河南省物性特征淺議

張雪麗　馬道鳴　張　琳　張　磊

河南省航空物探遙感中心　鄭州　450000

河南省物性特征淺議

張雪麗馬道鳴張琳張磊

河南省航空物探遙感中心鄭州450000

物性測定是地球物理勘查的基礎性工作，其目的是為地球物理場的地質解釋提供依據。通過各地層之間或不同巖性之間存在密度、磁性和電阻率的差異，為地球物理勘查手段劃分地層、巖石之間的界面，區分礦與非礦提供了參數依據［1-2］。

區域物性特征密度特征磁性特征電性特征

物性測定是地球物理勘查的基礎性工作，其目的是為地球物理場的地質解釋提供依據。數十年來，河南省境內采集了數以萬計的各時代地層巖礦標本，并對標本進行了密度、磁性和電阻率等物性參數的測定等。從大量統計數據可知，各地層之間或不同巖性之間存在密度、磁性、電阻率的差異，為地球物理勘查手段劃分地層、巖石之間的界面和區分礦與非礦提供了參數依據。

1.密度特征

1.1區域地層密度特征

河南省地層分兩個大地層區，即華北地層區和揚子地層區，地層密度也按兩大地層區分別進行了統計。

1.1.1華北陸塊地層區（包含北秦嶺地層分區）

從豫北工區密度統計資料（見表1），出現有四個較大密度層。第四系平均密度為1.91×103kg/m3；第三系平均密度為2.29×103kg/m3；侏羅系至石炭系底平均密度為2.51× 103kg/m3；奧陶系至太古界頂平均密度為2.66×103kg/m3。它們之間密度差異分別為0.38×103kg/m3，0.22×103kg/m3；0.15×103kg/m3。這四個大的密度層界面與華北地區內出現的區域性不整合界面基本上符合。

1.1.2揚子陸塊地層區（包含南秦嶺地層分區）

從豫南工區和豫西南工區的地層密度統計資料（見表1），有五個較大的密度層。第四系密度層平均密度為2.00× 103kg/m3；第三系平均密度為2.45×103kg/m3，白堊系至侏羅系平均密度為2.54×103kg/m3，二迭系至志留系平均密度為2.63×103kg/m3，奧陶系至太古界頂平均密度為2.68× 103kg/m3。它們之間密度差異分別為：0.45×103kg/m3；0.09× 103kg/m3；0.09×103kg/m3；0.05×103kg/m3。

河南省上地殼（硅鋁層）平均密度值為2.68×103kg/m3，下地殼（硅鎂層）平均密度值為2.90×103kg/m3，上地幔（莫霍面以下）平均密度值為3.28×103kg/m3。總體而言，各地層巖石時代由新到老其平均密度逐漸變大，這些參數差異的存在，給重力勘查技術圈定地殼深部構造形態提供了物性前提。

表1　河南省地層密度表

1.2巖體密度特征

河南省巖漿活動頻繁，具有多旋回，多期次的特點，侵入巖巖石類型齊全，從超其性至酸性均有，巖石平均密度值以超基性、基性巖最高，高值可達3.02×103kg/m3，中性巖次之，酸性巖最低，低值可達2.48×103kg/m3，不同采集區域的酸性巖體密度略有不同，但整體差異不大（表2）。

1.3礦石密度特征

在河南省開展密度測量時，對全省的鐵礦、銅、鉛、鋅礦、鉬礦、銀礦、黃鐵礦、煤等礦體進行了取樣測定，其密度均值見表3，磁鐵礦采集標本189塊，可以看出磁鐵礦密度度均值最大為4.08×103kg/m3，煤最小為1.58×103kg/m3（表3）。

2.區域巖（礦）石磁性特征

從我省大量巖礦石磁參數統計表中可看出：磁鐵礦的磁性最強，巖漿巖的磁性從酸性至超基性逐漸遞增，變質巖的磁性變化較大，而沉積巖的磁性微弱。現按巖性和時代將其巖礦石磁性特征敘述于后（表4）。

表2　河南省巖體密度統計表

2.1巖漿巖

2.1.1侵入巖

河南省巖漿侵入活動十分頻繁，具有多旋回，多期次的特點。其磁性與巖石礦物成分關系密切。侵入巖巖石類型齊全，從酸性至超基性均有發育。而超基性巖磁性較強，一般值在=1，000～7，000×10-5SIr=2，500～4，000×10-3A/m且穩定。基性巖和中性巖磁性變化較大=5，000～7，000× 10-5SI，r=4，000～6，000×10-3A/m。中性巖從無磁性至較強磁性均有值150～600×10-5SIr值100～300×10-3A/m。

酸性巖磁性較弱。其磁性強弱與含磁性礦物成分多少關系密切。含磁鐵花崗巖具有較強磁性，值4，500～14，000×10-5SIr值6，500～12，000×10-3A/m。

花崗巖和花崗斑巖一般無磁性或具有弱磁性反映，當受到蝕變礦化作用暗色礦物成分增多時，具有中等磁性至較強磁性反映。

表3　河南省礦石密度統計表

表4　河南省地層磁性表

2.1.2噴發巖

2.2變質巖

河南省變質巖種類繁多，太古界登封群和太華群中的一套古老變質巖除變粒巖與石英巖為弱磁性和無磁性外，其他巖性多數具有中等磁性強度。值1，000～3，000× 10-5SIr值700～1，500×10-3A/m，受巖漿活動而產生蝕變礦化的矽卡巖則具有較強磁性。

