利用不同深度场源磁异常分离的方法解译隐伏岩体

牛宝童

(安徽省地球物理地球化学勘查技术院，合肥 230022)

0 引言

安徽省池州市殷家汇地区属于长江中下游铁铜金成矿带中的安庆—贵池矿集区，区域内矿产资源丰富，已发现或出露的主要有马头铜钼矿、铜山铜矿及桂林郑—黄山岭铅锌多金属矿等[1]。调查区位于贵池背向斜带上，西北及东北端现已探明多个中小型铜铁金矿及多金属矿,表明研究区在区域成矿背景上亦具备有较好的找矿前景[2]。

在以往开展的航磁测量工作中，调查区内亦圈定多个可能与隐伏岩体及侵入性脉岩有关的磁异常[3]。但地面物、化探查证工作程度较低，主要开展过小于1∶5万的区域地质调查及化探测量工作。本文重点利用地面高精度磁法测量成果，分析磁异常特点，剖析与磁异常有关的对应地质体信息，大致圈定侵入性中酸性岩体的位置及范围，为调查区成矿远景区划分及初选找矿靶区提供参考[4]。

1 研究区地质概况

殷家汇地区在地层区划上分属扬子地层区下扬子分区贵池地层小区，区内沉积岩发育，地层层序较全，其中以志留系碎屑岩和三叠系碳酸盐岩分布最广[5](图1)。

区内大地构造单元位于扬子准地台下扬子台坳。按褶皱生成的早晚时序，区域内褶皱可分为印支期和燕山期。印支期褶皱轴向NEE，呈宽缓波状的直立水平褶皱，枢纽起伏变化，构成七都—横北岭复背斜; 燕山期褶皱呈NNE向展布，叠加于七都—横北岭复背斜之上，其规模及影响作用较小。区域内大型复式褶皱内发育大量的小型褶皱，NE向较为发育。

岩浆岩以侵入岩为主，主要形成于印支期和燕山期。印支期侵入岩以中酸性花岗闪长岩为主。燕山早期侵入岩以闪长岩类为主，是区内主要成矿母岩，与铜铁等矿床关系密切； 燕山晚期侵入岩以花岗岩和石英正长岩为主，岩体大多数为中深成岩基，少数为浅成的岩株或岩枝，受NE向断裂控制，与铅锌等矿床关系密切。

矿床主要以矽卡岩型为主[6]，热液型次之。矿床严格受侵入岩体、断裂及地层3因素控制。矿床一般位于岩体与围岩接触带上，多与小型中酸性岩体有关。

1.芜湖组； 2.黄马清组； 3.青龙组； 4.龙潭组、大隆组并层； 5.黄龙组、船山组并层； 6.坟头组、茅山组并层； 7.赤山组； 8.周冲村组、黄马清组并层； 9.栖霞组、孤峰组、武穴组、吴家坪组、大隆组并层； 10.五通组； 11.汤头组、五峰组并层； 12.高家边组； 13.庙坡组、宝塔组并层； 14.仑山组、红花园组、东至组、牯牛隆组并层； 15.南沱组； 16.花岗岩； 17.石英闪长岩； 18.团山组； 19.杨柳岗组； 20.蓝田组、皮园村组并层； 21.石英闪长玢岩； 22.辉石闪长玢岩； 23.实测正断层； 24.实测逆断层； 25.调查区； 26.银矿； 27.铜矿； 28.铁矿； 29.金矿； 30.铅锌矿； 31.铜钼矿； 32.多金属矿

2 岩(矿)石磁性特征

对收集到的池州地区岩(矿)石磁性参数进行统计，其结果如表1所示。由表可见区内岩(矿)石磁性主要具有以下2个特点：

(1)磁铁矿和含铜磁铁矿具有很强的磁性，含钼磁铁矿化透辉石矽卡岩具有强磁性，当这类矿石具有一定规模时，能够形成强磁异常。

(2)不同侵入时期岩体磁性变化范围较大，燕山早期岩体磁性一般较强(如石英闪长岩),印支期岩体次之(如花岗闪长岩),燕山晚期岩体磁性较弱(如花岗岩)。因此，侵入岩能够产生一定强度的磁异常。

