cè)得電阻率值，推斷出了測(cè)線上花崗巖體的位置。

關(guān)鍵詞：磁法;二維反演;花崗巖

多年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來越大，而淺層容易開采的礦產(chǎn)已越來越少，因此現(xiàn)階段對(duì)深部礦產(chǎn)的勘探開發(fā)變得越來越重要。深部礦產(chǎn)中礦體由于沒有出露地表，不能直接觀察，成為地質(zhì)勘查中的難點(diǎn)。前人從不同角度進(jìn)行巖體預(yù)測(cè)研究，很多理論和方法已在實(shí)踐中取得了很好的效果。

大地電磁測(cè)深法以圍巖與目標(biāo)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(zhì)電阻率分布特征，可用于探測(cè)地下目標(biāo)巖體。音頻大地電磁測(cè)深法勘探深度可達(dá)3000m，適用于深部礦產(chǎn)資源的勘探，該勘探方法在礦體定位中預(yù)測(cè)的應(yīng)用研究已取得很多成果。青海很多地區(qū)發(fā)育花崗巖體，在某些區(qū)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(jù)地區(qū)花崗巖電阻率異常高阻的規(guī)律，可用磁法圈定出花崗巖的位置，為后期花崗巖勘探開發(fā)提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

1 工區(qū)地質(zhì)概況

測(cè)量區(qū)域山地大面積出露灰?guī)r，風(fēng)化嚴(yán)重，很多裸露灰?guī)r上有長(zhǎng)期被雨水沖刷的痕跡，而花崗巖出露很少。已發(fā)現(xiàn)礦區(qū)地層分為兩個(gè)構(gòu)造層，上古生代構(gòu)造層及中生代構(gòu)造層，兩者為不整合接觸關(guān)系;下構(gòu)造層巖溶發(fā)育層為中厚層灰?guī)r，燧石條帶灰?guī)r;上構(gòu)造層侏羅系下統(tǒng)主要為礫巖及粉砂巖;區(qū)域主褶皺為南北向，背斜延伸開闊，向斜緊閉。本區(qū)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(nèi)，主要發(fā)育的是花崗閃長(zhǎng)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(jīng)研究過的地質(zhì)資料顯示區(qū)域內(nèi)花崗閃長(zhǎng)斑巖向北東、北西以及西部三個(gè)分支侵入，其中向西部的這個(gè)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(gè)隱伏的分支，這兩個(gè)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(shù)據(jù)采集與資料處理

2.1野外數(shù)據(jù)采集

根據(jù)前人文獻(xiàn)上的地質(zhì)資料，工區(qū)內(nèi)花崗巖是由向北東和北西深部延伸的兩個(gè)分支組成。因此在工區(qū)內(nèi)北西向布設(shè)了一條磁法測(cè)線B線，測(cè)線點(diǎn)距100m，總長(zhǎng)6.9km。

采用EMI公司生產(chǎn)的EH4連續(xù)電導(dǎo)率成像系統(tǒng)進(jìn)行野外工作，觀測(cè)方式為張量觀測(cè)。EH4測(cè)量頻段為0.1Hz～100KHz，高頻頻段10Hz～100KHz，探測(cè)深度大致在10m～800m，低頻頻段低至0.1Hz，探測(cè)深度可達(dá)1200m～1500m，特殊高電阻率地區(qū)可達(dá)2000m以上。在施工過程中，為確?？碧缴疃冗_(dá)到花崗巖體埋深，采用40m的偶極矩，對(duì)整條測(cè)線分別進(jìn)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(shù)據(jù)是時(shí)間序列文件，需要進(jìn)行HHT濾波，由于數(shù)據(jù)采集時(shí)種種原因可能存在隨機(jī)干擾信號(hào)，因此要剔除這些個(gè)別發(fā)生跳躍而使視電阻率曲線產(chǎn)生畸變的頻點(diǎn)，然后進(jìn)行快速傅里葉變換，得到電場(chǎng)、磁場(chǎng)分量以及相位數(shù)據(jù)，再進(jìn)行一維Bostic反演，在此基礎(chǔ)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(jìn)行地形校正，利用EH4系統(tǒng)軟件IMAGEM進(jìn)行帶地形二維反演并形成.dat文件。用.dat文件在Surfer下數(shù)據(jù)網(wǎng)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(jié)合其它相關(guān)資料進(jìn)行資料解釋。

3 磁法二維反演剖面圖地質(zhì)推斷解釋

圖1中，由于野外測(cè)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(zhǎng)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(qū)。在整條測(cè)線上，普遍出露灰?guī)r，對(duì)采集的100多塊灰?guī)r樣品進(jìn)行電阻率測(cè)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(fā)現(xiàn)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(duì)這些樣品進(jìn)行了電阻率測(cè)量，取3塊巖石樣品測(cè)量結(jié)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(qū)，與測(cè)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(qū)，將此處推斷為花崗巖體。

4 結(jié)論和建議

1在地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)，依據(jù)地表地形實(shí)際特征及出露地表的巖石物性，可以驗(yàn)證音頻大地電磁測(cè)深二維反演結(jié)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(yàn)證推斷出的隱伏花崗巖體與實(shí)際情況是否相符。

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