高精度磁法测量在庐江县矾山地区寻找隐伏矿的应用

叶 臻

（安徽省地质调查院，安徽 合肥 230000）

工作区是我省重要的铁铜成矿带。以往工作取得了丰富成果，特别是铁矿勘探成果尤其丰富。1957 年至1976 年由地矿部航测大队在庐枞地区进行的1:20 万、1:10 万和1:5 万的航磁测量均以覆盖本区为主。自60 年代初期至2002 年间先后由华东石油勘探局304队、安徽省地矿局物探队、地矿部第一综合物探大队、冶金部物探所先后在庐枞地区开展了1:20 万、1:5 万、1:2 万的重力测量和土壤地球化学测量及各种比例尺的地面磁法测量，放射性测量。其中地矿部第一综合物探大队在庐枞地区工作较为系统，有1:5 万重力测量和土壤地球化学测量工作。近年来，随着泥河铁矿的发现，对该地区又开展了1 ：1 万高精度磁法、1:1万高精度重力面积测量、可控源音频大地电磁测量(CSAMT)）剖面测量等多种物探方法找矿[1]。

1 工区地球物理场特征

从表1 中可以看出，磁铁矿具有强磁性，且以感磁为主，剩磁较小，它与围岩的磁性差异十分明显；而赤铁矿、镜铁矿磁性微弱，在火山岩地区应用磁法寻找这类矿体较为困难；

各类火山岩、侵入岩磁性中等，但很不均匀，同类岩石在不同地段的磁性变化较大；因此，在这类岩性中没有明显的磁性界线。

沉积岩、火山碎屑岩、次生石英岩等一般均为微磁。

表1 岩（矿）石磁性参数统计表

从表2中可以看出，各类岩矿石相比较，密度明显分成三级，铁矿、硫铁矿的密度最高，但其密度变化较大；其次为蚀变矿化岩石，其余各类岩石较低。单从密度值的大小来看，矿与围岩有明显的密度差，当矿具有一定规模时，可引起重力异常。

从表3 中可以看出，区内铁、铜矿的电性特征为高极化率低电阻率，其中磁铁矿、赤铁矿极化率极高，极化率平均达34—37%，电阻率平均300Ω·M ；黄铜矿平均极化率为13%，电阻率稍高，平均达1000Ω·M，区内各种岩石极化率均不高，平均约2%，而其电阻率较高，故它们的电性特征为低极化率高电阻率。

表2 岩（矿）石密度统计表

表3 岩（矿）石电性参数统计表

2 数据处理

本次磁测工作仪器全部采用加拿大生产的GEM-19T 质子磁力仪，仪器性能指标符合设计书规定的灵敏度：＜0.1nT ；分辨率：0.01nT ；绝对精度：±1nT 的要求。① 对ΔT 数据进行五点圆滑和七点圆滑处理，圆滑部分跳点所造成的影响，然后对圆滑后的异常进行化极处理，以使异常极值部位更接近于场源的实际位置。② 为了消除和削弱浅层地质体影响，突出深部场源信息，对剖平面化极异常进行了小波多尺度分解方法，经对比选取分解尺度为三阶。③对部分曲线中较完整、圆滑的异常进行反演处理和初步解释。

由近年来该地区外围布置测量的1:1 万地面高精度磁测成果可以看出，在整个该地区火山岩盆地的边缘和内部均存在有较多的局部异常，局部异常形态各异，幅值高低不同，异常结构也有区别，有独立存在的单个异常，也有赋存在背景场中的二级叠加局部异常或组合异常，且分布显得较为杂乱，但总体上异常呈北东向展布，其次呈近南北向及少数北西向和环形排列的特征，并以正负相间的磁场分布。其中部分异常已经验证存铁矿、铜矿，且一些为大型矿。

本次布设的3 条磁法剖面，有的磁异常曲线较陡，异常值高低分界明显；有的曲线比较平缓，异常相对差值较低。对剖面磁异常进行了高频滤波，化极，计算剩余异常，并从中选择幅值较高且有一定规模的典型磁异常进行地质解、推断。

