1∶2.5万高精度航磁在圈定河北某半隐伏岩体上的应用

魏云飞,柴 泉,张云鹏

(河北省地质调查院，河北 石家庄 050081)

1 引 言

航空磁测不仅是寻找铁矿的基础工作，在基础地质调查方面同样有很大作用，尤其是在磁性岩体的圈定、地质构造的研究上，起着非常重要的作用[1,2]。2010年起，河北省开展全省山区1∶2.5万高精度航空磁测工作，该次航测线距小、测点密、飞行高度低、精度高，提供了数十倍于以往的航磁数据量。测量数据经过一系列的处理、成图后，为后期的找矿勘查和基础地质研究提供了详实的基本资料。

图1 河北省阜平县某岩体航磁及化极后、垂向一阶导数、二阶导数ΔT等值线平面Fig.1 Contour plan of aeromagnetic and polarized, vertical first derivative and second derivative ΔT of a rock mass in Fuping county, Hebei province

在对航空磁测资料的研究过程中，发现除了磁铁矿可以引起明显的航磁异常外，岩浆岩也可以引起一定规模和强度的航磁异常。这些航磁异常一般为正异常，而且随着岩性由酸性至超基性的变化，磁异常的强度也逐渐增强，有时甚至与磁铁矿产生的异常强度相当，成为寻找磁铁矿的干扰异常。可以根据磁异常的分布及强度，结合当地地质特征，来进行岩体范围的推断和岩性划分，尤其是在推断隐伏、半隐伏岩体上，起到非常大的作用[3-7]。

2 应用实例

2.1 航磁异常特征及数据处理

在1∶2.5万航磁ΔT等值线平面图上，河北省阜平县境内，有一处负背景异常场上的较大规模的正航磁异常，磁异常整体呈近圆状，直径约10 km。磁异常局部高值区多位于区域异常的边部，形成近圆环状的高值区带，圆环南窄北宽，宽度有2～4 km，圆环内有数十处局部异常，形态多呈近椭圆状、长椭圆状，走向不固定，以北东、北西向为多，航磁异常强度一般在200～1 000 nT之间，强度最高达到1 008 nT。在区域异常的近中心部位，尚有一规模较小的圆形高值异常区，直径约2 km，另有少部分高值局部异常位于圆形的中部偏南位置，磁异常强度较低，为200～300 nT左右，整体形成了由内至外高-低-高的磁异常特征。磁异常梯度在背景场区为150 nT/km左右，在异常区则迅速增大为600～1 500 nT/km。航磁异常具体形态及强度参见图1。

由于航磁测量的数据为ΔT，为磁总场的矢量和数据，在推断解释过程中受到斜磁化的影响比较严重，所以解释时一般都需进行数据化极处理。经过化极后，磁异常整体有明显的向北偏移，但形态基本没有大的变化，仍然为圆环状。磁异常的强度和梯度方面，南侧的异常无明显变化，而北侧异常的强度和梯度却有明显的增大(图1)。为了进一步确定岩体的边界，还将数据进行了化极后垂向一阶导数、二阶导数处理，这两种数据处理效果都是突出浅部磁性地质体的影响，分解横向叠加异常，提高异常的水平分辨率，从而更能准确反映岩体的边界[1-8]。

2.2 地质及物性参数特征

经过实地地质调查，发现航磁异常高值区与中生代的中酸性岩体相对应 (图2)。外围的地层主要以太古代变质岩为主[9-16]。实测岩石标本磁参数见表1。

1-坊里片麻岩:黑云斜长片麻岩；2-弱磁性-中强磁性斑状二长花岗岩；3-中弱磁性石英二长岩；4-中等磁性 -强磁性石英闪长岩；5-推断地质界线；6-推断断裂构造；7-地质体磁化强度(×10-2 A/m)图2 I-I′图切剖面反演推断解释Fig.2 Interpretation of I-I′ cut section inversion inference

