地面高精度磁測(cè)在內(nèi)蒙某礦區(qū)尋找隱伏構(gòu)造的應(yīng)用

黃雪林，王 強(qiáng)，李照寰，余 超，周洪祥

（1.四川省冶金地質(zhì)勘查局六0五大隊(duì)，四川 眉山 620860；2.成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，四川 樂(lè)山 614000）

我國(guó)西北地區(qū)地域遼闊，沙漠、戈壁廣為分布，在開(kāi)展地質(zhì)工作時(shí)往往由于地表覆蓋厚而很難發(fā)現(xiàn)隱伏構(gòu)造。所謂“隱伏構(gòu)造”是指掩蓋在地表巖石或沙土之下的隱伏斷層或褶皺。由于構(gòu)造作用會(huì)造成地球物理物性發(fā)生差異變化，采用地球物理方法尋找隱伏構(gòu)造是常用的手段，而被廣泛應(yīng)用的是地震、電法。而沙漠、戈壁的特殊地理環(huán)境及惡劣的氣候條件，使這些方法的測(cè)量變得相對(duì)復(fù)雜、費(fèi)用較高。

由于斷裂構(gòu)造形成過(guò)程中不同性質(zhì)基巖、不同巖性物質(zhì)的填充，會(huì)存在不同磁性差異，因此利用高磁測(cè)量發(fā)現(xiàn)、研究這些磁異常，并進(jìn)行一定數(shù)據(jù)處理和分析，總結(jié)構(gòu)造地質(zhì)體的磁性特征，提高磁測(cè)成果解譯水平，將磁測(cè)應(yīng)用于尋找隱伏構(gòu)造具有非常重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造處于塔里木板塊東南緣與華北板塊北緣結(jié)合部的天山地槽褶皺系北山晚華力西地槽褶皺帶，位于雅干復(fù)背斜南部。北部有近東西向的哈珠―雅干深大斷裂通過(guò)，東臨北東向的恩格爾烏蘇大斷裂，南部有烏蘭套海深斷裂，西臨北北東向的拐子湖―呼和音烏蘇弧形擠壓帶。其特殊的大地構(gòu)造位置造成了本區(qū)以北西向、北東向構(gòu)造為主，并形成了大量的次級(jí)構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造。

北西向構(gòu)造控制了本區(qū)早期基地構(gòu)造格局，北東向構(gòu)造控制了本區(qū)晚期構(gòu)造格局，并對(duì)北西向構(gòu)造進(jìn)行了破壞和改造。構(gòu)造形跡以斷裂構(gòu)造、褶皺構(gòu)造為主，韌性剪切變形構(gòu)造帶和反“S”型構(gòu)造次之。測(cè)區(qū)主要分布北西向斷裂構(gòu)造F66、F67兩條。

1.1 F66斷裂

位于測(cè)區(qū)南東部，出露長(zhǎng)約9.7Km，總體走向295°～330°，產(chǎn)狀232°～235°∠53°～61°，性質(zhì)為正斷層。斷裂破碎帶內(nèi)為構(gòu)造碎裂巖、硅化碎裂巖。使古硐井群下巖組與中巖組呈斷裂接觸。

1.2 F67斷裂

與F66平行產(chǎn)出位于測(cè)區(qū)南東部、出露長(zhǎng)約10.4Km，總體走向289°～343°，產(chǎn)狀225°～240°∠56°～85°，性質(zhì)為正斷層。斷裂破碎帶內(nèi)為硅化碎裂巖，兩側(cè)巖石為大理巖和粉砂巖，大理巖斷面陡立，局部扭曲破碎強(qiáng)烈，斷面可見(jiàn)擦痕。使古硐井群中巖組與下巖組呈斷裂接觸。

