地面高精度磁測在內蒙某礦區尋找隱伏構造的應用

黃雪林，王 強，李照寰，余 超，周洪祥

（1.四川省冶金地質勘查局六0五大隊，四川 眉山 620860；2.成都理工大學工程技術學院，四川 樂山 614000）

我國西北地區地域遼闊，沙漠、戈壁廣為分布，在開展地質工作時往往由于地表覆蓋厚而很難發現隱伏構造。所謂“隱伏構造”是指掩蓋在地表巖石或沙土之下的隱伏斷層或褶皺。由于構造作用會造成地球物理物性發生差異變化，采用地球物理方法尋找隱伏構造是常用的手段，而被廣泛應用的是地震、電法。而沙漠、戈壁的特殊地理環境及惡劣的氣候條件，使這些方法的測量變得相對復雜、費用較高。

由于斷裂構造形成過程中不同性質基巖、不同巖性物質的填充，會存在不同磁性差異，因此利用高磁測量發現、研究這些磁異常，并進行一定數據處理和分析，總結構造地質體的磁性特征，提高磁測成果解譯水平，將磁測應用于尋找隱伏構造具有非常重要的意義。

1 區域地質背景

本區大地構造處于塔里木板塊東南緣與華北板塊北緣結合部的天山地槽褶皺系北山晚華力西地槽褶皺帶，位于雅干復背斜南部。北部有近東西向的哈珠―雅干深大斷裂通過，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。其特殊的大地構造位置造成了本區以北西向、北東向構造為主，并形成了大量的次級構造和環形構造。

北西向構造控制了本區早期基地構造格局，北東向構造控制了本區晚期構造格局，并對北西向構造進行了破壞和改造。構造形跡以斷裂構造、褶皺構造為主，韌性剪切變形構造帶和反“S”型構造次之。測區主要分布北西向斷裂構造F66、F67兩條。

1.1 F66斷裂

位于測區南東部，出露長約9.7Km，總體走向295°～330°，產狀232°～235°∠53°～61°，性質為正斷層。斷裂破碎帶內為構造碎裂巖、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平行產出位于測區南東部、出露長約10.4Km，總體走向289°～343°，產狀225°～240°∠56°～85°，性質為正斷層。斷裂破碎帶內為硅化碎裂巖，兩側巖石為大理巖和粉砂巖，大理巖斷面陡立，局部扭曲破碎強烈，斷面可見擦痕。使古硐井群中巖組與下巖組呈斷裂接觸。

2 測區地球物理特征

在測區重要地段，重要異常處采測各類巖（礦）石標本共計229塊測區所有巖類都具一定磁性，磁性強弱順序依次為：石英閃長巖—花崗閃長巖—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），其中石英閃長巖與花崗閃長巖磁性相對高，是引起磁異常的主要巖石，在地面磁測中具有一定走向，形態較規則的磁異常應由此類巖（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），基本無法引起磁異常。由于擠壓破碎會造成磁性降低、密度減小，在沒有巖漿侵入的情況下，往往形成一個降低的負磁異常區(帶)，測區中此類異常應為構造（破碎帶）引起。

3 測區磁異常特征研究及推測構造

通過對測區磁測資料處理，由磁測ΔT平面等值線（圖1）可以看出磁異常總體呈北西—南東向條帶狀，西南側第四系中為相對高值正異常，其他為相對低值負異常并伴生正異常。正負異常幅值均較低，等值線梯度在正負交界處相對較陡，其它地方相對平緩。異常走向與本區地層、巖脈、構造走向基本一致。

圖1 磁測ΔT平面等值線圖

由ΔT剖面平面，異常主要分布于測區西南、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，異常交界處相對凌亂，被負異常分隔開，具斷層構造異常特征。異常走向亦與本區地層、巖脈、構造走向基本一致。

