物探磁法在區域地質調查中的應用

童 林

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

磁法勘探在我國從萌芽到大發展，從直接找磁鐵礦床發展到普查預測有色、稀有及貴金屬礦床。不斷提高觀測數據的質量，用包含信息量更多的新數據代替老數據，引用新技術，發展數據處理技術和反演方法，對重要金屬礦成礦區帶進行高精度大比例尺綜合航空地球物理勘探，結合地面重力進行地質填圖及礦產預測，建立磁測數據庫、數據成圖、處理及解釋推斷系統以及建立待找礦產的地球物理－地質綜合找礦模式，必將促使磁法勘探有更大的發展。

1 地質概況

1.1 調查區地質

調查區大地構造位置地處華北板塊與柴達木-祁連板塊交界處，大部分區域處于華北板塊，華北古陸西南緣加里東褶皺帶，北祁連褶皺帶，南邊小部分處于柴達木-祁連板塊，北祁連早古生代褶皺帶，中祁連中間地塊。區內地質構造復雜，構造線方向以北西向為主。

調查區內侵入巖較發育，其中以中酸性為主，超基性、基性巖次之，中酸性侵入體分布于不同的構造地質單元。巖石類型復雜，結構多樣，區內巖漿活動與板塊運動關系密切。

調查區大地構造位置地處秦祁昆造山系（Ⅰ級）、跨越兩個Ⅱ級構造單元（北祁連早古生代褶皺帶、中祁連中間地塊），跨越三個Ⅲ級構造單元(走廊南山地體、托來山地體、中祁連地體)，北鄰玉門-酒泉地體，南接南祁連地體。

1.2 調查區礦產資源分布

調查區位于秦祁昆成礦域（Ⅰ級），阿爾金-祁連成礦省（Ⅱ級），北祁連Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag-硫鐵礦-石棉成礦帶（Ⅲ級）。區內礦產豐富，金屬礦產以鐵、銅、金為主，其次為鉻、鉑、鉬等；非金屬礦產見有石灰巖、硫鐵礦、石膏、石棉和煤。

1.3 區域地球物理特征

勘查區地處紅口子煤窯-樺樹溝-肅南低緩變化磁場區，大致對應于走廊南山巖漿弧構造單元部分，最寬約40km，北西向展布，磁場以平靜、低緩變化為主。局部有幾處強異常顯示，強度在幾十鈉特左右，最強達100nT～250nT。基本反映出了區內的北西向和北東向斷裂構造、具較強磁性體、侵入巖及其火山巖的展布特點。從物性測定結果看，區內磁鐵礦及超基性巖磁化率最高，其他巖性如白云巖、砂板巖、灰巖等微磁或基本無磁，構成了本區的背景場。

2 方法原理

2.1 磁測數據取得

本次磁測工作測線布置大致垂直測區主構造走向方向，根據磁測技術要求，磁測工作選用GSM-19T型質子磁力儀，觀測參數為地磁場總場強度（T），經日變改正、正常梯度改正、高度改正等計算參數為總磁場的相對異常（ΔT）。

2.2 數據處理

實測△T異常是地下縱、橫向磁性變化的疊加反映，通過上述數據處理工作，已初步分離、提取出本次工作目標的各種磁場信息，在此基礎上結合地質資料、化探資料、巖石磁性統計資料進行綜合分析，才能更好地解決本次工作的地質任務。對磁測數據的處理，依據調查區內地質情況和地球物理條件，選用延拓、方向導數換算、小波分析，對數功率譜分析等方法對原始數據進行處理，以便突出有效信息，壓制干擾，提高物探資料解釋結果的準確性。

（1）化極處理：將實測△T轉化為垂直磁化條件下Za分量，目的是為了減小磁性體△T異常在位置上的偏移現象。

（2）向上延拓：為了區分不同深度磁性體的延展狀況，要對磁異常進行 100m、200m、300m、500m、1000m、2000m等高度的向上延拓，并勾繪等值線進行異常形態判別。