2 測(cè)區(qū)地球物理特征

在測(cè)區(qū)重要地段，重要異常處采測(cè)各類(lèi)巖（礦）石標(biāo)本共計(jì)229塊測(cè)區(qū)所有巖類(lèi)都具一定磁性，磁性強(qiáng)弱順序依次為：石英閃長(zhǎng)巖—花崗閃長(zhǎng)巖—石英砂巖—大理巖—石英，均為弱磁性，磁化率平均值小于50（10-6SI），其中石英閃長(zhǎng)巖與花崗閃長(zhǎng)巖磁性相對(duì)高，是引起磁異常的主要巖石，在地面磁測(cè)中具有一定走向，形態(tài)較規(guī)則的磁異常應(yīng)由此類(lèi)巖（石）體引起；其他巖石則呈底弱磁性，磁化率平均值小于10（10-6SI），基本無(wú)法引起磁異常。由于擠壓破碎會(huì)造成磁性降低、密度減小，在沒(méi)有巖漿侵入的情況下，往往形成一個(gè)降低的負(fù)磁異常區(qū)(帶)，測(cè)區(qū)中此類(lèi)異常應(yīng)為構(gòu)造（破碎帶）引起。

3 測(cè)區(qū)磁異常特征研究及推測(cè)構(gòu)造

通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)磁測(cè)資料處理，由磁測(cè)ΔT平面等值線（圖1）可以看出磁異?？傮w呈北西—南東向條帶狀，西南側(cè)第四系中為相對(duì)高值正異常，其他為相對(duì)低值負(fù)異常并伴生正異常。正負(fù)異常幅值均較低，等值線梯度在正負(fù)交界處相對(duì)較陡，其它地方相對(duì)平緩。異常走向與本區(qū)地層、巖脈、構(gòu)造走向基本一致。

圖1 磁測(cè)ΔT平面等值線圖

由ΔT剖面平面，異常主要分布于測(cè)區(qū)西南、東南與中部，西南部異常為較完整的正異常，中部及東部異常呈多條條帶狀，異常交界處相對(duì)凌亂，被負(fù)異常分隔開(kāi)，具斷層構(gòu)造異常特征。異常走向亦與本區(qū)地層、巖脈、構(gòu)造走向基本一致。

ΔT經(jīng)化極處理后正異常北移，正異常等值線分布較均勻，推測(cè)巖體傾向較陡，與地層傾向特征一致。異常走向?yàn)楸蔽鳌蠔|，與地層走向基本一致。正異常在西南較連續(xù)，在中部及南東側(cè)出現(xiàn)多個(gè)小異常，推測(cè)異常由小巖體引起或被多條斷裂（破碎帶）分開(kāi)。

為進(jìn)一步分析，研究磁場(chǎng)特征，對(duì)ΔT作水平0°、45°、90°、135°方向?qū)?shù)計(jì)算。其中水平90°、135°方向?qū)?shù)無(wú)明顯構(gòu)造特征，與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征相符。

水平0°方向?qū)?shù)（圖2），測(cè)區(qū)南東側(cè)有一近東西向正負(fù)分帶的條帶狀異常，長(zhǎng)度較大，異常東側(cè)正負(fù)分帶明顯，交界處條帶狀，磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)高、梯度相對(duì)陡，異常西側(cè)正負(fù)分帶相對(duì)較弱，梯度平緩。異常位于同一巖層（ChG3）中，正負(fù)異常應(yīng)由構(gòu)造引起，斷層特征明顯，推測(cè)此處有一條近東西向斷層（破碎帶）（編號(hào)：F1）。

圖2 磁測(cè)ΔT水平0°方向?qū)?shù)圖

測(cè)區(qū)中北側(cè)亦有一近東西向正負(fù)分帶條帶狀異常，正異常較完整，負(fù)異常相對(duì)不規(guī)則，正負(fù)交界位置南側(cè)為近東西向，北側(cè)不規(guī)則，長(zhǎng)度較大。異常南側(cè)為石英閃長(zhǎng)巖（Cδο）、北側(cè)為輝綠巖脈（βμ），此處亦可能存在一條近東西向斷層（編號(hào)：F2）。

