高精度磁法測(cè)量在廬江縣礬山地區(qū)尋找隱伏礦的應(yīng)用

葉 臻

（安徽省地質(zhì)調(diào)查院，安徽 合肥 230000）

工作區(qū)是我省重要的鐵銅成礦帶。以往工作取得了豐富成果，特別是鐵礦勘探成果尤其豐富。1957 年至1976 年由地礦部航測(cè)大隊(duì)在廬樅地區(qū)進(jìn)行的1:20 萬、1:10 萬和1:5 萬的航磁測(cè)量均以覆蓋本區(qū)為主。自60 年代初期至2002 年間先后由華東石油勘探局304隊(duì)、安徽省地礦局物探隊(duì)、地礦部第一綜合物探大隊(duì)、冶金部物探所先后在廬樅地區(qū)開展了1:20 萬、1:5 萬、1:2 萬的重力測(cè)量和土壤地球化學(xué)測(cè)量及各種比例尺的地面磁法測(cè)量，放射性測(cè)量。其中地礦部第一綜合物探大隊(duì)在廬樅地區(qū)工作較為系統(tǒng)，有1:5 萬重力測(cè)量和土壤地球化學(xué)測(cè)量工作。近年來，隨著泥河鐵礦的發(fā)現(xiàn)，對(duì)該地區(qū)又開展了1 ：1 萬高精度磁法、1:1萬高精度重力面積測(cè)量、可控源音頻大地電磁測(cè)量(CSAMT)）剖面測(cè)量等多種物探方法找礦[1]。

1 工區(qū)地球物理場(chǎng)特征

從表1 中可以看出，磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，且以感磁為主，剩磁較小，它與圍巖的磁性差異十分明顯；而赤鐵礦、鏡鐵礦磁性微弱，在火山巖地區(qū)應(yīng)用磁法尋找這類礦體較為困難；

各類火山巖、侵入巖磁性中等，但很不均勻，同類巖石在不同地段的磁性變化較大；因此，在這類巖性中沒有明顯的磁性界線。

沉積巖、火山碎屑巖、次生石英巖等一般均為微磁。

表1 巖（礦）石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

從表2中可以看出，各類巖礦石相比較，密度明顯分成三級(jí)，鐵礦、硫鐵礦的密度最高，但其密度變化較大；其次為蝕變礦化巖石，其余各類巖石較低。單從密度值的大小來看，礦與圍巖有明顯的密度差，當(dāng)?shù)V具有一定規(guī)模時(shí)，可引起重力異常。

從表3 中可以看出，區(qū)內(nèi)鐵、銅礦的電性特征為高極化率低電阻率，其中磁鐵礦、赤鐵礦極化率極高，極化率平均達(dá)34—37%，電阻率平均300Ω·M ；黃銅礦平均極化率為13%，電阻率稍高，平均達(dá)1000Ω·M，區(qū)內(nèi)各種巖石極化率均不高，平均約2%，而其電阻率較高，故它們的電性特征為低極化率高電阻率。

表2 巖（礦）石密度統(tǒng)計(jì)表

表3 巖（礦）石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

2 數(shù)據(jù)處理

本次磁測(cè)工作儀器全部采用加拿大生產(chǎn)的GEM-19T 質(zhì)子磁力儀，儀器性能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)書規(guī)定的靈敏度：＜0.1nT ；分辨率：0.01nT ；絕對(duì)精度：±1nT 的要求。① 對(duì)ΔT 數(shù)據(jù)進(jìn)行五點(diǎn)圓滑和七點(diǎn)圓滑處理，圓滑部分跳點(diǎn)所造成的影響，然后對(duì)圓滑后的異常進(jìn)行化極處理，以使異常極值部位更接近于場(chǎng)源的實(shí)際位置。② 為了消除和削弱淺層地質(zhì)體影響，突出深部場(chǎng)源信息，對(duì)剖平面化極異常進(jìn)行了小波多尺度分解方法，經(jīng)對(duì)比選取分解尺度為三階。③對(duì)部分曲線中較完整、圓滑的異常進(jìn)行反演處理和初步解釋。

由近年來該地區(qū)外圍布置測(cè)量的1:1 萬地面高精度磁測(cè)成果可以看出，在整個(gè)該地區(qū)火山巖盆地的邊緣和內(nèi)部均存在有較多的局部異常，局部異常形態(tài)各異，幅值高低不同，異常結(jié)構(gòu)也有區(qū)別，有獨(dú)立存在的單個(gè)異常，也有賦存在背景場(chǎng)中的二級(jí)疊加局部異?；蚪M合異常，且分布顯得較為雜亂，但總體上異常呈北東向展布，其次呈近南北向及少數(shù)北西向和環(huán)形排列的特征，并以正負(fù)相間的磁場(chǎng)分布。其中部分異常已經(jīng)驗(yàn)證存鐵礦、銅礦，且一些為大型礦。

本次布設(shè)的3 條磁法剖面，有的磁異常曲線較陡，異常值高低分界明顯；有的曲線比較平緩，異常相對(duì)差值較低。對(duì)剖面磁異常進(jìn)行了高頻濾波，化極，計(jì)算剩余異常，并從中選擇幅值較高且有一定規(guī)模的典型磁異常進(jìn)行地質(zhì)解、推斷。

