浅析重力场对侵入岩体划分的应用

李敏敏，甘之翔，张 艺

（新疆地矿局第一区域地质调查大队，新疆 乌鲁木齐 830001）

1 侵入岩体的划分标志

由于不同性质的岩浆岩其物性特征差异较大，根据物性资料，结合普查区的地质情况，初步圈定了岩浆岩体的分布特征，总结归纳了岩浆岩体定性解释的重力场标志。

1.1 普查区侵入岩体的地质—地球物理模型

具有一定规模的中酸性岩体（花岗闪长岩为主），以石炭系、侏罗系、新近系地层为围岩，多表现为局部重力高异常；具有一定规模的酸性岩体（包括花岗岩、钾长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩等），无论围岩为何种地层，多表现为局部低重力异常；具有一定规模的超基性、基性及部分中性岩体（包括辉长岩、辉绿岩等），大多表现为局部重力高异常，但断裂附近的超基性岩有所不同，随着风化程度的加深，异常特征逐渐转变为低重力异常。

根据以上地质-地球物理模型，可大致判断引起重力异常的地质因素是否与各期次侵入的岩体有关，并辅助判定其岩性特征。

1.2 岩体产状的推断解释标志

岩体的产状一般指岩体的形态，中心位置埋深、倾向等。根据异常的幅值、中心位置、形态、梯级带变化及上延不同高度垂向二次导数零值线位置等定性确定岩体产状。局部异常梯度最大处，垂向二次导数零值线基本反映了岩体在地表的投影边界；局部异常的中心位置一般是岩体的侵入中心或岩浆通道；局部异常的梯度大小、等值线疏密以及不同高度、垂向二次导数零值线位移，大体反映了岩体的倾向。

2 侵入岩体的分布特征

2.1 侵入岩平面分布特征

利用布格重力垂向二阶导数圈定侵入岩体边界，结合布格重力及地质信息判别岩性，对主要岩体出露区及第四系覆盖区进步对本区侵入岩的分布进行了划分。西南部第四系覆盖及中部地层下有大面积隐伏的中酸性岩体分布，中南部地层下主要分布隐伏的基性-超基性岩体，而东南部分布酸性、中酸性及基性岩体。

2.2 侵入岩深部分布特征

应用切割法求取不同深度的剩余异常很好的反映了普查区规模较大岩体的空间分布特征，图1，为不同视角普查区的不同切割层位（1-10）的空间剩余重力异常立体图。随切割层数的增加（切割深度1层=100米），本区东南部克孜尔卡拉萨依岩体的剩余重力异常逐渐增大，异常中心逐渐向西南偏移，说明该岩体由北向南厚度逐渐增加，在测区东部出露，切割10层时（即超过1000米）时仍有较强的重力异常显示，表明该岩体的深度大于1000米；西南部的康古尔塔格岩体在第6层时重力剩余值已经变化不大，说明该岩体规模较小；东南部基性-超基性岩体由于在康古尔塔格东部的洼地中，且风化程度较高，剩余重力高异常值整体反映较弱，在第4层时重力剩余值已经变化不大，说明该岩体的规模较小。

图1 不同深度剩余重力异常立体图

3 局部侵入岩体的推断解释

3.1 晚泥盆世侵入岩区（克孜尔卡拉萨依岩体）

该侵入岩位于普查区东南部康古尔塔格以东的广大低山丘陵地带，向东、向南延入邻幅，普查区仅见该岩体的西北角。围岩蚀变均为角岩化，且在岩体边部多见地层残留体。

在布格重力场中晚泥盆世花岗闪长岩对应西部布格重力高异常区，等值线分布较为凌乱，多处发生各向的同向扭曲，异常中心极大值为0.74×10-5m/s2；剩余重力场表现为G2017-14剩余重力高异常，呈长条状北西向展布，长轴长约7.1千米，短轴长约2.5千米，等值线分布较为凌乱，局部发生同向扭曲，物性密度统计表明，花岗闪长岩平均密度为2.713 g/cm3；中－上奥陶统大柳沟组平均密度为2.653 g/cm3；花岗闪长岩与围岩存在近乎0.06g/cm3的密度差，以剩余重力高异常边部为界线圈定，初步认为晚泥盆世花岗闪长岩应向西向南外扩，隐伏于中－上奥陶统大柳沟组地层之下，略大于地质认识的范围。

在布格重力场中晚泥盆世辉绿岩、辉长辉绿岩对应北部布格重力高异常区，等值线分布较为凌乱，多处发生各向的同向扭曲，异常中心极大值为-0.47×10-5m/s2；剩余重力场表现为G2017-16剩余重力高异常，长轴长约7.5千米，短轴长约3.4千米，等值线分布较为凌乱，局部发生同向扭曲，物性密度统计表明，辉绿岩、辉长辉绿岩平均密度为2.835g/cm3；与围岩存在0.18g/cm3的密度差，以剩余重力高异常边部为界线圈定，初步认为晚泥盆世辉绿岩、辉长辉绿岩应向南外扩，范围较大，隐伏于渐-中新统桃树园组地层之下。

