重磁聯(lián)合反演在礦產(chǎn)資源勘查中的應用

高振強，張延奔，張 燕

（1．江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇 南京 210000；2．江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八〇五隊，江蘇 南京 210000；3．江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一三隊，江蘇 南京 210000）

本次工作采用重力、磁法及電測深法對區(qū)內(nèi)地層的分布特征進行劃分，重點圈定錦屏組范圍。電測深的主要目的是確定區(qū)內(nèi)基巖面的埋深及起伏特征。重磁工作由于剖面線距過大，平面上所圈定異常僅作參考使用，主要以剖面解釋為主。依據(jù)電測深所推斷的基巖面埋深及起伏特征作為重磁反演的約束條件，對包含電測深剖面的測線（2線、4線）進行反演解釋（重磁電相互約束反演）；根據(jù)不同重磁剖面的異常特征，將包含電測深剖面的測線反演成果推廣到全區(qū)，最終推斷出全區(qū)的地層分布，尤其是錦屏組的分布范圍和埋深。

1 勘查區(qū)地質(zhì)概況

根據(jù)以往地質(zhì)工作分析，調(diào)查區(qū)地層為元古代東海群和海州群變質(zhì)雜巖、中生代白堊紀浦口組、新生代古近系及第四系。其中中新元古界海州群（Pt2-3ha）中的錦屏組（Pt2haj）是區(qū)內(nèi)“海州式”礦產(chǎn)的賦存層位，分布于調(diào)查區(qū)中部，大致呈北東—南西向展布。地層整體傾向南東，傾角30°～40°，厚度尚未控制。按照原巖建造、巖性組合、含礦性及變質(zhì)變形等特征劃分為三個巖性段，自下而上為：

第一段（Pt2haj1）：分布于錦屏組之底或下部，直接與東海群胊山組呈角度不整合相觸，巖性主要由云母大理巖、碳酸鹽云母片巖、云母石英片巖、斜長綠泥云母片巖、碳酸鹽云母片巖、綠色斑點狀斜長片巖、碳酸鹽斜長綠泥云母片巖及細粒磷灰?guī)r、云母磷灰?guī)r、炭質(zhì)云母磷灰?guī)r等組成。

第二段（Pt2haj2）：分布于錦屏組第一巖性段之上。與其下的第一段巖性段和其之上的第三段巖性段均呈整合接觸。巖性組合主要有：混合巖化白云斜長片麻巖、白云斜長片麻巖、混合片麻巖，有時夾少量云母石英片巖、斜長綠泥云母片巖。該段中亦頻繁出現(xiàn)綠色斑點狀斜長片巖，相鄰的白云斜長片麻巖受其影響，變?yōu)榻情W斜長片麻巖。

第三段（Pt2haj3）：位于錦屏組上部，底部與錦屏組第二段，頂部與云臺組整合接觸。巖性組合以白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖、大理巖為主，夾有薄層的硅質(zhì)大理巖、云母大理巖、透閃石大理巖、碳酸鹽云母綠泥片巖、云母石英片巖、含石榴（含炭質(zhì)）云母石英片巖，還有綠色斑點狀斜長片巖、石墨片巖等。

2 巖（礦）石物性特征

區(qū)內(nèi)有二個主要密度界面，三個密度層。它們是第四系與新近系-古近系、白堊系之間形成的第Ⅰ密度界面（Δσ1=0.45×103kg/m3）和第四系至白堊系與變質(zhì)巖之間形成的第Ⅱ密度界面（Δσ2=0.47×103kg/m3）。第一密度層密度值最低，厚度小，密度效應不明顯。第二密度層主要分布在凹陷區(qū)，與區(qū)域性重力低相關(guān)。第三密度層密度值大且厚度大，該層的起伏變化是引起區(qū)域性重力高和重力低的主要因素。變質(zhì)巖中，錦屏巖群地層密度整體上要高于上覆云臺巖群與下伏東海雜巖地層,再加上地層一般規(guī)模較大可引起明顯的重力高值異常,這為劃分錦屏巖群地層分布提供了物性依據(jù)；由于磷灰?guī)r主要分布在錦屏巖群地層中,圍巖主要為白云質(zhì)大理巖、云母大理巖，與其他巖性有較明顯的密度差，依據(jù)此特征可以確定磷灰?guī)r在錦屏巖群中的大體位置。

