下五河岩群物性参数特征

陆大进，何家国，李玉洁，毛思斌（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031）

下五河岩群物性参数特征

陆大进，何家国，李玉洁，毛思斌
（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031）

物性差异是地球物理勘探前提，物性参数特征是物探方法选择及综合解释的重要依据。《安徽省重要矿集区物性参数集成》系统收集以往物性成果，从测试方法、测试精度、统计方法、岩（矿）石代表性、地质定名的准确性、空间分布合理性等方面进行评价，评价合格的物性参数参与加权统计，对下五河岩群密度、磁化率、天然剩余磁化强度、电阻率、极化率进行补测和集成。以“地质单元”为主线，按五河地区、凤阳地区、李楼地区、怀远地区分别统计五河岩群物性参数，且对不同地区相同岩性进行对比，分析不同地质背景的下五河岩群物性差异，探讨物质成分变化与物性参数变化关系，总结下五河岩群物性变化规律，描述物性特征与区域物探异常关系，并对“地质单元”进行加权统计，为该区地质科研、以往资料综合认识、地球物理勘探提供基础资料。

物性参数;物质成分;物性数据地区差异;物探异常解释

0　引言

下五河岩群物性参数研究执行《岩矿石物性调查技术规程》，适用于重力勘查、磁法勘查、电法勘查等地球物理勘查[1]。

下五河岩群物性参数系统研究很少，近几年开展的地勘项目只是对局部地区岩性进行测试，或对历史资料进行总结引用，没有针对下五河岩群的专门物性工作。

20世纪70、80年代开展一些物性工作，包含部分下五河岩群物性参数，但其引用条件有限，主要表现为：①历史资料受当时的技术条件及认知程度限制，岩矿石物性标本地质单元的代表性、统计样本的代表性、空间分布的代表性都不够，且缺失较多，难以满足生产要求。②历史物性成果单位不统一，不方便引用，要求统一到国际单位：③历史物性资料参数不齐全，密度和磁参数资料较多，电性参数较少，且测试方法不统一，测试精度差异较大。④历史岩（矿）石物性数据离散性较大，岩（矿）石代表性、定名准确性[2～3]、测试方法及测试精度等都存在问题。

随着五河岩群认识程度提高，地层年代划分更加科学，测试分析[1，4~5]手段的改进能准确的反映岩石组成成分。开展五河岩群物性参数研究时机成熟。

下五河岩群物性参数研究是以地层年代为主线划分岩性[2~4]，以“岩性段”、“地质单元”为基本统计单位，克服以往岩（矿）石的“地质年代”归类不清楚问题，从岩矿成分差异分析变质岩物性差异，并进行“地质单元”加权统计，从而更好的解释物探异常[6]。

1　下五河岩群地质特征

五河位于中朝准地台（Ⅰ级）淮河台坳（Ⅱ级）的蚌埠隆起（Ⅲ级）东端[6]，蚌埠隆起与郯庐大断裂交汇处。下五河岩群地层详见表1。

2　采样及参数统计

物性采样分五河地区、凤阳地区、李楼地区、怀远地区（图1）。

物性统计按“地质单元”、“岩性段”为主线，采用算术平均值P算术平均为背景异常值，标准偏差u2为滤波窗口，窗口以外的数据从野外采样至室内测定等工作环节进行检查、复测，舍去不具代表性数据，其结果重新统计，实测数据统计见表2～4。

峰山里岩组片麻岩类密度高、磁弱高、高阻、高极化；混合岩化类密度偏低、弱磁、高阻、低极化；大理岩类标本块数偏少，其密度次高、中等阻值。磁化率、极化率与其裂隙发育程度有关。

庄子里岩组片麻岩类密度高、磁高、高阻、高极化；混合岩化类密度低、弱磁、次高阻、极化率偏高；大理岩类密度中等、中等阻值。

表1　下五河岩群地层表Table 1 Stratigraphic table of the Lower Wuhe（rock）Group

图1　下五河岩群钻孔物性采样示意图Fig.1 Physical property sampling by drilling in the Lower Wuhe（rock） Group

