高精度磁法測量在廬江縣礬山地區尋找隱伏礦的應用

葉 臻

（安徽省地質調查院，安徽 合肥 230000）

工作區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 年由地礦部航測大隊在廬樅地區進行的1:20 萬、1:10 萬和1:5 萬的航磁測量均以覆蓋本區為主。自60 年代初期至2002 年間先后由華東石油勘探局304隊、安徽省地礦局物探隊、地礦部第一綜合物探大隊、冶金部物探所先后在廬樅地區開展了1:20 萬、1:5 萬、1:2 萬的重力測量和土壤地球化學測量及各種比例尺的地面磁法測量，放射性測量。其中地礦部第一綜合物探大隊在廬樅地區工作較為系統，有1:5 萬重力測量和土壤地球化學測量工作。近年來，隨著泥河鐵礦的發現，對該地區又開展了1 ：1 萬高精度磁法、1:1萬高精度重力面積測量、可控源音頻大地電磁測量(CSAMT)）剖面測量等多種物探方法找礦[1]。

1 工區地球物理場特征

從表1 中可以看出，磁鐵礦具有強磁性，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，在火山巖地區應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）石磁性參數統計表

從表2中可以看出，各類巖礦石相比較，密度明顯分成三級，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，當礦具有一定規模時，可引起重力異常。

從表3 中可以看出，區內鐵、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1000Ω·M，區內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）石密度統計表

表3 巖（礦）石電性參數統計表

2 數據處理

本次磁測工作儀器全部采用加拿大生產的GEM-19T 質子磁力儀，儀器性能指標符合設計書規定的靈敏度：＜0.1nT ；分辨率：0.01nT ；絕對精度：±1nT 的要求。① 對ΔT 數據進行五點圓滑和七點圓滑處理，圓滑部分跳點所造成的影響，然后對圓滑后的異常進行化極處理，以使異常極值部位更接近于場源的實際位置。② 為了消除和削弱淺層地質體影響，突出深部場源信息，對剖平面化極異常進行了小波多尺度分解方法，經對比選取分解尺度為三階。③對部分曲線中較完整、圓滑的異常進行反演處理和初步解釋。

由近年來該地區外圍布置測量的1:1 萬地面高精度磁測成果可以看出，在整個該地區火山巖盆地的邊緣和內部均存在有較多的局部異常，局部異常形態各異，幅值高低不同，異常結構也有區別，有獨立存在的單個異常，也有賦存在背景場中的二級疊加局部異?；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北西向和環形排列的特征，并以正負相間的磁場分布。其中部分異常已經驗證存鐵礦、銅礦，且一些為大型礦。

本次布設的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，異常相對差值較低。對剖面磁異常進行了高頻濾波，化極，計算剩余異常，并從中選擇幅值較高且有一定規模的典型磁異常進行地質解、推斷。

另外針對異常形態較好、范圍較大，幅值較高的部分局部異常進行了反演計算，運行的軟件主要是中國地質調查局“重磁電數據處理軟件RGIS” 和中國地大MAGS 重磁處理軟件。對需要進行反演計算的局部異常進行2.5D 剖面反演，得出局部異常的磁化強度大小和磁源體規模等參數，其結果可對地質體有個大致了解，為進一步深化解譯或詳查提供參考[2]。

3 反演與解釋

以下對測區部分的局部異常按編號進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，該地區磁異常變化總體緩慢但很有規律，在點號700/A-1300/A 的范圍內存在一個異常形態規則，說明該地區可能存在磁性礦物質。在550/A-600/A 之間有一個小磁異常形態，可以作為對象進行研究?；瘶O后異常略向北位移，幅值變化不大。經過小波分解后，可以看出800/A-1300/A范圍內的有一個跨度比較大的異常，可能是深部磁性地質體的影響。另外550/A-600/A 內背景值也有隆起。對800/A-1300/A 的磁異常進行2.5D 反演，建立反演模型。給定巖體的磁化強度為1000x10-3A/m，反演模型參數為：巖體頂面埋深800 米，走向長度3000 米，紙面跨度1200 米，磁化傾角為47°。由圖1 可知，擬合曲線與實測曲線大致吻合，反應深部了信息。

圖1 A 剖面部分異常反演圖

（2）B 線剖面磁異常。該剖面長度7.63km，剖面穿過沙溪銅礦區。該剖面磁異常變化非常劇烈，存在若干個異常，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，該段的磁異常相對背景場較高，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斑巖和長石石英砂巖所引起。在175/B-275/B 間也存在若干個局部異常和背景異常，恰好反應了該地區的鳳臺山鐵礦區。

對該剖面的300/B-180/B 進行2.5D 反演，建立反演模型（圖2）。由圖可知建造了2 個反演模型。模型1 ：給定了6000x10-3A/m 的磁化強度，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。該地區是鳳臺山鐵礦區，模型可能反映了該地區部分礦體的存在。

圖2 B 剖面部分異常反演圖

（3）C 線剖面磁異常。該剖面長度為22.43km，為本項目最長的磁法剖面，經過的三個礦區（羅河鐵礦、泥河鐵礦、楊山鐵礦）的點的磁異常得到了印證，化極后異常形態向北位移明顯。經過小波分解，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。

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

圖3 C 剖面部分異常反演圖

4 結論

地面磁測所獲得的磁場剖面異常圖是地下不同深度、強弱不同的磁性體、斷裂構造及巖漿活動的綜合反映。分析磁場圖中的磁場特征及變化規律，結合地質資料可以研究測區地質構造、劃分地層巖性和了解地下不同磁性體的空間分布狀態，為地質找礦提供有用信息。但是，由于本次工區范圍跨度很大，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，憑空推斷又不合實際情況。故本次磁測更偏向于了解磁性體分布和驗證剖面異常的存在，給后期其它地質工作做輔助。