測(cè)區(qū)北西側(cè)，有一較大正異常被一近東西向負(fù)異常斷開(kāi)，負(fù)異常南北兩側(cè)與正異常交界位置梯度相對(duì)陡，呈東西向條帶狀展布。異常大部分位于同一巖層（ChG3）及第四系（Qpal-pl）中，正負(fù)異常應(yīng)由構(gòu)造引起，斷層特征明顯，推測(cè)此處有一條近東西向斷層（編號(hào)：F3）。

水平45°方向?qū)?shù)（圖3），測(cè)區(qū)南側(cè)為一北西—南東向正負(fù)分帶條帶狀異常，正負(fù)分帶明顯，交界處呈條帶狀，磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)高、梯度相對(duì)陡，長(zhǎng)度較大，在測(cè)區(qū)南東側(cè)向南偏移。異常附近為F67斷層，F(xiàn)67斷層南西主要出露古硐井群下組：灰白色灰色深灰色變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)石英砂巖、變質(zhì)石英細(xì)砂巖（ChG1），F(xiàn)67斷層北東主要出露古硐井群中組：灰白色硅化大理巖、大理巖（ChG2），由物性測(cè)量出露的兩種地層巖性磁性均較弱，一般不會(huì)引起此類(lèi)異常。正負(fù)異常應(yīng)由構(gòu)造引起，斷層特征明顯，推測(cè)此處有一條近東西向斷層（破碎帶）（編號(hào)：F4）。

測(cè)區(qū)北側(cè)為一北西—南東向正負(fù)分帶條帶狀異常，正負(fù)分帶較明顯，交界處呈條帶狀，磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)高、梯度相對(duì)陡，長(zhǎng)度較大。異常大部分位于同一巖層（ChG3）中，正負(fù)異常應(yīng)由構(gòu)造引起，斷層特征明顯，推測(cè)此處為一條近東西向斷層（破碎帶）（編號(hào)：F5），斷層在北西側(cè)與推測(cè)的F3相連，應(yīng)為F3斷層（破碎帶）的延伸，F(xiàn)3、F5為同一斷層（破碎帶），最終編號(hào)F3。

圖3 磁測(cè)ΔT水平45°方向?qū)?shù)圖

為了反映深部磁性地質(zhì)體情況及分離局部異常評(píng)價(jià)低緩異常，對(duì)ΔT作上下延拓處理。隨著上延的增加，正異常面積逐漸擴(kuò)大，異常變得平滑，幅值減小，梯度變緩，正負(fù)異常形態(tài)及交界位置基本無(wú)變化，推測(cè)的斷層仍能較清晰反映；隨著下延的增加，幅值增大，梯度變陡，局部異常更明顯，正負(fù)異常形態(tài)及交界位置仍無(wú)變化，推測(cè)的斷層反映更清晰。

4 結(jié)論

通過(guò)地面高精度磁測(cè)工作，推測(cè)斷層4條，其中F4斷層應(yīng)為區(qū)域F67斷層向北西的延伸，F(xiàn)1～F3斷層為新推測(cè)的隱伏斷層。

沙漠（戈壁）地區(qū)覆蓋較厚，其構(gòu)造特征很難在地表發(fā)現(xiàn)，本文通過(guò)對(duì)磁測(cè)資料綜合研究，分析得出構(gòu)造（破碎帶）磁異常主要存在以下三點(diǎn)特征：

（1）呈線性展布的串珠狀條帶相對(duì)高磁異常，此類(lèi)高磁異?？赡苁茄?cái)嗔亚秩氲膸r體或磁鐵礦化引起。

（2）呈線性展布的較窄脈狀形相對(duì)低磁異常，此類(lèi)低磁異?？赡苁怯蓴嗔哑扑樵斐蓭r石磁性降低形成的。

（3）斷裂構(gòu)造導(dǎo)致上下盤(pán)錯(cuò)動(dòng)以及兩側(cè)巖性發(fā)生明顯差異變化，在磁場(chǎng)上形成不同異常強(qiáng)度的磁場(chǎng)區(qū)，此類(lèi)不同磁異常強(qiáng)度區(qū)域的分界位置可能為構(gòu)造活動(dòng)造成的。