另外針對(duì)異常形態(tài)較好、范圍較大，幅值較高的部分局部異常進(jìn)行了反演計(jì)算，運(yùn)行的軟件主要是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“重磁電數(shù)據(jù)處理軟件RGIS” 和中國(guó)地大MAGS 重磁處理軟件。對(duì)需要進(jìn)行反演計(jì)算的局部異常進(jìn)行2.5D 剖面反演，得出局部異常的磁化強(qiáng)度大小和磁源體規(guī)模等參數(shù)，其結(jié)果可對(duì)地質(zhì)體有個(gè)大致了解，為進(jìn)一步深化解譯或詳查提供參考[2]。

3 反演與解釋

以下對(duì)測(cè)區(qū)部分的局部異常按編號(hào)進(jìn)行定性和部分異常的半定量解譯：

（1）A 線剖面磁異常。該剖面長(zhǎng)度15.51km，位置為廬江縣城以東。剖面方位角約為30 度。從該剖面的△T 曲線可以看出，該地區(qū)磁異常變化總體緩慢但很有規(guī)律，在點(diǎn)號(hào)700/A-1300/A 的范圍內(nèi)存在一個(gè)異常形態(tài)規(guī)則，說明該地區(qū)可能存在磁性礦物質(zhì)。在550/A-600/A 之間有一個(gè)小磁異常形態(tài)，可以作為對(duì)象進(jìn)行研究?；瘶O后異常略向北位移，幅值變化不大。經(jīng)過小波分解后，可以看出800/A-1300/A范圍內(nèi)的有一個(gè)跨度比較大的異常，可能是深部磁性地質(zhì)體的影響。另外550/A-600/A 內(nèi)背景值也有隆起。對(duì)800/A-1300/A 的磁異常進(jìn)行2.5D 反演，建立反演模型。給定巖體的磁化強(qiáng)度為1000x10-3A/m，反演模型參數(shù)為：巖體頂面埋深800 米，走向長(zhǎng)度3000 米，紙面跨度1200 米，磁化傾角為47°。由圖1 可知，擬合曲線與實(shí)測(cè)曲線大致吻合，反應(yīng)深部了信息。

圖1 A 剖面部分異常反演圖

（2）B 線剖面磁異常。該剖面長(zhǎng)度7.63km，剖面穿過沙溪銅礦區(qū)。該剖面磁異常變化非常劇烈，存在若干個(gè)異常，極值差很高，在200/B-300/B 之間有一變化劇烈的磁異常，極值差達(dá)到800nT 左右，在450/B-750/B 之間，異常曲線更加起伏，該段的磁異常相對(duì)背景場(chǎng)較高，而且具有明顯的多峰特性?；瘶O后異常略微向北位移。經(jīng)過小波分解后，550/B-750/B 局部異常明顯，可能是表面覆蓋的石英正長(zhǎng)斑巖和長(zhǎng)石石英砂巖所引起。在175/B-275/B 間也存在若干個(gè)局部異常和背景異常，恰好反應(yīng)了該地區(qū)的鳳臺(tái)山鐵礦區(qū)。

對(duì)該剖面的300/B-180/B 進(jìn)行2.5D 反演，建立反演模型（圖2）。由圖可知建造了2 個(gè)反演模型。模型1 ：給定了6000x10-3A/m 的磁化強(qiáng)度，巖體頂部埋深60 米，延剖面跨度300 米，垂直剖面跨度400 米。模型2: 給定了10000x10-3A/m 的磁化強(qiáng)度，巖體頂部埋深120 米，延剖面跨度450 多米，垂直剖面跨度400 米。該地區(qū)是鳳臺(tái)山鐵礦區(qū)，模型可能反映了該地區(qū)部分礦體的存在。

圖2 B 剖面部分異常反演圖

（3）C 線剖面磁異常。該剖面長(zhǎng)度為22.43km，為本項(xiàng)目最長(zhǎng)的磁法剖面，經(jīng)過的三個(gè)礦區(qū)（羅河鐵礦、泥河鐵礦、楊山鐵礦）的點(diǎn)的磁異常得到了印證，化極后異常形態(tài)向北位移明顯。經(jīng)過小波分解，1500/C-1900/C 之間的背景異常變化非常大，而1200/C-1400/C 的背景異常曲線較緩。200/C-600/C 間背景異常和該處的局部異常亦很劇烈。

對(duì)該剖面經(jīng)過羅河鐵礦區(qū)的1640/C-1900/C 段建立2.5D 反演模型（圖3）。給定巖體的磁化強(qiáng)度為20000x10-3A/m，模型的頂面埋深為250 米，厚度500 米，延剖面方向長(zhǎng)度4400 米，垂直剖面方向長(zhǎng)度4000 米。

圖3 C 剖面部分異常反演圖

4 結(jié)論

地面磁測(cè)所獲得的磁場(chǎng)剖面異常圖是地下不同深度、強(qiáng)弱不同的磁性體、斷裂構(gòu)造及巖漿活動(dòng)的綜合反映。分析磁場(chǎng)圖中的磁場(chǎng)特征及變化規(guī)律，結(jié)合地質(zhì)資料可以研究測(cè)區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、劃分地層巖性和了解地下不同磁性體的空間分布狀態(tài)，為地質(zhì)找礦提供有用信息。但是，由于本次工區(qū)范圍跨度很大，各剖面所在的位置地層、巖性等不盡相同，單憑通過曲線形狀無法確切的判別和推斷引起異常的地質(zhì)體的情況，給物探解釋推斷帶來一定的困難，憑空推斷又不合實(shí)際情況。故本次磁測(cè)更偏向于了解磁性體分布和驗(yàn)證剖面異常的存在，給后期其它地質(zhì)工作做輔助。