另外针对异常形态较好、范围较大，幅值较高的部分局部异常进行了反演计算，运行的软件主要是中国地质调查局“重磁电数据处理软件RGIS” 和中国地大MAGS 重磁处理软件。对需要进行反演计算的局部异常进行2.5D 剖面反演，得出局部异常的磁化强度大小和磁源体规模等参数，其结果可对地质体有个大致了解，为进一步深化解译或详查提供参考[2]。

3 反演与解释

以下对测区部分的局部异常按编号进行定性和部分异常的半定量解译：

（1）A 线剖面磁异常。该剖面长度15.51km，位置为庐江县城以东。剖面方位角约为30 度。从该剖面的△T 曲线可以看出，该地区磁异常变化总体缓慢但很有规律，在点号700/A-1300/A 的范围内存在一个异常形态规则，说明该地区可能存在磁性矿物质。在550/A-600/A 之间有一个小磁异常形态，可以作为对象进行研究。化极后异常略向北位移，幅值变化不大。经过小波分解后，可以看出800/A-1300/A范围内的有一个跨度比较大的异常，可能是深部磁性地质体的影响。另外550/A-600/A 内背景值也有隆起。对800/A-1300/A 的磁异常进行2.5D 反演，建立反演模型。给定岩体的磁化强度为1000x10-3A/m，反演模型参数为：岩体顶面埋深800 米，走向长度3000 米，纸面跨度1200 米，磁化倾角为47°。由图1 可知，拟合曲线与实测曲线大致吻合，反应深部了信息。

图1 A 剖面部分异常反演图

（2）B 线剖面磁异常。该剖面长度7.63km，剖面穿过沙溪铜矿区。该剖面磁异常变化非常剧烈，存在若干个异常，极值差很高，在200/B-300/B 之间有一变化剧烈的磁异常，极值差达到800nT 左右，在450/B-750/B 之间，异常曲线更加起伏，该段的磁异常相对背景场较高，而且具有明显的多峰特性。化极后异常略微向北位移。经过小波分解后，550/B-750/B 局部异常明显，可能是表面覆盖的石英正长斑岩和长石石英砂岩所引起。在175/B-275/B 间也存在若干个局部异常和背景异常，恰好反应了该地区的凤台山铁矿区。

对该剖面的300/B-180/B 进行2.5D 反演，建立反演模型（图2）。由图可知建造了2 个反演模型。模型1 ：给定了6000x10-3A/m 的磁化强度，岩体顶部埋深60 米，延剖面跨度300 米，垂直剖面跨度400 米。模型2: 给定了10000x10-3A/m 的磁化强度，岩体顶部埋深120 米，延剖面跨度450 多米，垂直剖面跨度400 米。该地区是凤台山铁矿区，模型可能反映了该地区部分矿体的存在。

图2 B 剖面部分异常反演图

（3）C 线剖面磁异常。该剖面长度为22.43km，为本项目最长的磁法剖面，经过的三个矿区（罗河铁矿、泥河铁矿、杨山铁矿）的点的磁异常得到了印证，化极后异常形态向北位移明显。经过小波分解，1500/C-1900/C 之间的背景异常变化非常大，而1200/C-1400/C 的背景异常曲线较缓。200/C-600/C 间背景异常和该处的局部异常亦很剧烈。

对该剖面经过罗河铁矿区的1640/C-1900/C 段建立2.5D 反演模型（图3）。给定岩体的磁化强度为20000x10-3A/m，模型的顶面埋深为250 米，厚度500 米，延剖面方向长度4400 米，垂直剖面方向长度4000 米。

图3 C 剖面部分异常反演图

4 结论

地面磁测所获得的磁场剖面异常图是地下不同深度、强弱不同的磁性体、断裂构造及岩浆活动的综合反映。分析磁场图中的磁场特征及变化规律，结合地质资料可以研究测区地质构造、划分地层岩性和了解地下不同磁性体的空间分布状态，为地质找矿提供有用信息。但是，由于本次工区范围跨度很大，各剖面所在的位置地层、岩性等不尽相同，单凭通过曲线形状无法确切的判别和推断引起异常的地质体的情况，给物探解释推断带来一定的困难，凭空推断又不合实际情况。故本次磁测更偏向于了解磁性体分布和验证剖面异常的存在，给后期其它地质工作做辅助。