重磁聯合反演在礦產資源勘查中的應用

高振強，張延奔，張 燕

（1．江蘇省地質勘查技術院，江蘇 南京 210000；2．江蘇省有色金屬華東地質勘查局八〇五隊，江蘇 南京 210000；3．江蘇省有色金屬華東地質勘查局八一三隊，江蘇 南京 210000）

本次工作采用重力、磁法及電測深法對區內地層的分布特征進行劃分，重點圈定錦屏組范圍。電測深的主要目的是確定區內基巖面的埋深及起伏特征。重磁工作由于剖面線距過大，平面上所圈定異常僅作參考使用，主要以剖面解釋為主。依據電測深所推斷的基巖面埋深及起伏特征作為重磁反演的約束條件，對包含電測深剖面的測線（2線、4線）進行反演解釋（重磁電相互約束反演）；根據不同重磁剖面的異常特征，將包含電測深剖面的測線反演成果推廣到全區，最終推斷出全區的地層分布，尤其是錦屏組的分布范圍和埋深。

1 勘查區地質概況

根據以往地質工作分析，調查區地層為元古代東海群和海州群變質雜巖、中生代白堊紀浦口組、新生代古近系及第四系。其中中新元古界海州群（Pt2-3ha）中的錦屏組（Pt2haj）是區內“海州式”礦產的賦存層位，分布于調查區中部，大致呈北東—南西向展布。地層整體傾向南東，傾角30°～40°，厚度尚未控制。按照原巖建造、巖性組合、含礦性及變質變形等特征劃分為三個巖性段，自下而上為：

第一段（Pt2haj1）：分布于錦屏組之底或下部，直接與東海群胊山組呈角度不整合相觸，巖性主要由云母大理巖、碳酸鹽云母片巖、云母石英片巖、斜長綠泥云母片巖、碳酸鹽云母片巖、綠色斑點狀斜長片巖、碳酸鹽斜長綠泥云母片巖及細粒磷灰巖、云母磷灰巖、炭質云母磷灰巖等組成。

第二段（Pt2haj2）：分布于錦屏組第一巖性段之上。與其下的第一段巖性段和其之上的第三段巖性段均呈整合接觸。巖性組合主要有：混合巖化白云斜長片麻巖、白云斜長片麻巖、混合片麻巖，有時夾少量云母石英片巖、斜長綠泥云母片巖。該段中亦頻繁出現綠色斑點狀斜長片巖，相鄰的白云斜長片麻巖受其影響，變為角閃斜長片麻巖。

第三段（Pt2haj3）：位于錦屏組上部，底部與錦屏組第二段，頂部與云臺組整合接觸。巖性組合以白云質大理巖、白云石大理巖、大理巖為主，夾有薄層的硅質大理巖、云母大理巖、透閃石大理巖、碳酸鹽云母綠泥片巖、云母石英片巖、含石榴（含炭質）云母石英片巖，還有綠色斑點狀斜長片巖、石墨片巖等。

2 巖（礦）石物性特征

區內有二個主要密度界面，三個密度層。它們是第四系與新近系-古近系、白堊系之間形成的第Ⅰ密度界面（Δσ1=0.45×103kg/m3）和第四系至白堊系與變質巖之間形成的第Ⅱ密度界面（Δσ2=0.47×103kg/m3）。第一密度層密度值最低，厚度小，密度效應不明顯。第二密度層主要分布在凹陷區，與區域性重力低相關。第三密度層密度值大且厚度大，該層的起伏變化是引起區域性重力高和重力低的主要因素。變質巖中，錦屏巖群地層密度整體上要高于上覆云臺巖群與下伏東海雜巖地層,再加上地層一般規模較大可引起明顯的重力高值異常,這為劃分錦屏巖群地層分布提供了物性依據；由于磷灰巖主要分布在錦屏巖群地層中,圍巖主要為白云質大理巖、云母大理巖，與其他巖性有較明顯的密度差，依據此特征可以確定磷灰巖在錦屏巖群中的大體位置。