在布格重力场中晚泥盆世正长花岗岩对应中部的布格重力低异常区，等值线分布较为宽缓，同向扭曲程度较弱，剩余重力场表现为L2017-15（丁）剩余重力低异常，异常特征明显，长轴长约7.8千米，短轴长约3.2千米，等值线分布较为宽缓，局部发生同向扭曲，物性密度统计表明，正长花岗岩平均密度为2.604g/cm3，与围岩存在近乎0.049g/cm3的密度差，以剩余重力低异常边部为界线圈定，初步认为晚泥盆世正长花岗岩北侧向下延伸较浅，往南向下具有一定的延深。

在1:5万布格重力及剩余重力图中切取了一条剖面，剖面方向28度，长约9480米，由南往北布格重力值△gB呈阶梯状逐渐增加，剩余重力△gr曲线上下浮动变化大，幅值在-1×10-5m/s2至1×10-5m/s2之间变化， 0-200米地表出露中-上奥陶统大柳沟组地层，剩余重力值△gr呈减小趋势，200-9000米地表出露晚石炭世正长花岗岩，剩余重力△gr曲线200-6000米之间变化不大，表现为L2017-15（丁）剩余重力低异常，但曲线在6000-9480米之间呈明显上升趋势，变化幅度大，在8080米处达到极值0.867×10-5m/s2，表现为G2017-16（乙1）剩余重力高异常，通过对剩余重力值△gr进行100米、200米、300米、500米及1000米的向上延拓，发现经过各个高度上延的△gr曲线变化趋势依旧明显，在9000米-9480米之间地表出露晚石炭世辉绿岩及辉长岩，因此推断在曲线6000米之后的晚石炭世正长花岗岩之下，可能有隐伏的基性-超基性岩体，故对162线剖面进行反演，结果如下。

图2 重力162线剖面剩余重力异常拟合曲线及反演模型图

根据项目在该区采测的地层岩石密度统计，最终确定模型反演采用密度参数：中-上奥陶统大柳沟组密度2.765 g/cm3，晚石炭世正长花岗岩密度2.604 g/cm3，晚石炭世辉绿岩密度2.835 g/cm3，采用二度半正演拟合，结合地质认识从拟合结果来看（如图2），L2017-15（丁）剩余重力低异常推测为酸性岩体与围岩地层的综合反映，岩体总体向北缓倾，向下延伸不超过200米，具有南北宽、中部窄的近似长条状的展布特征；G2017-16（乙1）剩余重力高异常推测为基性-超基性岩体侵入围岩地层的综合反映，岩体总体向北缓倾，向下延伸超200米，具有南部窄，中部宽的长条状展布特征。

3.2 晚石炭世侵入岩（康古尔塔格岩体）

在布格重力场中晚石炭世花岗闪长岩对应西部布格重力高异常区，位于重力梯度带边部，等值线分布较为凌乱，多处发生各向的同向扭曲，异常中心极大值为4.36×10-5m/s2；剩余重力场表现为G2017-1（甲2）剩余重力高异常，呈长条状北西向展布，长轴长约10.5千米，短轴长约2.5千米，等值线发生同向扭曲，物性密度统计表明，花岗闪长岩平均密度为2.713 g/cm3；下石炭统小热泉子组平均密度为2.683 g/cm3；花岗闪长岩与围岩存在近乎0.032g/cm3的密度差，以剩余重力高异常边部为界线圈定，初步认为晚石炭世花岗闪长岩北部边界应向北外扩展，略大于较地质认识的范围。

在布格重力场中晚石炭二长花岗岩对应东部布格重力中-高异常区，位于重力梯度带中，等值线多处发生各向的同向扭曲，剩余重力场表现为L2017-2（丙）及其它多个剩余重力低异常，等值线分布较为凌乱，局部发生同向扭曲，物性密度统计表明，二长花岗岩平均密度为2.604 g/cm3；下石炭统小热泉子组平均密度为2.683 g/cm3；二长花岗岩与围岩存在近乎0.077g/cm3的密度差，以剩余重力低异常边部为界线圈定，初步圈定了康古尔塔格岩体中二长花岗岩的分布范围。

3.3 中二叠世侵入岩（康东侵入岩单元）

区内的二叠世侵入岩主要为基性-超基性侵入岩，主要分布于康古尔塔格东部的洼地中，岩体在普查区内侵入的地层为上石炭统底坎尔组。

在推断的中二叠世辉长岩的范围内，异常位于重力梯度带内，布格重力异常等值线多处发生各向的同向扭曲，剩余重力场对应G2017-11（乙2）及G2017-13（乙1）号剩余重力高异常，物性密度统计表明，辉长岩平均密度为2.886g/cm3；与围岩存在0.21g/cm3的密度差，以剩余重力高异常边部为界线圈定，初步推断了二叠世辉长岩的基本范围，在上延500米之后，异常特征还是较为明显，说明地质体向下有一定的延深。

4 结语

综上所述，重力勘探作为地球物理勘探中重要的勘探手段，通过重力场特征分析，对该区侵入岩体在平面及空间位置的分布有了更近一步的了解，对地质填图工作具有指导意义，为今后该区的地球物理勘探提供了依据。