ΔT經化極處理后正異常北移，正異常等值線分布較均勻，推測巖體傾向較陡，與地層傾向特征一致。異常走向為北西—南東，與地層走向基本一致。正異常在西南較連續，在中部及南東側出現多個小異常，推測異常由小巖體引起或被多條斷裂（破碎帶）分開。

為進一步分析，研究磁場特征，對ΔT作水平0°、45°、90°、135°方向導數計算。其中水平90°、135°方向導數無明顯構造特征，與區域地質構造特征相符。

水平0°方向導數（圖2），測區南東側有一近東西向正負分帶的條帶狀異常，長度較大，異常東側正負分帶明顯，交界處條帶狀，磁場強度相對高、梯度相對陡，異常西側正負分帶相對較弱，梯度平緩。異常位于同一巖層（ChG3）中，正負異常應由構造引起，斷層特征明顯，推測此處有一條近東西向斷層（破碎帶）（編號：F1）。

圖2 磁測ΔT水平0°方向導數圖

測區中北側亦有一近東西向正負分帶條帶狀異常，正異常較完整，負異常相對不規則，正負交界位置南側為近東西向，北側不規則，長度較大。異常南側為石英閃長巖（Cδο）、北側為輝綠巖脈（βμ），此處亦可能存在一條近東西向斷層（編號：F2）。

測區北西側，有一較大正異常被一近東西向負異常斷開，負異常南北兩側與正異常交界位置梯度相對陡，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，正負異常應由構造引起，斷層特征明顯，推測此處有一條近東西向斷層（編號：F3）。

水平45°方向導數（圖3），測區南側為一北西—南東向正負分帶條帶狀異常，正負分帶明顯，交界處呈條帶狀，磁場強度相對高、梯度相對陡，長度較大，在測區南東側向南偏移。異常附近為F67斷層，F67斷層南西主要出露古硐井群下組：灰白色灰色深灰色變質粉砂巖、變質石英砂巖、變質石英細砂巖（ChG1），F67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），由物性測量出露的兩種地層巖性磁性均較弱，一般不會引起此類異常。正負異常應由構造引起，斷層特征明顯，推測此處有一條近東西向斷層（破碎帶）（編號：F4）。

測區北側為一北西—南東向正負分帶條帶狀異常，正負分帶較明顯，交界處呈條帶狀，磁場強度相對高、梯度相對陡，長度較大。異常大部分位于同一巖層（ChG3）中，正負異常應由構造引起，斷層特征明顯，推測此處為一條近東西向斷層（破碎帶）（編號：F5），斷層在北西側與推測的F3相連，應為F3斷層（破碎帶）的延伸，F3、F5為同一斷層（破碎帶），最終編號F3。

圖3 磁測ΔT水平45°方向導數圖

為了反映深部磁性地質體情況及分離局部異常評價低緩異常，對ΔT作上下延拓處理。隨著上延的增加，正異常面積逐漸擴大，異常變得平滑，幅值減小，梯度變緩，正負異常形態及交界位置基本無變化，推測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，正負異常形態及交界位置仍無變化，推測的斷層反映更清晰。

4 結論

通過地面高精度磁測工作，推測斷層4條，其中F4斷層應為區域F67斷層向北西的延伸，F1～F3斷層為新推測的隱伏斷層。

沙漠（戈壁）地區覆蓋較厚，其構造特征很難在地表發現，本文通過對磁測資料綜合研究，分析得出構造（破碎帶）磁異常主要存在以下三點特征：

（1）呈線性展布的串珠狀條帶相對高磁異常，此類高磁異常可能是沿斷裂侵入的巖體或磁鐵礦化引起。

（2）呈線性展布的較窄脈狀形相對低磁異常，此類低磁異常可能是由斷裂破碎造成巖石磁性降低形成的。

（3）斷裂構造導致上下盤錯動以及兩側巖性發生明顯差異變化，在磁場上形成不同異常強度的磁場區，此類不同磁異常強度區域的分界位置可能為構造活動造成的。