（3）方向導數：主要是為了突出局部異常、確定磁性體邊界，解譯斷裂構造，要對磁異常進行0°、45°、90°、135°及垂直方向的求導計算。

3 斷裂構造推斷

在區域構造研究中，磁異常的地質因素是比較單一的，它主要利用地層、巖體之間磁性差異來推斷斷裂構造，而這種差異常在磁異常等值線圖或剖平圖上常形成不同異常特征，我們主要利用異常的不同分布特征來劃分斷裂構造。主要依據有以下幾點：①斷裂是異常兩側形成截然不同性質磁場的分界線；②呈線性延伸很大的正異常帶和正負相伴的異常帶或呈線性分布的串珠狀異常帶；③若磁性地層與非磁性地層斷裂接觸，則磁異常兩側均為斷裂；④國內學者基本認為對磁異常求方向導數及延拓處理可以得到與構造相關的信息。

4 磁法應用效果

4.1 向上延拓

為區分不同深度磁性體的延展狀況，對調查區磁測工作所圈定的磁異常分別進行500m（圖1-a）、2000m（圖1-b）高度的向上延拓，并勾繪等值線進行異常形態判別。

圖1 磁測ΔT向上延拓平面等值線圖

向上延拓壓制了淺部干擾及淺部磁性體引起的異常，反映出深部巖體空間分布型態。從上延500m等值圖可看出，中部帶狀磁異常區異常較強，反映的是深部巖體空間分布位置；北部零散點狀異常區異常消失，說明引起點狀異常的磁性體規模較小、延深不大；東北角局部高磁異常區有微弱顯示，推測局部地段磁性礦體具有一定延深。

綜合分析認為西北部巖體規模較小、延深較淺，東南部巖體規模較大、延深較深，巖體局部地段不連續，與推測的構造斷裂帶相吻合。

4.2 方向導數

方向導數主要是為了突出異常走向、確定磁性體邊界，解譯斷裂構造，綜合分析各方向導數圖，0°、45°方向導數反映走向為北西-南東向的磁異常帶、構造斷裂帶，異常帶狀分布明顯、走向清晰，與工作區已知構造斷裂走向相一致；90°、135°方向導數反映出北東-南西向的構造分布，與推測的F1、F2、F3斷裂帶位置、走向相吻合。

圖2 調查區磁測ΔT方向導數平面等值線圖

4.3 構造斷裂劃分

通過磁異常分布規律、磁異常垂向二階導數圖、結合地質特征，推測區內存在3條北東向構造斷裂，分述如下（圖3）。

圖3 調查區磁測構造斷裂劃分圖

F1斷裂位于測區西北角、ⅠC1異常西北端，兩側磁異常明顯扭動、錯位，兩端延伸出測區。

F2斷裂位于測區西部，ⅠC1-1與ⅠC-2磁異常之間，地貌上為-北東向溝谷，長度約3km。從ⅠC1-1與ⅠC1-2磁異常特征分析，兩異常形態相似，走向有一定變化，異常軸線明顯扭動、錯位。

F3斷裂位于測區中部，ⅠC1-2與ⅠC3-1磁異常之間，地貌上為-北東向溝谷，長度約3.5km，從ⅠC1-2與ⅠC-1磁異常特征分析，兩異常形態相似、走向一致，但異常軸線錯位。

5 結語

利用磁異常可以提供直接找礦信息和間接找礦信息：直接找礦信息是依據巖石、礦石的磁性參數，分離異常，尋找礦致異常體、優選可靠靶區；間接找礦信息主要是利用磁異常圈出具磁性的巖漿巖、侵入巖接觸帶和火山構造，劃分巖體的邊界，確定火山構造的位置，結合地質、化探異常優選地質體作為找礦目標。另一方面利用磁異常推斷的斷裂構造結合地質資料選擇有利地段的弱磁力高異常進行踏勘檢查，綜合地質、化探檢查結果劃分找礦靶區[3]。

6 致謝

本文磁測數據來源于實測，對參加本次工作和數據處理的技術人員表示衷心的感謝。

[1]李遠強，北京地質研究所，“物探方法在區域地質調查中的應用”，城市地質2015年01期.

[2]劉天佑，磁法勘探，普通高等教育應用地球物理系列教材，地質出版社.

[3]童林、高會龍等，卡瓦地區高精度磁測工作總結，2016年.