‘壹’ 磁力测量
在该区进行1:50000比例尺航空磁测时发现近东西向分布的长条形异常,编号为新C-77-42号异常,△Tmax+=610nT,中部异常长约4km,宽约1km。(见图10-2)对该异常进行地面检查,地表见到基性-超基性岩体。
图10-2黄山地区航磁异常△T等值线平面图(根据地矿部航空物探大队资料,1977)
1—正磁场(nT);2—负磁场(nT);3—磁场零值线;4—磁异常编号;5—剖面线
根据航磁异常地面检查结果,开展了1:1万比例尺地面磁测。地面磁测结果,航磁异常分解成四个小异常(见图10-3)。异常分布大体以146线为界,东部两个,西部两个。西部异常较大,东部较小。异常比较复杂,总的强度不大,属中等强度,△Z最高2800nT,一般200—800nT。异常曲线变化较大,成剧烈锯齿状变化(见图10-4),北部出现负异常。西部两个异常地表出露为辉石岩、橄榄岩。东部两个异常一个地表出露为辉长岩,另一个较平缓的低弱异常地表为粉砂岩。
图10-3黄山岩体△Z异常图(据新疆地矿局第六地质大队物探分队资料,1985)
1—正磁场(nT);2一负磁场(nT);3—磁场零值线;4—测线
图10-4黄山地区布格重力异常平面图
1—重力异常等值线(10-5m/s2);2—铜镍矿床
根据磁异常特征和地表出露的岩石分析,认为西部为岩体的主体部分,东部岩体小,主要为辉长岩,最东部的平缓弱异常,推断是隐伏岩体引起。从岩石磁性测定结果,橄榄岩磁性强,辉长岩磁性弱。将地面磁测资料与岩石磁性测定和化探资料进行对比,可以看出四个小异常都是一个基性-超基性岩体引起,磁异常的强弱反映岩体中组成的岩石类型不同。
图10-5黄山岩体重力剩余异常综合平面图
1—岩体编号;2—橄榄岩相;3—辉石岩相;4—辉长闪长岩相;5—中石炭统角斑岩、细质玢岩、含碳变余粉砂岩;6—岩相界线;7—钻孔及编号;8—重力异常等值线(10-5m/s2);9—重力剩余异常编号;10—点号/线号;11—矿体水平投影位置
值得指出的是西部异常中磁异常宽度大于地表出露的岩体,部分异常地表出露为细碧玢岩和石英角斑岩,对于这部分异常产生的原因,当时有两种意见,一种认为是地表出露的细碧玢岩和石英角斑岩具有磁性,它引起的磁异常与岩体的磁异常无法区分,构成利用地面磁测结果划分岩体边界的一种干扰。另一种认为是地表出露的细碧玢岩和石英角斑岩下存在岩体,磁异常是细碧玢岩,石英角斑岩下的岩体引起,同时说明岩体是向南倾斜的。经过重力测量后,由于重力异常与磁力异常位置基本一致,说明磁异常是由细碧玢岩、石英角斑岩下的基性-超基性岩体引起,后经钻探工程验证,在细碧玢岩下见到超基性岩体(见图10-5)。
‘贰’ 重力异常的识别
(一)异常特征的描述
对于一幅重力异常图,首先要注意观察异常的特征。在平面等值线图上,异常特征主要是指区域性异常的走向及其变化,从东到西(从南到北)异常变化的幅度有多大;区域性重力梯级带的方向、延伸长度、平均水平梯度和最大水平梯度值等。对局部异常来说,主要指的是异常的弯曲和圈闭情况,对圈闭状异常应描述其基本形状,如等轴状、长轴状或狭长带状;是重力高还是重力低;重力高、低的分布特点;异常的走向(指长轴方向)及其变化;异常的幅值大小及其变化等。在综合分析区域异常与局部异常基本特征后,有可能根据异常特征的不同将工区划分成若干小区,以供下一步作较深入的分析研究。
在重力异常剖面图上,应注意异常曲线上升或下降的规律,异常曲线幅值的大小,区域异常的大致形态与平均变化率,局部异常极大值或极小值的幅度、所在位置等。
(二)典型局部重力异常的可能解释