無論是太古界還是元古界的變質巖，巖石磁性具有不均勻的特點，從無磁性至較強磁性均有出現。由于含鐵巖石在地層中呈似層狀、透鏡狀產出，所以這種不均勻的磁性在磁場特征方面的表現更加明顯。

2.3沉積巖

河南省的沉積巖（火山沉積巖除外）一般無磁性，當受到蝕變礦化作用的影響含有鐵磁性礦的成分時，具有磁性反映。

2.4鐵礦石

產于太古代地層中的沉積變質鐵礦具有強磁性，舞陽鐵山廟，許昌桂村、靈井和濟源三佛宮、行口等地礦石的磁性，=36，100×10-5SI，r=24，040×10-3A/m。位于魯山下湯、石園和欒川馬超營至重渡一帶的早——中元古代沉積變質鐵礦具有強磁性，=53，800×10-5SI，r=31，200× 10-3A/m。

位于舞陽趙案莊、揚莊寨一帶產于太古界太華群片麻巖中的巖漿型鐵礦，具有強磁性特征，=90，400×10-5SI，r= 15，300×10-3A/m。

分布于安陽李珍、林縣楊家莊及永城大王莊、馬崗等地區矽卡巖型鐵礦具有強磁性=72，400×10-5SIr=43，200× 10-3A/m。而分布泌陽條山至桐柏鐵山一帶的矽卡巖型鐵礦，礦石品位高，磁性最強=100，400×10-5SIr=57，500× 10-3A/m。

另外，一些赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦、菱鐵礦和鉻鐵礦石一般無磁性。當含有磁鐵礦的成分時，具有磁性顯示。

總之，河南省沉積變質鐵礦，巖漿型鐵礦及矽卡巖型鐵礦石均具有強磁性的特征。一般感磁大于剩磁。舞陽鐵山廟地表鐵礦石因受氧化作用，使磁性強度明顯減弱，而舞陽經山寺地區的鐵礦石具有剩磁強于感磁的特征。

綜上所述，除磁鐵具有強磁性、沉積巖為無磁性或微弱磁性外巖漿巖和變質巖多數具有明顯磁性。由于巖漿侵入和火山噴發加之構造作用的影響，使巖石物質成分、結構構造及生成環境等因素，有很大的差異。所以無論巖漿巖還是變質巖其磁性差別都比較大，不同地區巖石磁性的差異總是客觀存在的。

3.區域地層電性特征

在采樣過程中，對不同地層的巖礦石進行區別采集，通過測定結果綜合整理分析，新生界地層相對下伏地層電阻率表現為低電阻率值，其次砂巖，特別是孔隙度大的砂巖相對圍巖也表現為低電阻率值，另外溶巖及大的溶洞，相對圍巖也表現為低電阻率值。另外很多良導體的金屬礦體，不僅形成明顯的低阻異常，而且還形成明顯的高極化率異常（表5）。

表5　河南地層電性表

4.地質意義

4.1解決某些地質問題

利用地球物性特征和區內密度、磁性參數，可以劃分蓋層，基底，殼斷裂及其產狀要素，因此利用重磁場可以劃分大地構造甚至地質填圖，利用重磁場還可以劃分隱伏巖體的分布特征。根據電法和地表還可區分部分地層巖性。眾所周知成礦離不開巖漿巖，礦巖層，斷裂構造三要素，因此研究地球物理特征就可以劃分大地構造單元，劃分成礦帶，可以在已知礦區建立地質物探特征模式，進而對未知區域的重磁場進行成礦預測。此外，根據巖石——地層的古地磁特征，探索板塊構造問題，已有先例。隨著以后對物性資料工作的進一步研究，其意義也會更加顯著。［3-4］

4.2建立地球物理模型

地球物理模型是在對重磁電資料正反演解釋的過程中，根據密度分層與密度界面、地電斷面、磁性分層等，通過數據處理軟件進行人機互動，建立更加直觀的地球物理模型，以更好的反應地層分層、深度及目標體產狀類型。

5.結束語

區域巖（礦）石物性特征，在全國已經有了一定的工作量，資料豐富，如何充分的利用這些資料已成為當務之急，更好地發揮其作用，為深部找礦提供更好的物性依據。

區域物性工作是數十年來河南省地質物探工作者共同努力的結果，在此表示感謝。

［1］郭孟習，孫偉，尹國義，彭玉鯨.華北板塊北緣東段拼貼帶地質一地球物理特征［J］.吉林地質，1999，18（4）；8-18

［2］楊華.青藏高原地球物理特征分析［J］.物探與化探，1986，10（5）；321-331.

［3］王鐘，龍國坤，麥廣田.廣西區域巖石物性特征及其地質意義［J］.物探與化探，1991，15（1）；12-24.

［4］馬長源，簡新玲.老灣金礦床地球物理特征及找礦標志［J］.物探與化探，2003，27（2）；83-87.

THEANALYSISOFPHYSICALCHARACTERISTICSIN HENANPROVINCE

ZHANG xue-li MA dao-ming ZHANG linZHANG lei
Henan AeroGeophysicalSurvey and Remote Sensing Center，Zhengzhou 450000，China

Determination ofPhysical Properties is the basiswork ofgeophysicalexploration；itspurpose is to providing the basis for the interpretation ofgeologicalgeophysical field.The difference of density，magnetism and resistivity between differentstratas or different lithologies provides parameter basis for dividing stratas and rocks interface in geophysical exploration method and distinguishingmineralsand non-minerals.［1-2］

The regionalphysical characterDensity characteristicsMagnetic characteristicsElectricalcharacteristics

張雪麗（1980—），女，漢族，河北清河人，工程師，中國地質大學學士。