航磁弱异常信息增强处理在地质解释中的应用

杨玉勤+张翔+常树帅+张靖

摘要：在航磁异常地质解释工作中，由于地质层体的磁性较弱，磁性变化较小，一般显示为较为平静的负磁场区，这些区域的断裂构造及隐伏岩体引起的弱磁异常的特征不十分明显，给航磁地质解释带来一定的困难。利用航磁增强处理技术能够突出显示弱磁异常信息，更加准确合理的推断解释断裂构造和隐伏岩体，充分发挥航磁测量在岩性构造填图及成矿预测中的作用。

关键词：高精度航磁测量；弱磁异常；航磁增强处理；地质解释

The Application of airborne magnetic weak information enhancement method in the field of geological interpretation

YANG Yu-qinZHANG XiangCHANG Shu-shuaiZHANG Jing

Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear IndustryShijianzhang050002

Abstract： In the geological interpretation of airborne magnetic anomalies， due to weak magnetism of geological strata and small magnetic variation， which is generally shown as a relatively quiet and negative magnetic field， it is difficult to geological interpretation of weak magnetic characteristic caused by fault structure and concealed rock mass. The use of airborne magnetic weak information enhancement method can highlight the weak magnetic anomaliesinformation， more accurate and reasonable infer and interpret fault structure and concealed rock mass， which make airborne magnetic survey gives full play in the fields of lithostructural mapping and metallogenic prediction.

Key words： high-precision airborne magnetic survey， airborne magnetic weak information， airborne magnetic weak information enhancement method， geological interpretation.

引言

在航磁异常地质解释工作中，在大面积的弱磁性地质体分布地区，一般显示为较为平静的负磁场区。由于岩石地层的磁性较弱，磁性差异不十分明显，引起的磁性变化较小。有些断裂构造及隐伏岩体引起的弱磁异常通常淹没在航磁ΔT“0”值线以下，而且只有十几nT的幅值变化，这些弱磁异常信息的特征不十分明显，给航磁地质解释带来一定的困难。利用航磁增强处理技术能够突出显示弱磁异常信息，更加准确合理的推断解释断裂构造和隐伏岩体，充分发挥航磁测量在岩性构造填图及成矿预测中的作用。

1.航磁增强处理方法原理

航磁增强处理（Automatic Gain Control简称“AGC”）方法源自于Oasis montaj软件的一项网格文件的滤波处理功能。

自动增强（AGC）相当于把一定波长的不同的振幅变为相同的振幅。通过用一固定窗口在剖面上连续的移动，估算窗口局部信号增益值，一般采用均方根值（root mean square value），如果增强函数的放大与均方根值成反比，则弱异常的信息会有较大的增强作用，而强的异常信息的增强会小一些[1]。

图1是航磁ΔT化极实测剖面与航磁增强处理后的增强信息剖面对比图，可以看出，航磁ΔT异常的位置不发生变化而弱异常信息得到了明显的增强。

2.航磁弱磁信息增强处理在地质解释中的应用

2016年在新疆伊犁至温泉地区开展了1：5航磁测量工作，由于测区的中部的科古琴山及北部汗吉尕山一带出露地层主要以弱磁性的元古宇及古生界的地层为主，所以测区的中北部的磁场特征以大面积的负磁场为主，除局部出露的古生代火山岩引起的较为强烈的磁场变化外，大部分地区均显示为较平静的负磁场。一些由断裂构造及弱磁性的次火山岩引起的航磁异常较弱，一般为淹没在负磁背景场中的低缓异常，异常特征不明显或连续性较差，给在该区域进行航磁异常的地质解释带来一定的困难。为突出显示该区域的断裂构造和次火山岩的信息，采用了对航磁网格数据增强处理的方法，取得了明显的效果。

2.1利用增强信息解释断裂构造

新疆伊犁至温泉航磁测量工作区中部的科古琴山地层小区[2]，该区位于赛里木湖南部的科古琴山一带，出露地层主要为元古宇的蓟县系、青白口系、震旦系地层及古生界的寒武系、奥陶系（图2-1），各地层岩石的磁参数特征见表1[3]。该区域断裂构造十分发育，主要断裂构造方向为北西西向。