由于不同的地质因素往往会在重力异常平面等值线图上或剖面图上引起相似的异常特征,因此根据某一局部异常来判定它是由什么地质因素引起,常常是不容易的。为此,有必要结合地质资料或其他物探解释成果进行综合解释。下面仅叙述常见的几种局部异常与可能反映的地质因素的对应关系,供作地质解释时参考。
1.等轴状重力高
基本特征:重力异常等值线圈闭成圆形或接近圆形,异常值中心部分高,四周低,有极大值点。
相对应的规则几何形体:剩余密度为正值的均匀球体,铅直圆柱体,水平截面接近正多边形的铅直棱柱体等。
可能反映的地质因素:囊状、巢状、透镜体状的致密金属矿体,如铬铁矿、铁矿、铜矿等;中基性岩浆(密度较高)的侵入体,形成岩株状,穿插在较低密度的岩体或地层中;高密度岩层形成的穹窿、短轴背斜等;松散沉积物下面的基岩(密度较高)局部隆起;低密度岩层形成的向斜或凹陷内充填了高密度的岩体,如砾石等。
2.等轴状重力低
基本特征:重力异常等值线圈闭成圆形或近于圆形,异常值中心低,四周高,有极小值点。
相对应的规则几何形体:剩余密度为负的均匀球体,铅直圆柱体,水平截面接近正多边形的铅直棱柱体等。
可能反映的地质因素:岩丘构造或盆地中岩层加厚的地段;酸性岩浆(密度较低)侵入体,侵入在密度较高的地层中;高密度岩层形成的短轴向斜;古老岩系地层中存在巨大的溶洞;新生界松散沉积物的局部加厚地段。
3.条带状重力高(重力高带)
基本特征:重力异常等值线延伸很大或闭合成条带状,等值线的中心高,两侧低,存在极大值线。
相对应的规则几何形体:剩余密度为正的水平圆柱体、棱柱体和脉状体等。
可能反映的地质因素:高密度岩性带或金属矿带;中基性侵入岩形成的岩墙或岩脉穿插在较低密度的岩石或地层中;高密度岩层形成的长轴背斜、长桓、地下的古潜山带、地垒等;地下的古河道为高密度的砾石所充填。
4.条带状重力低(重力低带)
基本特征:重力异常等值线延伸很大,或闭合成条带状,等值线的值中心低,两侧高,存在极小值线。
相对应的规则几何形体:剩余密度为负的水平圆柱体,棱柱体和脉状体等。
可能反映的地质因素:低密度的岩性带,或非金属矿带;酸性侵入体形成的岩墙或岩脉穿插在较高密度的岩石或地层中;高密度岩层形成的长轴向斜、地堑等;充填新生界松散沉积物的地下河床。
5.重力梯级带
基本特征:重力异常等值线分布密集,异常值向某个方向单调上升或下降。
相对应的规则几何形体:垂直或倾斜台阶。
可能反映的地质因素:垂直或倾斜断层、断裂带、破碎带;具有不同密度的岩体的陡直接触带;地层的扭曲。
(三)断裂构造在平面等值线图上的识别
实测重力异常图中断裂引起的异常特征,比上述重力梯级带部分要复杂得多。图2-9-1表示在重力异常图中指示断裂构造存在的一些标志。
‘叁’ ∶万布格重力异常特征
1.3.2.1区域重力场特征
根据1∶100万布格重力异常平面等值线的展布情况(图1.10),将兴蒙-吉黑地区重力异常分为3级。一级异常为全区的背景场,反映Moho的起伏异常特征;二级异常为大型重力高和重力低以及延伸较大的重力梯级带,反映微陆块间的异常关系;三级异常表现为局部异常等值线的圈闭,反映陆块内部的隆起与坳陷及其分隔构造特征。根据一级异常的分布特征,兴蒙-吉黑地区的Moho隆起主要出现在松辽盆地和牡丹江断裂以东的三江盆地。总体上,一级背景场所反映的Moho起伏状态受两条明显的二级重力异常梯级带所控制,西部为北北东向的大兴安岭重力异常梯级带,东部为北东向的依兰-伊通重力异常梯级带。这两条重力异常梯级带将该区分为3个重力异常区,即大兴安岭异常区、松嫩异常区和张广才岭异常区。