磁法在花岗岩地区的应用

朱杰君 王亮 吕志斌 杨杰

摘 要：音频大地电磁法具有分辨能力强、勘探深度大、观测效率高的特点，是一种频率域电磁勘探方式，是寻找隐伏矿、对地质构造进行深入研究的一种较为有效的手段。通过高精度磁测资料的获得，能够在对相关地质问题进行把握的基础上更好地开展目标地区的矿产勘察工作。在本文中，以我国青海地区花岗岩岩体为例，用EH4仪器开展磁法工作，采集了一条磁法剖面数据，经过室内数据处理反演得到随深度变化的电阻率剖面图。根据该区地表特征、岩石样本物性，验证了磁法反演结果的可靠性，并依据采集的花岗岩样本所测得电阻率值，推断出了测线上花岗岩体的位置。

關键词：磁法;二维反演;花岗岩

多年来，随着经济的发展，我国对矿产资源的需求越来越大，而浅层容易开采的矿产已越来越少，因此现阶段对深部矿产的勘探开发变得越来越重要。深部矿产中矿体由于没有出露地表，不能直接观察，成为地质勘查中的难点。前人从不同角度进行岩体预测研究，很多理论和方法已在实践中取得了很好的效果。

大地电磁测深法以围岩与目标岩石电性差异为前提，利用不同频率电磁波趋肤深度不同来反映地下介质电阻率分布特征，可用于探测地下目标岩体。音频大地电磁测深法勘探深度可达3000m，适用于深部矿产资源的勘探，该勘探方法在矿体定位中预测的应用研究已取得很多成果。青海很多地区发育花岗岩体，在某些区域，地表出露的岩石电阻率资料显示花岗岩为异常高阻。在勘探初期，根据地区花岗岩电阻率异常高阻的规律，可用磁法圈定出花岗岩的位置，为后期花岗岩勘探开发提供基础地质资料。

1 工区地质概况

测量区域山地大面积出露灰岩，风化严重，很多裸露灰岩上有长期被雨水冲刷的痕迹，而花岗岩出露很少。已发现矿区地层分为两个构造层，上古生代构造层及中生代构造层，两者为不整合接触关系;下构造层岩溶发育层为中厚层灰岩，燧石条带灰岩;上构造层侏罗系下统主要为砾岩及粉砂岩;区域主褶皱为南北向，背斜延伸开阔，向斜紧闭。本区火成岩主要有花岗岩、石英斑岩以及辉橄岩等，其中花岗岩岩层位于超深断裂带内，主要发育的是花岗闪长岩，该花岗岩体是幔壳同溶型钙碱系列浅成相中酸性侵入体。

已经研究过的地质资料显示区域内花岗闪长斑岩向北东、北西以及西部三个分支侵入，其中向西部的这个分支在地表有小面积出露，呈弧立状自东向西逐渐减小，向北东和北西延伸的是两个隐伏的分支，这两个隐伏分支的上部及其附近分布着许多花岗斑岩和石英斑岩脉。

2 野外数据采集与资料处理

2.1野外数据采集

根据前人文献上的地质资料，工区内花岗岩是由向北东和北西深部延伸的两个分支组成。因此在工区内北西向布设了一条磁法测线B线，测线点距100m，总长6.9km。

采用EMI公司生产的EH4连续电导率成像系统进行野外工作，观测方式为张量观测。EH4测量频段为0.1Hz～100KHz，高频频段10Hz～100KHz，探测深度大致在10m～800m，低频频段低至0.1Hz，探测深度可达1200m～1500m，特殊高电阻率地区可达2000m以上。在施工过程中，为确保勘探深度达到花岗岩体埋深，采用40m的偶极矩，对整条测线分别进行了低频和高频的采集，低频一般采集10到15分钟，高频一般采集15-20分钟。

2.2资料处理

EH4野外采集回来的原始数据是时间序列文件，需要进行HHT滤波，由于数据采集时种种原因可能存在随机干扰信号，因此要剔除这些个别发生跳跃而使视电阻率曲线产生畸变的频点，然后进行快速傅里叶变换，得到电场、磁场分量以及相位数据，再进行一维Bostic反演，在此基础上，采用最小二乘法Robust估算方法获得张量阻抗元素。由于地形的影响，要进行地形校正，利用EH4系统软件IMAGEM进行带地形二维反演并形成.dat文件。用.dat文件在Surfer下数据网格化后形成电阻率等值线图。做好二维反演电阻率剖面图并结合其它相关资料进行资料解释。

3 磁法二维反演剖面图地质推断解释

图1中，由于野外测量阶段多雨且大部分为稻田，因此地表附近大多为低阻，且由于地表水长期往下渗入溶蚀，在1500m、2200m、2500m、2700m、4800m、5400m，6100m处形成了各种不同形状的低阻区。在整条测线上，普遍出露灰岩，对采集的100多块灰岩样品进行电阻率测量，其电阻率值范围为950Ω·m～4100Ω·m，而出露的花岗岩比较少，只发现两处花岗岩裸露出地表，分别为2000m和5700m左右处，两处各采了3块花岗岩岩石样品，并对这些样品进行了电阻率测量，取3块岩石样品测量结果平均值得到2000m左右处电阻率为7324Ω·m，5700m左右处电阻率值为4963Ω·m，而从得到的图1电阻率反演剖面来看，2000m及5700m左右处地表正好存在异常高阻区，与测得的花岗岩样品电阻率值基本相符，证明了图1反演剖面图的可靠性。

图1磁法二维反演电阻率剖面图中，7500m处下方为异常低阻带，将此处推断为含有矿化地下水的岩石破碎带;1400m～1700m下方，海拔-700m～-200m处为异常高阻区，将此处推断为花岗岩体。

4 结论和建议

1在地质条件复杂区，依据地表地形实际特征及出露地表的岩石物性，可以验证音频大地电磁测深二维反演结果的可靠性，并能圈定出隐伏岩体的位置。

2建议采用地震、钻孔等勘察手段验证推断出的隐伏花岗岩体与实际情况是否相符。

参考文献

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