3 重磁平面異常分析

本次仰化地區(qū)完成5條重磁剖面。磁測數(shù)據(jù)受房屋，道路，電線等干擾較大，異常較為雜亂，較強的負場均與村莊、道路、工廠所在位置對應。重力數(shù)據(jù)基本不受此影響，等值線較為圓滑。為方便解釋，將剖面重磁數(shù)據(jù)繪制平面等值線圖，排除干擾后（磁測數(shù)據(jù)進行濾波），共可劃分出2個局部磁異常M-1、M-2和2個局部重力異常G-1、G-2；綜合電測深成果及重磁剖面圖分析,測區(qū)內(nèi)共劃分出兩條斷裂F1和F2。

圖1 布格重力等值線圖和磁測△T異常平面等值線圖

4 地球物理模型建立

由于本次調(diào)查區(qū)第四系廣泛覆蓋，無基巖露頭。地層巖性與（鄰區(qū)）湯莊礦區(qū)相似，所以密度參數(shù)收集到湯莊礦區(qū)勘探報告中的物性資料供參考。經(jīng)過加權(quán)平均計算，本次反演使用的地層密度參數(shù)見表1。

表1 地層密度統(tǒng)計表

磁性參數(shù)主要參考劉集和華沖地區(qū)鉆孔物性資料。

以上述物性參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有鉆孔資料及電阻率測深反演剖面成果建立本區(qū)2.5維重磁聯(lián)合反演的初始地質(zhì)地球物理模型。

5 成果解釋

選取4號剖面進行分析，從剖面圖上，4號剖面在1800m～3900m之間存在一個高重力異常、弱磁異常，在該區(qū)段布設的電測深成果顯示為高阻異常，基巖埋深在高重力異常處變淺，在剖面的3580m處埋深最淺，約為130m；在測深剖面尾端存在一個斷裂構(gòu)造，即上述所推測斷裂F1；在6100m～7700m之間存在一個弱高剩余重力異常。初步推斷兩區(qū)段可能存在錦屏組地層。對4號剖面進行2.5D重磁聯(lián)合反演，從反演圖上可以看出在兩個高剩余重力異常處，深度分別在170m左右和300m左右處可能存在錦屏組地層。

圖2 4線重磁反演成果圖

根據(jù)對重、磁剖面以及電阻率測深數(shù)據(jù)的處理分析，推斷本測區(qū)存在兩個斷裂構(gòu)造F1、F2：其中F1斷裂位于工區(qū)中部呈北東向展布，是導致測線大號點方向重力低的主要原因；F2斷裂位于工區(qū)西部呈北西向展布，與重磁測線近乎平行,是導致1號剖面重力異常幅值相對其他測線低的主要原因。

推斷基巖地層整體呈北西向南東埋深逐漸變大趨勢；結(jié)合以往地質(zhì)資料，推斷本測區(qū)基巖地層由西向東為一個向斜和一個背斜組成，向斜核部為錦屏組，兩翼為東海群；背斜核部為東海群，兩翼為錦屏組；背斜的東部為云臺組。

對驗證孔進行巖心采樣，并對巖心標本測定其密度、極化率、電阻率及磁化率。根據(jù)鉆孔巖心編錄結(jié)果，發(fā)現(xiàn)本地區(qū)錦屏組地層以高密度同時有一定磁性的綠色斑點狀斜長片巖為主，這可能是導致局部重力高異常的主要原因。構(gòu)造角礫巖雖密度和磁化率均較高，但其厚度較小，不足以引起大規(guī)模異常。電性方面，白云斜長片麻巖與黑云斜長片麻巖具有較高的電阻率。

6 結(jié)論

（1）通過重力測量結(jié)果可以圈定錦屏組地層。

（2）測區(qū)內(nèi)的綠色斑點狀斜長片巖密度高，是引起測區(qū)內(nèi)局部重力高異常的主要原因。

（3）錦屏地層中綠色斑點狀斜長片巖與大理巖均為高密度巖石，可考慮其在電阻率上的差異加以區(qū)分。其中綠色斑點狀斜長片巖在錦屏組地層內(nèi)相對其他巖石表現(xiàn)為低阻，大理巖在錦屏組地層內(nèi)相對其他巖石表現(xiàn)為高阻。根據(jù)這一特性，在重力結(jié)果所圈定的錦屏組地層內(nèi)，若局部重力高異常處為相對低阻，則可推斷異常為綠色斑點狀斜長片巖所引起；若局部重力異常處為相對高阻，則可推斷異常為大理巖所引起。