通过对该区地层岩石的磁性特征进行分析和航磁测量的实测结果可以看出，科古尔琴山至赛里木湖一带大面积出露的元古宇及部分古生界地层岩石的磁性为弱磁或无磁，形成的磁场特征为较为平缓负磁场，负磁场区的展布方向与地层的走向基本一致。该区的断裂构造十分发育，以北西西向为主，但由于弱磁性地层的磁性差异较小，斷裂构造线性磁异常特征不十分明显，在航磁ΔT化极等值线平面图仅表现微弱的串珠状异常和等值线的同方向扭曲变形（图2-2）。

为利用航磁解释断裂构造，在该区对航磁进行了45°方向导数处理（见图2-3），从45°方向导数等值线平面图上可以看出，一些规模较大的北西西向断裂构造分段被显示出来，局部的小断裂构造不十分明显。

古生界寒武系分布在该分区的科古琴山主脊地带，沿赛里木地块中的科古琴复式向斜的核部断续出露，地层走向基本为北西西—南东东向。为一套浅海相沉积地层，为无磁或弱磁性地层。通过以上对该区地层岩石的磁性特征进行分析和航磁测量的实测结果可以看出，科古尔琴山至赛里木湖一带大面积出露的元古宇及部分古生界的弱磁性地层，形成的磁场特征为较为平缓负磁场，负磁场区的展布方向与地层的走向基本一致。该区的断裂构造十分发育，以北西西向为主，但由于弱磁性地层的磁性差异较小，断裂构造线性磁异常特征不十分明显，在航磁ΔT化极等值线平面图仅表现微弱的串珠状异常和等值线的同方向扭曲变形（图2-2）。为利用航磁解释断裂构造，在该区对航磁进行了45°方向导数处理（见图2-3），从45°方向导数等值线平面图上可以看出，一些规模较大的北西西向断裂构造分段被显示出来，局部的小断裂构造不十分明显。

为了突出断裂构造的线性异常信息，将该区域的航磁ΔT化极和45°方向导数网格文件进行了增强信息处理，处理结果显示该区域的主要断裂构造带的磁异常信息线性特征被清晰的显示出来（图2-4，2-5），反映出该区的断裂是由数条北西西向断裂构造带组成，断裂局部明显受北北东向断裂错动。

2.2利用增强信息推断解释浅成侵入岩及次火山岩分布

新疆伊犁至温泉航磁测量工作区的赛里木湖东北部汗吉尕山地区，根据《新疆博州汗吉尕山铜多金属资源潜力评价成果报告》[4]的1∶10万新疆博州汗吉尕山铜多金属成矿带地、化综合图和1∶2.5万地质图件综合整理的汗吉尕山一带地质简图（图2-6）。

区内出露地层有下元古界温泉群、中元古界蓟县系库松木切克群、上古生界泥盆系、石炭系和二叠系。

区内岩浆岩主要为华力西期的浅成侵入岩和火山岩。侵入岩主要以岩脉、岩墙、岩株、岩枝等形态产出，从岩性来分有酸性岩和基性岩。酸性岩主要为花岗斑岩、黑云母花岗斑岩。中酸性岩主要为花岗闪长斑岩及二长斑岩。基性岩主要分布在汗吉尕山南部山前一带，产于山前断裂带中，形态为脉状，岩性为辉绿岩、辉绿玢岩。火山岩出露有上泥盆统托斯库尔他乌组火山岩、中石炭统东图津河组火山岩和下二叠统乌郎群火山岩。该区位于赛里木地块北侧晚古生代裂陷槽汗吉尕坳褶带中，坳褶带内褶皱断裂极为发育，褶皱形态由一系列向斜、背斜以及次级褶皱组成，断裂构造以北西向为主，次为北东向。该区位于天山西段，属于巴尔喀什成矿带中的汗吉尕铜多金属成矿亚带，是以铜铅锌多金属聚集为主的层控型、斑岩型矿床为特征的主要成矿远景区[4]。该区已发现有与华力西期酸性岩浆岩有成因关系的岩浆岩系列矿产，已知斑岩型铜矿、铜金矿点有北达巴特銅钼矿、博吉勒克斑岩型铜金矿点、阿克塔斯斑岩型铜矿点、汗吉尕斑岩型金矿点、喇嘛苏矽卡岩型铜锌矿；已知的热液型（脉型）铅锌矿、铜金矿有库尔尕生铅锌矿、新沟铅锌矿、阿克塔斯石英脉型金矿点、阿克塔斯石英脉型铜矿点[3]。由于区内的浅成侵入岩及次火山岩与成矿关系十分密切，它为斑岩型矿床提供物源和热源，为热液型（脉型）铅锌矿、铜金矿提供必要的热源条件。所以在该区利用航磁资料推断解释浅成侵入岩及次火山岩分布是十分重要的工作，能够为后期在该区进行成矿预测提供重要的找矿信息。