表2　下五河岩群峰山里岩岩组岩（矿）石物性统计表Table 2 Physical property statistics of the Fengshanli Formation rocks （ores） of the Lower Wuhe （rock）Group

下五河岩群密度整体较高，磁相对高，是引起蚌埠隆起近东西向重力高、磁相对高的主要因素。峰山里岩组密度高、磁相对低，对应蚌埠隆起南侧局部重力高、磁相对低。

3　不同地区物性差异

凤阳地区、李楼地区、怀远地区处于近东西向蚌埠复式背斜上，五河地区太古代推覆体远离此带。表6～表10为分区主要岩（矿）石物性对比表：

西堌堆岩组片麻岩类密度、磁化率、电阻率、极化率明显降低；角闪岩类密度高、磁次高、阻值中等偏低、低极化；混合岩化类密度、磁性、阻值都为中等，低极化。

对下五河岩群变质岩物性参数排序进行归纳：

密度升序：混合岩类－大理岩类－片麻岩类－角闪岩类；

磁化率升序：大理岩类－混合岩类－片麻岩类－角闪岩类；

电阻率升序：大理岩类－混合岩类－片麻岩类－角闪岩类；

极化率升序：大理岩类－混合岩类－角闪岩类－片麻岩类。

变质岩类岩矿石成分呈渐变趋势，物性参数亦呈渐变趋势。矿体标本极化率高，其次广泛分布的片麻岩极化率也相对高；角闪岩类、片麻岩类高密度、高磁，往往是引起重磁异常的主因。混合岩类、大理岩类密度、磁化率相对低，是本区重、磁局部低异常的主因。

实测数据与评价后的历史数据以块数为权重进行加权统计，得出“岩性段”加权统计数值数值，再将“地质单元”中各岩性段的厚度与该单元总厚度的比值为权重进行加权统计（表5）。

表3　下五河岩群庄子里岩组岩（矿）石物性统计表Table 3 Physical property statistics of the Zhuangzili Formation rocks （ores） of the Lower Wuhe （rock）Group

表4　下五河岩群西堌堆岩组岩（矿）石物性统计表Table 4 Physical property statistics of the Xigudui Formation rocks （ores） of the Lower Wuhe （rock）Group

表5　地质单元加权平均物性统计表Table 5 Statistics of weighted mean physical properties of geological unit

（1）密度递增方向（表6）：混合岩－斜长片麻岩－黑云母斜长片麻岩－混合岩化斜长片麻岩－角闪斜长片麻岩－斜长角闪片麻岩－斜长角闪岩－角闪岩；单位：103kg/m3。

五河地区岩矿石密度普遍小于其他三个地区，五河太古代推覆体受郯庐断裂带影响较大，五河地区偏酸性的岩浆活动广泛，同时构造活动强烈，影响岩矿石的孔隙度，使得五河地区岩矿石密度普遍偏低。

（2）磁化率（表7）：李楼地区、怀远地区磁化率较高，都有明显的航磁异常，钻孔验证航磁异常为斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩引起，且磁铁矿化明显，伴有少量黄铁矿化。两区都处在蚌埠岩体边缘，热液活动形成磁性体富集。单位：10-5SI(κ)

（3）电阻率（表8）：五河地区整体电阻率要低于其他地区。以斜长角闪岩比较：李楼地区阻值最低，其磁铁矿化程度高；五河地区次之，构造运动强烈，岩矿石孔隙度相对高。斜长角闪片麻岩比较，五河最低，李楼最高。单位：Ω·m

（4）极化率：整体比较五河地区极化率最低，怀远地区最高，反映怀远地区硫化物高于其他地区，硫化物活动由强至弱顺序：怀远地区-李楼地区-凤阳地区-五河地区。单位：%

（5）剩余磁化强度：整体比较五河地区剩余磁化强度最高，剩余磁化强度由强至弱顺序：五河地区－凤阳地区－怀远地区－李楼地区。李楼地区后期经历磁富集过程，其磁化率较高，而五河地区磁富集过程相对较少，其剩磁较高，磁化率相对低。单位：10-3A/m

