重磁聯合反演的應用效果

汪星

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地球物理探礦隊 烏魯木齊 830011）

重磁異常通常包含了從地表到深部所有密度、磁性不均勻體引起的綜合效應。然而，要根據重磁異常推測地下某地質體，必須先從疊加的重磁異常中分離出單純由地質體引起的異常，然后用這些異常再進行綜合反演解釋。重磁異常是同源場，可通過重磁聯合反演來減少重、磁單一方法反演的多解性，提高反演結果的可靠性，通過地質體的巖石物性和幾何參數之間的相互關系求得同一個地下地質體、地球物理模型。本文針對哈密某銅鎳礦區已實測重磁異常開展了重磁聯合反演，以期取得合理推斷。

1 礦區地物特征

本次重磁工作位于哈密某銅鎳礦區，出露地層主要為中-下奧陶統恰干布拉克組、上石炭統底坎兒組、下侏羅統八道灣組、第四系上更新統新疆群。綜合礦區物性特征可以看出，與礦體密切相關的超基性巖輝石橄欖巖、輝長巖具有高磁、高密度、高極化、低電阻的特性，符合銅鎳礦“三高一低”的找礦模型；閃長巖有高磁性特征，但密度特征、電性特征僅次于超基性巖，屬于中高磁性、高密度、中極化、中高阻的特征；安山巖、玄武巖等火山巖具有中等磁性，密度略高于地殼平均密度、低極化、高電阻的特征；花崗巖等侵入巖具有低磁、低密度、低極化、高電阻的特征。這些特征充分說明了成礦巖體與圍巖有物性差異，但需要注意的是含礦超基性巖類在受到后期熱液活動和構造產生裂隙的影響蛇紋石化和滑石化后密度會降低。

2 反演處理結果

2.1 KT00號勘探線剖面反演結果

對KT00號勘探線剖面進行反演擬合計算（圖1）所采用的數據來源為1∶2000實測重磁數據，結合地質剖面成果對異常進行綜合解釋。根據在該區采集的巖礦石密度參數統計，最終確定模型反演采用密度參數：輝長巖（ν）密度2.879cm/m3，橄欖輝長（σν）巖密度2.938cm/m3，輝石橄欖巖（φσ）、橄欖輝石巖（ψσφ）密度2.926cm/m3，英安巖密度2.673cm/m3，采用二度半正演擬合，從磁場上看，北側發育的輝長巖磁性較弱，中部及南部發育的橄欖輝長巖與輝石橄欖巖磁性較強，磁異常區大體反映銅鎳礦體的范圍，磁場極大值基本對應深部的銅鎳礦化體，磁場峰狀異常兩側并不對稱，推斷異常體向北傾；從剩余重力場上看，北側的剩余重力高基本對應發育的輝長巖區，在中部及南部雖對應密度較大的橄欖輝長巖與輝石橄欖巖區，但重力場表現為剩余重力值先降低后增加，反演結果顯示埋深小，重磁場衰減快。橄欖輝長巖與輝石橄欖巖區厚度減小跟深部的英安巖有關。

圖1 KT00號勘探線重磁聯合反演及地質剖面綜合剖析圖

重磁聯合反演后，擬合曲線基本重合；該磁異常體其頂部埋深為15.942m，截面積為6708.23m2，異常體延伸長度為400m，體積為2683292m3，異常體走向為NNW，其磁化強度為2640×0.001A/m，其剩余密度為3.1g/cm3，該磁異常體為含銅鎳礦化體，位于橄欖輝石巖內部，礦化體密度大于橄欖輝石巖，呈現局部高重高磁的異常特征。

通過重磁聯合反演及地質剖面綜合剖析圖可以看出，高磁異常對應銅鎳礦體效果較為顯著，但對礦體及礦化體的區分不是很明顯，同時由于經驗水平對小范圍的銅鎳礦體及礦化體未能推斷出來，例如勘探線中部的I5號銅鎳礦體，南段I3號銅鎳礦體未曾推斷出來；對地質體層位推斷有少許偏差，角閃橄欖輝石巖與英安巖地層中間的夾層輝長巖未曾推斷出來。綜合分析認為，重磁對該區具一定規模的銅鎳礦體地球物理反應特征較為顯著，但對小規模的礦（化）體反應較弱，對厚度較小的巖體也不能很好區分。

2.2 KT24號勘探線剖面反演結果

對KT24號勘探線剖面進行反演擬合計算（圖2）所采用的數據來源為1∶2000 實測重磁數據，結合地質剖面成果對異常進行綜合解釋。根據在該區采集的巖礦石密度參數統計，最終確定模型反演采用密度參數：輝長巖（ν）密度2.879cm/m3，橄欖輝長巖（σν）密度2.938cm/m3，輝石橄欖巖（φσ）、橄欖輝石巖（ψσφ）密度2.926cm/m3，英安巖密度2.673cm/m3。

圖2 KT24號勘探線重磁聯合反演及地質剖面綜合剖析圖

從磁場上看，北側發育的輝長巖磁性較弱，中部及南部發育的橄欖輝長巖與輝石橄欖巖磁性較強，磁異常區大體反映銅鎳礦體的范圍，磁場極大值基本對應深部的銅鎳礦化體，磁場峰狀異常兩側并不對稱，推斷異常體向北傾；從剩余重力場上看，北側的剩余重力高基本對應發育的輝長巖區，隨著輝長巖的厚度減小，剩余重力值逐漸降低，中部及南部雖對應密度較大的橄欖輝長巖與輝石橄欖巖區，重力場表現為剩余重力值先降低后增加，重磁場的這種特征變化與KT24線勘探剖面反演結果基本一致；反演結果顯示橄欖輝長巖與輝石橄欖巖區厚度減小，及深部發育密度較小的二長花崗巖有關。

通過進行重磁聯合反演，擬合曲線基本重合；該磁異常體其頂部埋深為145.37m，截面積為4356.21m2，異常體延伸長度為400m，體積為1742484m3，異常體走向為NNW，其磁化強度為242×0.001A/m，其剩余密度為3.07g/cm3，該磁異常體為銅鎳礦體，位于橄欖輝石巖內部，礦化體密度大于輝石橄欖巖，呈現局部高重高磁的異常特征。

通過重磁聯合反演及地質剖面綜合剖析圖可以看出，高磁異常對應銅鎳礦體效果較為顯著，該處磁異常強度偏小的原因為銅鎳礦體埋深較大150米左右，ZK2403、ZK2404及ZK2405已經證實。但對礦體及礦化體的區分不是很明顯，同時由于經驗水平對小范圍的銅鎳礦體及礦化體未能推斷出來，例如勘探線中部的I10號小規模的銅鎳礦體未曾推斷出來；對地質體層位推斷有少許偏差，角閃橄欖輝石巖與英安巖地層中間的夾層角閃橄欖輝長巖未曾推斷出來。

3 結論

綜合分析認為，重磁聯合反演對小規模的礦（化）體和厚度較小的巖體反應較弱，但對具一定規模的銅鎳礦體地球物理特征反應十分顯著，應用結果初步建立了勘查區的地質、地球物理模型，重磁聯合反演應用效果良好。