航磁测量结果显示，该区的航磁特征为负背景场中存在局部弱异常（图2-7）。在沙尔陶勒盖附近有不规则团片状航磁异常存在，异常为淹没在负磁场中的弱异常，据《新疆博州汗吉尕山铜多金属资源潜力评价成果报告》[4]介绍，该区域有灰绿色次英安岩出露，该团片状异常应该是次英安岩引起的异常。在库尔尕生铜锌矿床的西侧有一北西向展布的椭圆形异常，1∶20万区域地质图上，异常位于上泥盆统托斯库尔他乌组（D3t）和下石炭统阿恰勒河组地层（C1a），而据《新疆博州汗吉尕山铜多金属资源潜力评价成果报告》[4]介绍，该区域有华力西中期的灰绿色辉长闪长玢岩出露，并且该期的侵入岩株在库尔尕生铅锌矿床、南达巴特、乌兰布拉克、阿克塔斯铅锌矿点南侧呈东西向断续出露。西部规模较大，东部呈小岩株状产出，引起的航磁异常，西部为完整的椭圆形异常，异常幅值在-50nT～-80nT，东部则为弱的异常带，即在椭圆形异常的东南部形成一个拖尾状异常，异常变化仅5nT～10nT，变化很弱，从航磁化极等值图上看岩体的展布特征不十分明显。

将航磁ΔT化极网格图进行增强处理后，辉长闪长玢岩及闪长玢岩的弱异常信息得到增强，显示为一东西向的异常带特征（图2-8），这种异常特征表明库尔尕生铅锌矿床南侧的出露辉长闪长玢岩其深部具有一定的连续性，在地表仅呈岩株或脉状出露，其在深部的侵入规模较大，在西部的新沟铅锌矿的南侧推测也分布有该期次的隐伏岩体存在。从岩体和已知矿床的空间分布的特点推测，该区域的铅锌矿的形成跟该期次的岩浆活动关系十分密切。

在该区的东部及东北部还有数片航磁化极增强信息的高值区，推测是由具有弱磁性的玢岩类浅成侵入岩或次火山岩引起的异常。而酸性的花岗斑岩类侵入岩一般没有磁性，增强信息也没有异常显示。

从以上分析可以看出，航磁ΔT化极网格图进行增强处理的方法对具有弱磁性的中基性浅成侵入岩（玢岩类）和中基性次火山岩的弱磁信息增强效果比较明显，可以利用此方法突出显示其弱磁信息，而对酸性的浅成侵入岩（花岗斑岩类），由于岩体磁性很弱（或无磁性）其增强信息也不会有异常显示。

3.结论

航磁ΔT化极网格图进行增强处理的方法在2016年新疆伊犁至温泉地区1：5航磁测量资料解释工作中初步尝试应用，取得了较好的应用效果。

该方法能够在磁性变化较弱的磁场区突出显示一些微弱变化的断裂构造信息，为利用航磁信息推断解释断裂构造提供较为详细准确的解释依据；能够突出显示中基性火山岩的弱磁异常信息，可以作为利用航磁信息推断解释浅成侵入岩及次火山岩的分布的一种简单有效的方法。该方法还可以在其它弱磁异常信息提取方面加以应用，如突出一些多金属矿和金矿引起的弱磁异常等，这有待于在今后的航磁测量工作和实践过程加以尝试和探讨。

本文得到了核工业航测遥感中心高级工程师（研究员级）李兵海，高级工程师沈正新同志的大量帮助，在此深表感谢。

参考文献：

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[4]姚小平、张劲松、郑国胜[等]，新疆博州汗吉尕山铜多金属资源潜力评价成果报告，新疆维吾尔自治区有色地质勘查局，2006.08.

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