此外，根据以往工作结果，区内寒武系灰岩、奥陶系灰岩、志留系砂岩及三叠系灰岩等沉积岩均表现为无磁性。

综上所述，区内沉积岩无磁性，形成大面积的平稳负磁异常； 侵入岩大都具有磁性，能够产生一定强度的磁异常，所以地磁测量对圈定侵入岩体、划分断裂构造效果明显。

表1 岩(矿)石磁性参数统计[3]Tab.1 Statistics of rock (ore) magnetic parameters[3]

3 数据处理及区域磁场特征

3.1 数据处理

地面磁异常为近地表磁性体与深部磁性地质体的综合反映[7]，选取合适的磁异常处理方法，解译磁异常特征，提取异常所反映的地质体信息。化极处理是消除斜磁化的影响，简化磁异常的地质解释[8]。上延处理突出深部大的磁性体的磁场，用于研究深部地质构造及磁性体的垂向变化特征[9]。为了确定局部磁异常的特征，利用不同视深度的上延数据与地面实测数据进行差值计算，实现不同深度场源磁异常分离(层差法)[10]数据处理，以获得能够反映不同深度磁性体的剩余磁异常。对化极处理的地磁数据进行垂向一阶导数的换算，不仅可以把浅部的分辨率提高，还可以消除和减弱异常间的叠加干扰作用,由此来推断地质体的大致位置、埋深并划分局部构造。

在地面磁测数据化极的基础上，对化极数据进行上延处理，局部异常衰减较快，至视深度500 m时，除异常幅值外，异常形态、位置基本不变，此时可以认为该异常场为本区域背景场。以视深度500 m磁场数据为基础，通过对不同深度场源磁异常分离获得的剩余磁异常能够较好地反映本区隐伏地质体及侵入岩脉的磁场特征。为消除近地表磁性体形成异常干扰，本区数据处理中以视深度100 m异常场作为垂向一阶导数换算的依据。

故此，最终采用视深度500 m异常场为背景场提取的剩余磁异常特征及视深度100 m异常场换算的一阶导数磁异常特征作为解释的基本依据。

3.2 区域磁场特征

区域航磁ΔT化极平面等值线图中(图2)，以吴田与徐村之间的负磁异常为分界，区内西北与东南两侧磁场具有明显的分带性。

图2 航磁ΔT化极平面等值线Fig.2 Planar isoline of aeromagnetic ΔT polarize

东南侧NE向磁异常以沿NE向侵入的燕山后期谭山岩体为核心，向NW方向急速下降，磁异常梯度带为岩基的边界。在该异常梯度带边缘位置，研究区内分布有多个形态不规则、走向以NE向或NNE向为主的中酸性侵入岩引起的航磁局部异常。

西北侧吴田以北航磁异常，走向近SN向。异常北侧位置东西两侧各叠加一处局部异常，西侧局部异常近EW向，东侧局部异常NE向。2个不同走向的局部磁异常在中部结合在一起，并向南呈缓梯度延伸，异常形态近似梯形。航磁异常特征显示两岩体在深部可能为一个整体，岩体显然向南倾斜，自北向南埋深逐渐加大，并在深部形成一个较大的岩浆房。

4 岩体圈定及解释

4.1 岩体磁异常特征

对地面实测磁数据进行不同深度场源磁异常分离处理获得局部剩余磁异常，以此局部磁异常作为解释依据，分析调查区磁异常特征。由图3所示，调查区本次工作共筛选出有一定意义的局部剩余磁异常5处。

图3 工区剩余磁异常Fig.3 Residual magnetic anomalies in the work area

(1)1号局部异常位于池州市徐村，似椭圆形NE向异常，异常强度中等，上延处理1 000 m以内该异常均有显示。

(2)2号局部异常位于池州市小丁冲，工作区内异常不完整，异常强度较大，上延后异常范围变化不大。

(3)3号局部异常位于池州市高坦乡西北，为东西两侧两个独立圈闭磁异常组成的低缓异常，西侧磁异常走向NE，东侧异常走向近SN，上延至500 m时两异常结合在一起，并向西南延伸。