为提高对构造线位置的识别精度,更为准确地反映该区以异常梯级带为特征的构造单元分区及其边界带位置,采用小子域滤波和三方向小子域滤波处理技术紧缩了常规布格重力异常梯级带的宽度,突出了各方向异常带的展布特征。处理结果表明,东西向、北北东向、北东向和南北向异常是兴蒙-吉黑地区的主要异常构造线(图1.11,图1.12),图中清楚地显示了紧缩后的各方向线性异常的分布位置及相互关系。东西向低重力异常只出现在该区北部的漠河地区和南部的呼和浩特—赤峰一线。后者为一宽度近200km的东西向低重力异常带,南、北分别由紧缩的线性异常带所控制。地质上,这2条线性异常带的位置大致与华北板块北缘断裂和西拉木伦河断裂相对应。值得注意的是,东西向低重力异常及两侧紧缩的线性异常都终止于沈阳以西,并未向东延续。沿大兴安岭分布的北北东向低重力异常带两侧紧缩的线性异常分别沿大兴安岭主脊呼玛—扎兰屯—赤峰一线和黑河—白城一线展布;紧缩的南北向线性异常只出现在吉黑东部地区(图1.12),对应的分别为嘉荫-牡丹江断裂和同江-密山断裂;紧缩的2条北东向线性异常平行展布,对应的分别为佳木斯-伊通断裂和敦化-密山断裂,并对南北向异常具有明显的改造。采用小子域滤波处理技术获得的重要地质认识是:①东西向构造主要发育在兴蒙-吉黑岩石圈块体与华北岩石圈块体之间,被沿大兴安岭-太行山分布的北北东向构造所改造,东西向构造终止于依兰-舒兰断裂以西,并未延伸到吉林东部;②南北向构造只发育在佳木斯微陆块东、西两侧,分别对应嘉荫-牡丹江断裂和同江-密山断裂,其中嘉荫-牡丹江断裂受北东向构造改造明显;③异常切割关系表明,兴蒙-吉黑地区西部的东西向构造早于北北东向构造,东部南北向构造早于北东向构造。但仅凭异常特征尚无法确定西部构造与东部构造的时间关系。
图1.10东北地区1∶100万布格重力异常等值线图
图1.11东北地区重力异常小子域滤波结果
1.3.2.2重力异常分区特征
综合小子域滤波和三方向小子域滤波处理结果,结合区域重力场特征及相关地质、地球物理资料,该区以呼和浩特-张家口-朝阳-四平断裂和西拉木伦河-长春断裂所夹持的东西向低重力异常带为界分为兴蒙-吉黑和华北两个一级重力异常区。这一宽阔的异常分界带与地质上所说的华北板块北缘增生带的位置基本对应,异常带南侧紧缩的呼和浩特-张家口-朝阳线性异常与传统的内蒙地轴北界位置基本对应(邵济安,1991),但东延信息不明显。在兴蒙-吉黑异常区内,由三方向小子域滤波结果精细地确定出3条重要的异常区分界线和2条改造异常区分界线的北东向异常带,据此划分了兴蒙-吉黑地区重力异常反应的构造单元(图1.13)。以北北东向的黑河-白城异常带、南北向的嘉荫-牡丹江异常带和南北向的同江-密山异常带为界,兴蒙-吉黑地区由西向东分为4个二级重力异常区,分别对应地质上所称的额尔古纳-兴安地块(图1.13中Ⅰ区)、松嫩地块(Ⅱ区)、佳木斯地块(Ⅲ区)和完达山地体(Ⅳ区)。
图1.12东西方向小子域滤波结果
‘肆’ 如何使用matlab处理布格重力异常等值线图
亲爱的,改用平均法吧~~
‘伍’ 福兴地靶区
福兴地靶区位于辽宁省阜新市北西侧,即官营子-福兴地一带。区域范围:东经121°02′ 33″~121°28′39″、北纬42°14′16″~42°26′51″,覆盖面积约193km2,走向近NW 向。
1.地质背景
区内广泛出露建平群小塔子沟组(Arx),岩性主要为灰绿色斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩夹磁铁石英岩。根据1:20万地质矿产图(图5-4a)及相关资料,区内已发现两处小型铁矿(阜新福兴地、南湾子铁矿)、3处铁矿点(二道杖子、杨树底、三家子铁矿点),均分布于建平群小塔子沟组地层中,属沉积变质型铁矿,矿体呈层状、似层状或扁豆状沿NE-NEE向断续分布,矿体产出方向与变质岩片麻理一致,长一般为100~300m,厚为0.5~2m。
