物探磁法在区域地质调查中的应用

童 林

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

磁法勘探在我国从萌芽到大发展，从直接找磁铁矿床发展到普查预测有色、稀有及贵金属矿床。不断提高观测数据的质量，用包含信息量更多的新数据代替老数据，引用新技术，发展数据处理技术和反演方法，对重要金属矿成矿区带进行高精度大比例尺综合航空地球物理勘探，结合地面重力进行地质填图及矿产预测，建立磁测数据库、数据成图、处理及解释推断系统以及建立待找矿产的地球物理－地质综合找矿模式，必将促使磁法勘探有更大的发展。

1 地质概况

1.1 调查区地质

调查区大地构造位置地处华北板块与柴达木-祁连板块交界处，大部分区域处于华北板块，华北古陆西南缘加里东褶皱带，北祁连褶皱带，南边小部分处于柴达木-祁连板块，北祁连早古生代褶皱带，中祁连中间地块。区内地质构造复杂，构造线方向以北西向为主。

调查区内侵入岩较发育，其中以中酸性为主，超基性、基性岩次之，中酸性侵入体分布于不同的构造地质单元。岩石类型复杂，结构多样，区内岩浆活动与板块运动关系密切。

调查区大地构造位置地处秦祁昆造山系（Ⅰ级）、跨越两个Ⅱ级构造单元（北祁连早古生代褶皱带、中祁连中间地块），跨越三个Ⅲ级构造单元(走廊南山地体、托来山地体、中祁连地体)，北邻玉门-酒泉地体，南接南祁连地体。

1.2 调查区矿产资源分布

调查区位于秦祁昆成矿域（Ⅰ级），阿尔金-祁连成矿省（Ⅱ级），北祁连Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag-硫铁矿-石棉成矿带（Ⅲ级）。区内矿产丰富，金属矿产以铁、铜、金为主，其次为铬、铂、钼等；非金属矿产见有石灰岩、硫铁矿、石膏、石棉和煤。

1.3 区域地球物理特征

勘查区地处红口子煤窑-桦树沟-肃南低缓变化磁场区，大致对应于走廊南山岩浆弧构造单元部分，最宽约40km，北西向展布，磁场以平静、低缓变化为主。局部有几处强异常显示，强度在几十钠特左右，最强达100nT～250nT。基本反映出了区内的北西向和北东向断裂构造、具较强磁性体、侵入岩及其火山岩的展布特点。从物性测定结果看，区内磁铁矿及超基性岩磁化率最高，其他岩性如白云岩、砂板岩、灰岩等微磁或基本无磁，构成了本区的背景场。

2 方法原理

2.1 磁测数据取得

本次磁测工作测线布置大致垂直测区主构造走向方向，根据磁测技术要求，磁测工作选用GSM-19T型质子磁力仪，观测参数为地磁场总场强度（T），经日变改正、正常梯度改正、高度改正等计算参数为总磁场的相对异常（ΔT）。

2.2 数据处理

实测△T异常是地下纵、横向磁性变化的叠加反映，通过上述数据处理工作，已初步分离、提取出本次工作目标的各种磁场信息，在此基础上结合地质资料、化探资料、岩石磁性统计资料进行综合分析，才能更好地解决本次工作的地质任务。对磁测数据的处理，依据调查区内地质情况和地球物理条件，选用延拓、方向导数换算、小波分析，对数功率谱分析等方法对原始数据进行处理，以便突出有效信息，压制干扰，提高物探资料解释结果的准确性。

（1）化极处理：将实测△T转化为垂直磁化条件下Za分量，目的是为了减小磁性体△T异常在位置上的偏移现象。

（2）向上延拓：为了区分不同深度磁性体的延展状况，要对磁异常进行 100m、200m、300m、500m、1000m、2000m等高度的向上延拓，并勾绘等值线进行异常形态判别。