3 重磁平面異常分析

本次仰化地區完成5條重磁剖面。磁測數據受房屋，道路，電線等干擾較大，異常較為雜亂，較強的負場均與村莊、道路、工廠所在位置對應。重力數據基本不受此影響，等值線較為圓滑。為方便解釋，將剖面重磁數據繪制平面等值線圖，排除干擾后（磁測數據進行濾波），共可劃分出2個局部磁異常M-1、M-2和2個局部重力異常G-1、G-2；綜合電測深成果及重磁剖面圖分析,測區內共劃分出兩條斷裂F1和F2。

圖1 布格重力等值線圖和磁測△T異常平面等值線圖

4 地球物理模型建立

由于本次調查區第四系廣泛覆蓋，無基巖露頭。地層巖性與（鄰區）湯莊礦區相似，所以密度參數收集到湯莊礦區勘探報告中的物性資料供參考。經過加權平均計算，本次反演使用的地層密度參數見表1。

表1 地層密度統計表

磁性參數主要參考劉集和華沖地區鉆孔物性資料。

以上述物性參數為基礎，結合已有鉆孔資料及電阻率測深反演剖面成果建立本區2.5維重磁聯合反演的初始地質地球物理模型。

5 成果解釋

選取4號剖面進行分析，從剖面圖上，4號剖面在1800m～3900m之間存在一個高重力異常、弱磁異常，在該區段布設的電測深成果顯示為高阻異常，基巖埋深在高重力異常處變淺，在剖面的3580m處埋深最淺，約為130m；在測深剖面尾端存在一個斷裂構造，即上述所推測斷裂F1；在6100m～7700m之間存在一個弱高剩余重力異常。初步推斷兩區段可能存在錦屏組地層。對4號剖面進行2.5D重磁聯合反演，從反演圖上可以看出在兩個高剩余重力異常處，深度分別在170m左右和300m左右處可能存在錦屏組地層。

圖2 4線重磁反演成果圖

根據對重、磁剖面以及電阻率測深數據的處理分析，推斷本測區存在兩個斷裂構造F1、F2：其中F1斷裂位于工區中部呈北東向展布，是導致測線大號點方向重力低的主要原因；F2斷裂位于工區西部呈北西向展布，與重磁測線近乎平行,是導致1號剖面重力異常幅值相對其他測線低的主要原因。

推斷基巖地層整體呈北西向南東埋深逐漸變大趨勢；結合以往地質資料，推斷本測區基巖地層由西向東為一個向斜和一個背斜組成，向斜核部為錦屏組，兩翼為東海群；背斜核部為東海群，兩翼為錦屏組；背斜的東部為云臺組。

對驗證孔進行巖心采樣，并對巖心標本測定其密度、極化率、電阻率及磁化率。根據鉆孔巖心編錄結果，發現本地區錦屏組地層以高密度同時有一定磁性的綠色斑點狀斜長片巖為主，這可能是導致局部重力高異常的主要原因。構造角礫巖雖密度和磁化率均較高，但其厚度較小，不足以引起大規模異常。電性方面，白云斜長片麻巖與黑云斜長片麻巖具有較高的電阻率。

6 結論

（1）通過重力測量結果可以圈定錦屏組地層。

（2）測區內的綠色斑點狀斜長片巖密度高，是引起測區內局部重力高異常的主要原因。

（3）錦屏地層中綠色斑點狀斜長片巖與大理巖均為高密度巖石，可考慮其在電阻率上的差異加以區分。其中綠色斑點狀斜長片巖在錦屏組地層內相對其他巖石表現為低阻，大理巖在錦屏組地層內相對其他巖石表現為高阻。根據這一特性，在重力結果所圈定的錦屏組地層內，若局部重力高異常處為相對低阻，則可推斷異常為綠色斑點狀斜長片巖所引起；若局部重力異常處為相對高阻，則可推斷異常為大理巖所引起。