区内岩浆岩主要是杜力营子花岗岩
2.地球物理特征
磁场特征:表现为在低缓平稳的负磁背景场中,正磁异常呈数条带状沿近NE 向展布,总长约40km。异常带连续性较差,在杜力营子附近明显被“割断”,分成北东、南西两部分强磁异常群。平面图中,局部强磁异常多呈圆状、似圆状、似椭圆状(图5-4b、c、e);平面剖面图中,异常曲线形态多为窄而锐利的尖峰状(图5-4d),强度大、梯度陡,规律性较强,幅值范围为1000~3000nT。
重力场特征:布格重力场中整个靶区处在近NW 走向的梯度带上;消除布格重力异常场中的区域重力场影响后,剩余重力场中出现了两处明显的高值异常区(如图5-4f所示);对比磁场图,靶区的北东、南西两部分剩余重力异常高值区的航磁异常强度较大,仅在靶区中部杜力营子附近表现为弱磁、低重力特征。
对照1:20万地质矿产图(图5-4a),靶区北东、南西两部分高磁高重异常区内大片出露建平群小塔子沟组,根据区内5处已知铁矿床(点)所处的地质成矿背景,推断这些重磁同高异常多为建平群小塔子沟组的反映,其中尖峰状强磁异常多与沉积变质型铁矿或磁铁石英岩有关。杜力营子附近出露大片中酸性岩体,根据岩矿石密度资料及磁性参数,中酸性岩体具中等磁性(磁化强度为1200×10-5~2400×10-5SI),可形成明显的磁异常(弱缓磁异常);中酸性岩的密度(一般为2.5g/cm3)低于太古宇片麻岩的密度(一般为2.7g/cm3),因此在地球物理场中形成弱磁场、低重力的特征。
3.局部异常分析
依据区内铁矿地质成矿特征及建立的找矿标志,共筛选出矿致异常8处(表5-3),其中大平安地异常(辽C-1973-79)、杨树底异常(辽C-1973—52)和三家庙异常(辽C-1973—54)分别与阜新福兴地铁矿、杨树底铁矿点及三家子铁矿点对应较好,经过前人地面查证,结果认为是已知铁矿引起的航磁异常。
表5-3 福兴地靶区重点异常一览表
图5-4 福兴地靶区地质矿产图及物探剖析图
a—地质矿产图;b—布格重力异常图;c—剩余重力异常图;d—航磁ΔT等值线平面图;e—航磁ΔT化极等值平面图;f—航磁ΔT化极垂向一阶导数等值线平面图
1—第四系(砂质粘土、粘质砂土、砾石);2—白垩系下统(砾岩夹砂砾岩);3—侏罗系上统(玄武岩、安山岩、角砾岩夹凝灰页岩);4—侏罗系上统(凝灰质页岩、砂岩、砾岩);5—侏罗系上统(砾岩、砂岩、页岩夹煤线);6—志留系上统(大理岩、板岩、变质砂岩);7—石炭系中统(板岩、硬砂岩、长石石英砂岩);8—石炭系下统(砾岩、变质砂岩、生物碎屑灰岩):9—泥盆系上-中统(流纹岩、安山岩、火山角砾岩);10—泥盆系下统(安山岩、凝灰岩、砂岩、砾岩);11—片麻岩夹片岩,大理岩,磁铁石英岩;12—片麻岩、斜长角闪岩夹磁铁石英岩;13—黑云母花岗岩;14—石英二长岩;15—花岗岩、似斑状花岗岩、斜长花岗岩;16—石英闪长岩;17—角闪石闪长岩、变闪长岩;18—闪长玢岩及辉石闪长岩;19—花岗岩脉;20—安山岩;21—闪长岩;22—角闪石岩;23-推断矿致异常点;24-己知矿致异常点;25—已知铁矿;26—靶区范围
(1)大平安地异常(辽C-1973-79)
异常位于阜新县福兴地公社大平安地,处于阜新福兴地铁矿区范围内。