（3）方向导数：主要是为了突出局部异常、确定磁性体边界，解译断裂构造，要对磁异常进行0°、45°、90°、135°及垂直方向的求导计算。

3 断裂构造推断

在区域构造研究中，磁异常的地质因素是比较单一的，它主要利用地层、岩体之间磁性差异来推断断裂构造，而这种差异常在磁异常等值线图或剖平图上常形成不同异常特征，我们主要利用异常的不同分布特征来划分断裂构造。主要依据有以下几点：①断裂是异常两侧形成截然不同性质磁场的分界线；②呈线性延伸很大的正异常带和正负相伴的异常带或呈线性分布的串珠状异常带；③若磁性地层与非磁性地层断裂接触，则磁异常两侧均为断裂；④国内学者基本认为对磁异常求方向导数及延拓处理可以得到与构造相关的信息。

4 磁法应用效果

4.1 向上延拓

为区分不同深度磁性体的延展状况，对调查区磁测工作所圈定的磁异常分别进行500m（图1-a）、2000m（图1-b）高度的向上延拓，并勾绘等值线进行异常形态判别。

图1 磁测ΔT向上延拓平面等值线图

向上延拓压制了浅部干扰及浅部磁性体引起的异常，反映出深部岩体空间分布型态。从上延500m等值图可看出，中部带状磁异常区异常较强，反映的是深部岩体空间分布位置；北部零散点状异常区异常消失，说明引起点状异常的磁性体规模较小、延深不大；东北角局部高磁异常区有微弱显示，推测局部地段磁性矿体具有一定延深。

综合分析认为西北部岩体规模较小、延深较浅，东南部岩体规模较大、延深较深，岩体局部地段不连续，与推测的构造断裂带相吻合。

4.2 方向导数

方向导数主要是为了突出异常走向、确定磁性体边界，解译断裂构造，综合分析各方向导数图，0°、45°方向导数反映走向为北西-南东向的磁异常带、构造断裂带，异常带状分布明显、走向清晰，与工作区已知构造断裂走向相一致；90°、135°方向导数反映出北东-南西向的构造分布，与推测的F1、F2、F3断裂带位置、走向相吻合。

图2 调查区磁测ΔT方向导数平面等值线图

4.3 构造断裂划分

通过磁异常分布规律、磁异常垂向二阶导数图、结合地质特征，推测区内存在3条北东向构造断裂，分述如下（图3）。

图3 调查区磁测构造断裂划分图

F1断裂位于测区西北角、ⅠC1异常西北端，两侧磁异常明显扭动、错位，两端延伸出测区。

F2断裂位于测区西部，ⅠC1-1与ⅠC-2磁异常之间，地貌上为-北东向沟谷，长度约3km。从ⅠC1-1与ⅠC1-2磁异常特征分析，两异常形态相似，走向有一定变化，异常轴线明显扭动、错位。

F3断裂位于测区中部，ⅠC1-2与ⅠC3-1磁异常之间，地貌上为-北东向沟谷，长度约3.5km，从ⅠC1-2与ⅠC-1磁异常特征分析，两异常形态相似、走向一致，但异常轴线错位。

5 结语

利用磁异常可以提供直接找矿信息和间接找矿信息：直接找矿信息是依据岩石、矿石的磁性参数，分离异常，寻找矿致异常体、优选可靠靶区；间接找矿信息主要是利用磁异常圈出具磁性的岩浆岩、侵入岩接触带和火山构造，划分岩体的边界，确定火山构造的位置，结合地质、化探异常优选地质体作为找矿目标。另一方面利用磁异常推断的断裂构造结合地质资料选择有利地段的弱磁力高异常进行踏勘检查，综合地质、化探检查结果划分找矿靶区[3]。

6 致谢

本文磁测数据来源于实测，对参加本次工作和数据处理的技术人员表示衷心的感谢。

[1]李远强，北京地质研究所，“物探方法在区域地质调查中的应用”，城市地质2015年01期.

[2]刘天佑，磁法勘探，普通高等教育应用地球物理系列教材，地质出版社.

[3]童林、高会龙等，卡瓦地区高精度磁测工作总结，2016年.