表1 岩石标本磁性参数Table 1 Magnetic parameters of rock samples

变质岩基本无磁性或弱磁性，只有宋家口岩组局部含有一定量的磁铁矿物富集，引起的磁异常一般为条带状。而与高磁异常对应较好的石英闪长岩，理论上最高可引起高达两千余纳特的异常(54 000×11 460×10-5/2)，与实际测量数值(最高1 008 nT)能够对应；位于异常中心的斑状二长花岗岩磁性稍弱，能够引起数百纳特的异常，符合实际测量的磁异常数值(388 nT)；低异常环区对应的二长花岗岩、石英二长岩为弱磁，相对于石英闪长岩和斑状二长花岗岩来说磁性较弱，故产生了低异常区。

2.3 推断解释成果

以航磁异常化极等值线(图1)基础，结合当地地质及岩石物性情况，推断此岩体岩性由内到外分别为弱磁性-中强磁性斑状二长花岗岩变为中弱磁性石英二长岩再变为中等磁性-强磁性石英闪长岩。以航磁ΔT化极图中的不同色区来大概表示各岩性岩体的范围(深红-浅红-深红)，一般的来说，地质体边界为化极异常图的梯度带位置，为了进一步精确边界位置，采用垂向一阶、垂向二阶导数的数据处理方法。

为进一步验证推断成果，在航磁异常等值线平面图上截取了一条剖面进行反演拟合(图1)，剖面近南北向，穿过了主要几处异常，有一定的代表性。各地质体采用的磁性参数M，均在理论计算值之内。以石英闪长岩为例，计算得出其磁化强度为(100～600)×10-2A/m，反演过程中使用的参数为(200～400)×10-2A/m。通过剖面反演，得出的岩性推断结果与平面图基本一致，岩体边界与垂向一阶导数平面图上显示的边界位置基本一致。

经过推断解释，绘制了推断解释图(图3)。与填图岩体范围相比较，航磁推断的岩体面积要大很多，尤其是石英闪长岩的范围，推断岩体除了地表出露部分，有相当大的部分呈隐伏状，而且表面上看起来独立的两个岩体，其实在地下是相连的。高精度的航空磁测，提高了推断地质体的分辨率，使磁性体边界在细节方面有了更详细的展现。最近在此岩体发现多金属矿化，成矿部位多与岩体边界关系密切，更加详尽的岩体边界的推断，对于指导下一步地质工作的布置，能提供很大的帮助。

1-岗南片麻岩:磁铁角闪二长花岗片麻岩；2-坊里片麻岩:黑云斜长片麻岩；3-宋家口岩组:上部白云岩大理岩、 变粒岩,中部钙硅碳酸岩夹变粒岩,黑云钾长片麻岩,斜长角闪岩,下部为浅粒岩；4-元坊岩组:黑云斜长片麻岩、 黑云斜长变粒岩,角闪变粒岩；5-斑状二长花岗岩；6-中粒二长花岗岩；7-花岗闪长岩；8-石英二长闪长岩； 9-石英闪长岩；10-辉石闪长岩；11-弱磁性—中强磁性斑状二长花岗岩；12-中弱磁性石英二长岩；13-中等 磁性—强磁性石英闪长岩；14-推断断裂构造图3 河北省阜平县某岩体地质填图与航磁推断对比Fig.3 Comparison of geological mapping and aeromagnetic inference of a rock mass in Fuping county, Hebei province

3 结 语

本次研究通过对应用大比例尺高精度航空磁测推测磁性岩体，得出以下认识：

航空磁测数据的应用范围十分广泛，不仅仅应用于铁矿勘查，在基础地质勘查方面，也可以提供很大的帮助，尤其是在圈定隐伏、半隐伏的磁性岩体和构造方面，有着相当重要的作用。高精度的航磁有着更高的分辨率，可对磁性地质体进行更高精度的划分和圈定，把磁性地质体的形态更详细地展现出来，使得下一步地质工作布置更加得心应手。航磁资料用来推断地质体时，需要进行一定的数据处理，以消除斜磁化、磁场发散等现象产生的干扰，必要时需进行化极、上下延拓、垂向导数等数据处理。