(4)4号局部异常带位于牌楼—西边一线，异常形态表现为带状，走向NE向，异常强度中等； 上延至500 m，与1号局部异常构成一弧形磁异常带。

(5)5号局部异常位于水冲—蔡田洞一线，为串珠状组合异常，走向NE向，异常强度较弱； 上延至500 m，异常衰减至不可见。

在视深度100 m磁源ΔT化极垂向一阶导数磁异常图中(图4)，牌楼—西边—徐村一线Ⅰ号带状磁异常弧形展布特征明显，异常走向从西南到北东逐渐变化为NNE向。

图4 化极垂向一阶导数磁异常图Fig.4 Magnetic anomaly map of polarize first vertical derivative

4.2 岩体及脉岩的推断解释

通过对剩余磁异常计算垂向一阶导数确定磁性体范围及位置，推断区内侵入类隐伏、半隐伏岩体及岩脉共计5处，如图5所示。

图5 推测断裂、岩体(磁性体)平面位置分布图Fig.5 Plane locations of the speculative fractures and rock masses (magnetic bodies)

(1)1号推测磁性体。位于池州市徐村，地质上地表出露石英闪长玢岩，区域断裂构造发育。剩余磁异常及垂向导数异常显示该地质体具有一定强度的磁性、较大的下延深度及一定的规模。推断该地质体可能为燕山早期类型侵入岩体，其地表或近地表以岩株产出，而深部可能存在规模较大的岩浆房。

(2)2号推测磁性体。位于池州市小丁冲，地质上地表出露石英闪长岩脉。剩余磁异常及上延处理显示该地质体具有较强的磁性，有一定的下延深度，规模较小。该地质体可能为小丁冲岩体的一部分，为燕山早期类型中浅成岩株。

(3)3号推测磁性体。位于池州市高坦西北部，地表被第四系覆盖，部分区域出露志留系地层。依据剩余磁异常特征及上延处理结果，推断该地质体可能为工作区外沿西南侵入工区内中酸性岩体的一部分。

(4)4号推测磁性体。位于池州市牌楼—西边一线，地表出露地层为志留系。剩余磁异常表现为条带状且具有一定强度的异常特征，为Ⅰ号弧形构造的西南端(图4)。推断该地质体可能为沿NE向断裂侵入的燕山早期类型岩脉，属于东至—青阳线性褶皱带上的局部构造。

(5)5号推测断裂。位于池州市水冲—蔡田洞一线，该位置小断裂较发育，地表有燕山早期石英闪长玢岩岩脉出露。剩余磁异常表现为串珠状、强度较弱的异常特征。推断该地质体可能为沿NE向断裂侵入的燕山早期类型岩脉，且近地表剥蚀严重，属于东至—青阳线性褶皱带上的局部构造。

4.3 成矿有利部位推测

侵入岩体、断裂是区内成矿所具备的2个重要因素。

构造上，区内有色金属矿产的分布主要受EW向、NE向和NNE向断裂控制。区内自北西向南东东流—贵池弧形构造带和东至—青阳线性褶皱带，分别控制并形成了铜、硫、铁矿带和铜、钼、铅、锌矿带。调查区Ⅰ号弧形构造带位于东至—青阳线性褶皱带上，属于成矿有利的局部构造。

侵入岩体在区内具有一定的成矿专属性，燕山期岩体为区内主要成矿母岩。燕山早期中酸性侵入岩特别是在深部存在较大岩浆房的岩体具有重要的控矿作用。Ⅰ号弧形构造带东北端1号推测岩体(徐村岩体)为燕山早期侵入中浅成岩株，其深部可能存在规模较大的岩浆房，具备成矿有利的地质特征条件。

综上所述，推测Ⅰ号弧形构造带为本区成矿的有利位置，具备有寻找金多金属矿的有利因素。

5 结论

(1)本文中所采用的对不同深度场源磁异常分离处理手段提取剩余磁异常能够较好地解译调查区磁异常特征，对剩余磁异常进行一阶导数计算能够较准确地反映区内隐伏岩体位置、形态及大致范围。

(2)依据剩余磁异常及一阶导数计算，推测沿构造侵入的燕山期中酸性岩岩脉及隐伏性岩体共计5处。区内构造以NE向为主。

(3)依据区内控矿要素，推测Ⅰ号弧形构造带为区内主要控矿构造，为本区成矿的有利位置。