异常范围内出露建平群小塔子沟组,局部地区被第四系覆盖。异常形态规整并有一定规模,呈NE向条带状展布;强度大、梯度陡,峰值高达3000nT。由于异常处于平安地铁矿区内,推断该异常可能与已知铁矿有关。20世纪70年代,阜新地质队对该异常做过钻探检查,证实异常为6层鞍山式铁矿引起,矿体走向为NE30°,倾向SE,倾角为70°;大小矿体14个,一般长为10~25m、厚为1~6m,呈透镜状,TFe品位为35%~40%。
从目前掌握资料来看,阜新福兴地铁矿为小型,不足以引起本航磁异常,应有进一步找矿潜力。另外,周围的航磁异常(如辽C-1973—80)亦有找铁矿潜力。
(2)三家子异常(辽C-1973—53)
该处异常位于阜新县福兴地公社三家子西2km 一带。
异常磁场特征比较明显,平面剖面图中表现为尖锐、狭窄的尖峰状强磁异常,沿近NW 向展布,异常北侧有负异常伴生,幅值达3850nT。对比地质图,异常成群分布于太古宇小塔子沟组中,东临三家子铁矿点。1974年,航遥中心(原国家计委地质局航空物探大队)九〇一队对该处航磁异常做地面检查,结果认为异常为数条小含铁石英岩引起。
对该异常进行了2.5D 反演计算,结果如图5-5所示,推断磁铁矿体磁化强度为51.47A/m,矿体呈层状、似层状赋存于太古宇小塔子沟组中,顶面埋深范围100~400m,估算铁矿资源量为18400万吨,找矿潜力大。
(3)杨树底异常(辽C-1973—52)及大道异常(辽C-1973—51)
杨树底异常(辽C-1973-52),位于阜新县喇嘛寺公社杨树底一带。异常形态特征为NE走向的尖峰状强磁异常,NW 侧伴生负异常,幅值约1950nT,异常范围3×0.6km2。对比地质矿产图,该异常位于太古宇小塔子沟组中,北东部临近已知鞍山式磁铁矿点(杨树底铁矿点),该铁矿点有大小矿体20多条,产于片麻岩中。据此推断,已知矿点不足以引起此异常,其找矿潜力较大。
大道异常(辽C-1973—51),位于杨树底异常(辽C—1973—52)北西侧,即阜新县喇嘛寺公社大道屯北一带。异常强度大、梯度陡,幅值约2000nT。走向近NW,范围约4×1km2。虽然异常位于第四系覆盖区,但东西两侧都有小塔子沟组出露,根据异常特征,推断可能为隐伏的鞍山式磁铁矿引起。
根据定性分析结果,对大道异常(辽C-1973-51)、杨树底异常(辽C-1973-52)进行反演(推断铁矿的有效磁化强度51.45A/m),结果如图5-6所示,引起杨树底异常(辽C-1973-52)和大道异常(辽C-1973-51)的推断铁矿矿体呈层状、似层状或扁豆状赋存于建平群小塔子沟组片麻岩中,顶面埋深范围100~400m,估算铁矿资源量分别为1034.61万吨和3444.3万吨,找矿潜力较大。
辽C-1973—626处于辽C-1973—51航磁异常北侧,地层出露建平群小塔子沟组,磁异常曲线特征亦为窄而锐利的尖峰状,异常强度1000nT,仅在1条测线上反映明显。采用类比法对该处航磁异常进行估算,其铁矿资源量约478万吨。
(4)忙牛营子异常(辽C-1973—50)
该异常处在阜新县东洼-忙牛营子-兴隆地一带,与南湾子小型铁矿位置吻合。
磁场特征表现为叠加在平静负磁场中的NE向正磁异常带,曲线平缓,规律性较强,异常强度约700nT,范围10×0.8km2。异常中心位置临近南湾子小型铁矿,在整个异常带北端有零星的鞍山式磁铁矿化点多处。根据异常特征及其所处地质环境,推断该异常为太古宇片麻岩及其中的磁铁石英岩引起。
4.靶区评价
