廣西某調查區沉積型鋁土礦的重力分析與推斷

符平禮

（廣西壯族自治區地球物理勘察院，廣西 柳州 545005）

區內出露的二疊系合山組的巖性主要為泥質巖及碳酸鹽巖，其底部為鋁土礦、鐵鋁巖或鋁土質泥巖，是沉積型鋁土礦的成礦層位，也是堆積型鋁土礦主要來源，第四系為堆積鋁土礦的含礦層。區內中部為西大明山隆起南北兩翼發育崇左復式及布泉向斜，其中崇左復式中的雷卡向斜北翼褶皺不甚發育，因此區內地層多為單斜巖層，產狀單一，傾角平緩，以5°～15°為主。區內斷裂發育，以北東、北西向為主，交錯切割測區[1]。

“沉積型”鋁土礦主要產于二疊系合山組，上覆以碳酸鹽巖為主的三疊系下統馬腳嶺組（T1m）、北泗組（T1b）及中統百逢組（T2bf）。而下伏茅口組主要巖性亦為碳酸鹽巖，僅合山組為砂泥巖，由于砂泥巖與碳酸鹽巖存在明顯的密度差異，這為重力勘探提供了地球物理前提。

通過在調查區開展系統的1:5萬高精度重力測量，圈定重力異常[2]，并進行界面反演[3]，推斷隱伏地層的起伏形態，圈定成礦靶區，為該地區后續地質找礦工作部署提供重要參考。

1 重力工作方法

重力觀測方法主要包括重力測量和測地兩項工作。重力工作包括開工前的儀器校驗和重力基點的聯測，后進行野外測點觀測以及質量檢查工作，獲得合格的重力觀測數據，經室內數據處理獲得測區的布格等重力異常。測地工作包括加密控制點測定、測點觀測和質量檢查等，獲取符合重力測量質量要求的高精度測點坐標和高程數據。

項目累計完成1:5萬重力測量面積108km2，重力物理點520個，單點控制面積平均為4.8個點/km2，布格異常總精度達±0.1107×10-5m/s2，工作質量和布格重力精度均好于重力規范和《設計》要求。

2 調查區重力場特征

2.1 區域密度特征

根據《廣西桂西地區1:20萬區域重力調查綜合成果報告》[4]及全區物性資料[5]，測區巖石密度有如下變化規律：

（1）鋁土礦礦石密度最高（3.27×103kg/m3）；

（2）在沉積巖類中，各類沉積巖密度變化較大。測區統計的泥質頁巖密度最低，為2.36×103kg/m3左右；白云巖密度最高，達2.79×103kg/m3。不同層位中，碳酸鹽巖類密度較穩定，正常背景在2.72×103kg/m3左右，普遍高于其它砂泥巖類碎屑巖。

綜上所述，測區內出露的碳酸鹽巖類地層與砂泥巖類的碎屑巖地層之間存在明顯的密度差異，密度差為0.20×103kg/m3。鋁土礦與圍巖亦存在明顯的密度差異，但區內沉積鋁土礦層很薄，一般不大于10米，難以引起足夠的重力異常。另外，如果測區內存在隱伏的酸性花崗巖體，酸性巖漿巖與圍巖之間也存在一定的密度差異。鋁土礦含礦地層與圍巖存在明顯的密度差，因此，在該區開展區域重力調查具備較好的地球物理前提。

2.2 重力場特征

從本次重力測量獲得的1:5萬布格重力異常平面圖來看（圖1），整個布格重力異常主要表現為北西走向的平緩重力梯度帶，重力異常值南西低往北東方向逐漸變大，總體反映了測區區域地質構造特征。多個半封閉異常和平緩的膨脹區沿合山組碎屑巖出露區呈帶狀分布。

圖1 重力調查區1:5萬布格重力異常平面圖

3 初步解釋和推斷

3.1 重力場的分離及地質意義

利用滑動平均半徑為6km×6km窗分離布格重力異常，獲得相應的剩余異常（圖2），從圖上看，異常以長軸狀為主，重力低異常呈帶狀分布，低異常帶沿出露的合山組展布特征十分明顯，推斷為低密度的合山組引起。兩翼重力高異常帶推斷為可能的推覆構造、局部高密度層、斷裂帶外側礦化蝕變帶引起。

利用剩余異常圈定了5個局部重力低異常（圖2）：G1異常偏于目標地層的西側，推斷低密度地層向西延伸；G2異常形態和走向與巴頭鄉一帶的地形相吻合，西側平緩異常分布于灰巖出露區，推斷為地表堆積層引起；G3異常與出露的低密度地層吻合最好，且異常具一定規模，幅值也較大，推斷低密度層存在一定的延深和規模；G4異常呈近南北走向，異常規模大，但幅值較??；G5異常往西南方向偏移出露區，推斷為合山組的西南延伸。

圖2 調查區1:5萬剩余重力異常平面圖(6km×6km)

3.2 界面反演及推斷

根據重力反演結果，我們選取了幾個棲霞組-茅口組并層頂界面（合山組底界面）的深度，利用重力異常進行界面反演，繪制棲霞組-茅口組并層頂界面等深圖（圖3）。

圖3 調查區棲霞組-茅口組并層頂界面等深圖

4 結語

通過對某調查區開展1:5萬高精度重力測量，進行重力場特征分析和重力界面反演，實現了目標地層較好的圈定，獲得了較好的勘探較果：

（1）含鋁土礦層的合山組碎屑巖地層與碳酸鹽圍巖存在明顯的密度差異，重力異常能較好地圈定出合山組碎屑巖地層。

（2）重力低異帶上圈閉的局部重力低異常對應低密度地層具一定規模和延深的區域，是鋁土礦有利的容礦區域。通過對重力異常分析，推斷合山組厚度及底部形態，間接確定鋁土礦層的埋深。

（3）重力異常只能找出鋁土礦可能的富集區域，并不能確定是否含礦以及礦層的厚薄，可通過地質以及鉆探等方法確定。

存在的問題和建議：

（1）測區范圍相對較窄，重力異常不夠完整。

（2）物性工作不夠具體，未采集測區的鉆孔等深部密度數據。

（3）建議擴寬測區寬度，增加邊部異常的可靠性，收集深部密度數據，提高重力反演效果。

（4）建議在找礦遠景區域布置1:2.5萬重力測量工作或布置高密度電法工作，獲取起伏界面更具體的形態，確定鋁土礦層更具體的可能賦存位置。