表6　下五河岩群密度分区统计对比表Table 6 Statistic comparison of density zoning in the Lower Wuhe（rock）Group

表7　下五河岩群磁化率分区统计对比表Table 7 Statistic comparison of magnetic susceptibility zoning in the Lower Wuhe（rock）Group

表8　下五河岩群电阻率分区统计对比表Table 8 Statistic comparison of resistivity zoning in the Lower Wuhe（rock） Group

4　结论

五河岩群变质岩物性参数排序，反映物质成分变化影响物性参数。不同地质背景影响岩（矿）石结构、成分，从而引起物性参数变化。

五河岩群整体物性特征：密度高、弱磁高、高阻、极化率偏高；峰山里岩组物性偏离值较大，其密度、电阻率、极化率高于五河岩群均值，磁化率较低。

物性参数变化是方法选择、综合解释的重要依据：相对于新生代、中生代，重磁方法可以有效区分五河岩群，区域重磁异常显示，近东西向蚌埠隆起表现为重力高、高磁背景。

电法也是有效勘探方法之一，需要注意的是：①五河岩群片麻岩类极化率整体偏高，但其小于矿（化）体极化率；②五河地区电阻率、极化率整体偏低，提取异常难度相对较大；③大理岩类裂隙发育，其阻值降低、极化率上升；④裂隙发育的混合岩类极化率偏高。

表9　下五河岩群极化率分区统计对比表Table 9 Statistic comparison of polarizability zoning in the Lower Wuhe （rock）Group

表10　下五河岩群剩余磁化强度分区统计对比表Table 10 Statistic comparison of residual magnetizing intensity zoning in the Lower Wuhe（rock）Group

[1]中国地质调查局地质调查.岩矿石物性调查技术规程[S].2006.

[2]安徽省地质矿产局.安徽省区域地质志[M].北京:地质出版社，1987.

[3]李玉发，姜立富，等.安徽省岩石地层[M].武汉：中国地质大学出版社，1997.

[4]言会，李磊，等.江西省区域岩石物性数据手册[S].北京:地质出版社，2007.

[5]中国地质调查局地质调查.古地磁测试技术要求[S].2006.

[6]国土资源部矿产资源储量评审中心.固体矿产勘查地质图件规范图式[S].北京:地质出版社，2009.

feAtureS of PhySiCAl ProPerty PArAmeterS of the loWer Wuhe( roCK) GrouP

lu da-jin, he Jia-guo, li yu-jie, mAo Si-bin
(Institute of Exploration Technology of Anhui Province, Hefei, Anhui 230031, China)

Physical property difference is precondition of geophysical prospecting, and physical property parameters are major basis for selection of a geophysical prospecting method and comprehensive interpretation. A Collection of Physical Property Parameters of Major Ore Concentration Areas in Anhui Province systematically collected previous work results on physical property, made an evaluation in terms of testing method, testing precision, rock and ore representativeness, accuracy of geological naming and reasonability of spatial distribution, put qualified physical property parameters in weighted statistics, made additional measurement and integration of density, magnetic susceptibility, natural residual magnetization intensity, resistivity and polarizability. With “geological unit” as the main line, this paper made statistics of physical property parameters of the Wuhe (rock) Group respectively from the Wuhe, Fengyang, Lilou and Huaiyuan areas, made comparison of properties of same rocks in different areas, analyzed differences in physical properties of the group in different geological settings, discussed the relationship between the change in material composition and the change in physical property, summarized the changing law of physical property of the group, described the relation between physical property features and regional geophysical anomaly, and made weighted statistics of “geological unit”, providing basic information for geoscientific research, comprehensive understanding of previous data, and geophysical prospecting.

physical property parameter; material composition; regional difference in physical property data; geophysical anomaly interpretation

P631. 2

A

1005－6157（2016）01－049－5

2015-11-06

陆大进（1966-），男，安徽枞阳人，高级工程师，现主要从事地球物理探矿工作。