综上所述,该靶区的找矿类型为沉积变质型铁矿,成矿条件好,重磁异常特征与典型矿床上异常特征相近,具有较大的找矿潜力,其中大道异常(辽C-1973—51)、三家子异常(辽C-1973—53)和上哈什吐异常(辽C-1973-626)等3处“高大尖”航磁异常的找矿前景非常好;忙牛营子异常(辽C-1973-50)异常规模较大,具有一定的找矿前景;大平安地异常(辽C-1973-79)处在阜新市福兴地铁矿区,尚有进一步找矿潜力,矿区外围十家子异常(辽C-1973-80)也具有较好找矿前景。
图5-5 辽C-1973-53航磁异常反演结果
1—中酸性岩体;2—推断铁矿;3—建平群小塔子沟组;4—基性岩体;5—测量曲线;6—计算曲线;7—有效磁化方向及有效磁化强度
图5-6 辽C-1973-51、52航磁异常2.5D反演计算结果
1—建平群小塔子沟组;2—推断铁矿;3—第四系;4—测量曲线;5—计算曲线;6—有效磁化方向及有效磁化强度
根据航磁异常预测铁矿资源潜力较大(大于5亿吨),定为A类靶区。
‘陆’ 重力异常图
重力异常等值线平面图与地形等高线的绘制方法类似。图件反映了测区内重力异常的位置、特征、走向及分布范围。若等值线圈闭中心处重力异常值比周围的大(图2-4-4中标有“+”号的圈闭),则这种异常分布称为重力高;反之,若等值线圈闭中处重力异常值比周围的小(图2-4-4中标有“-”号的圈闭),则这种异常分布称为重力低。由一组彼此大致平行,且沿一定方向延伸的密集等值线所表示的异常分布,称为重力梯级带(图2-4-4中A、B之间的等值线)。
图2-4-4 重力异常等值线平面图
(单位:g.u.)
‘柒’ 布格重力异常等值线图
布格重力异常的异常等值线,在其正异常中心一般会标注“+”,重力低会标注“-”.还有就是看等值线的疏密程度.
‘捌’ 重力异常的图示
重力仪测量的目的是为了得到可靠的重力异常,为了使异常的分布和变化规律一目了然,便于推断解释,通常都将测定结果用各种图的形式表示出来,这种图称为重力异常图。异常图一般分为剖面图和平面图两类。
1.重力异常平面图
异常平面图是重力勘探的基本图件。它的作法是按一定比例尺把测点画在图上,在点旁注上重力异常值。然后按照线性内插的方法,用光滑曲线把异常值相同的点连接起来即为异常等值线(图3-20)。
等值线间距一般是异常均方误差的2.5倍左右,并取整数;当异常的梯度较大时,可适当放宽等值线的间距。测点的分布密度,原则上1cm2应有一个测点,正式编印的重力异常平面图上还应画上主要地物、坐标线、交通干线和地质现象等内容。
重力异常平面图可分为布格重力异常平面图、自由空间重力异常平面图、剩余重力异常平面图、均衡重力异常平面图等。
区域重力影响值也可以制成平面等值线图,即称为区域重力异常平面图。
2.重力异常剖面图
重力异常剖面图,是重力异常定性解释和定量解释的重要图件。其作法是:按一定比例尺,把测点点在横坐标线上,以重力异常值为纵坐标,然后用折线把各点连接起来(图3-21)。
剖面图上常把地形、地质及其他物探化探资料综合在一起,称为地质重力综合剖面图。剖面图上横坐标1cm有一个点,纵坐标1cm一般为异常均方误差的2.5倍左右。
3.重力异常平面剖面图
平面剖面图与剖面图的作法相同,只是把各个剖面按照平面的实际位置展在平面图上后分别绘出每条线的剖面图,组成一组剖面图,故称为平面剖面图见图3-22。
图3-20 重力异常等值线数据平面图
图3-21 重力异常剖面图
图3-22 平面剖面图
将上述三种图件作一比较可以了解,重力异常平面图可以全面地反映测区重力异常的分布和变化规律,对异常的位置、中心和范围一目了然。而剖面图则可以清楚地表示出一条剖面上重力异常的变化规律,明显地反映出异常的幅度。平面剖面图集中了上述两种图件的主要特点,既能反映各剖面上重力异常的变化幅度,又可以表示平面上的变化规律。