地面高精度磁测在地质填图中的应用研究——以缅甸马圭省额佩铬铁矿区为例

柳建新，曾 礼，曾凡勇，张翔宇，邱 杰

(四川省地质矿产勘查开发局 四○三地质队，四川 峨眉 614000)

1 引 言

铬铁矿是我国短缺的战略矿产之一，目前我国主要的铬铁矿床位于西藏地区，20世纪六十年代至今，西藏地区开展了各种比例尺物探工作，利用重、磁方法的综合应用，曾发现多处盲矿体或扩大了已知矿体规模。除直接找矿外，重、磁方法在发现超基性岩体和圈定岩体、构造带方面的应用效果也很好[2-7]。

由于国内铬铁矿资源储量和生产量有限，供需缺口仍逐年加大。随着我国“走出去”战略的部署，以及“一带一路”的倡议，四川省地质矿产勘查开发局正积极开展境外矿产勘查工作。本次工作区位于缅甸马圭省额佩地区，距马圭省省府马圭镇约60 km，工作区面积3.5 km2，有简易乡村公路到达矿区，交通较为方便。区内属中山地貌，地表植被茂密，林木、灌木发育，由于覆盖区特殊地貌特征，地表出露信息较少，且区内基础地质资料空白，在覆盖区的地质填图中，利用局部零散的岩石露头及转块石填制的地质图信息量少，严重地影响了地质填图的精度，而通过槽探或浅井工程进行揭露，则大大增加了地质人员的工作强度以及施工费用。因此，利用地面髙精度磁法勘探等勘查技术方法来提高覆盖区地质填图的效率、质量和地质研究水平，具有重要的现实意义，在境外也不失为一种既快捷又经济的方法。在实际应用中，本文在磁测数据位场解释方法中，采用解析信号、垂向一阶导数、向上延拓等边界识别方法,来获得近地表地质体及构造的分布，快速评价了找矿潜力区域。

2 地质概况

缅甸联邦位于中南半岛西部，其西与孟加拉、西北与印度、北和东北与中国、东与老挝、东南与泰国毗邻。缅甸境内分布着大体呈南北向的山脉和丘陵。这些山脉和丘陵属于东喜马拉雅造山体系，在缅甸最北端突然向西弯折[8-10]。区内大地构造属于那加山—若开山逆冲断裂(F1)，呈微弧状近南北向延伸，缅甸境内长逾1 280 km。断裂向东倾斜，主要表现出逆冲断裂特征，强烈活动时期为中新世中期。断裂西侧为阿萨姆—若开前渊带，大面积分布古新世—始新世的海相深水浊流沉积、滑塌沉积，断裂东侧分布古近纪、中新世的火山岩。沿断裂带产出的构造蛇绿混杂岩，岩石类型为橄榄岩、蛇纹岩、辉长岩、闪长岩等[8,9]。铬铁矿化较为发育，铬铁矿主要以岩浆型为主，并且与断裂带中超基性岩关系较密切，主要集中在其西部，即缅甸中部第三纪盆地与新生代褶皱带结合部位的大断裂带中，以实皆省、马圭省、伊洛瓦底省较为发育，具有较好的找矿远景，拥有尚未开发的矿产潜力，但是至今没有进行过系统的勘查[8]。

1-逆冲断裂;2-申展断裂;3-右h平移断裂;4-左11平移断型;5-调杏区位置

3 岩(矿)石磁性特征

岩(矿)石物性基础的研究是地球物理工作开展的前提，是建立覆盖层下伏基岩信息与地表基岩露头信息的联系。在开展工作前，采集致密铬铁矿石矿物性标本29块。按照DZ/T0071—93《地面高精度磁测技术规程》附录C有关方法技术要求进行了测定，采集浸染状铬铁矿石物性标本17块，其余围岩共计136块，采用SM-30磁化率仪直接测定。在进行数据有效统计计算时，将同一套岩矿标本中，个别标本测出的数据与其它标本测出的整体数据值跳跃太大的去掉后再进行数据统计，测得岩(矿)石标本的磁性参数如表1可知：铬铁矿石的磁化强度为中等弱磁性，剩余磁化强度小于其感应磁化强度，本次忽略剩磁化的影响。超基性岩(纯橄岩、蛇纹石化橄榄岩、斜辉橄榄岩、含辉石风化橄榄岩)表征为强磁性，砂岩表征为弱磁性。此外，纯橄岩、蛇纹石化橄榄岩、斜辉橄榄岩、含辉石风化橄榄岩之间磁性也具有一定的差异，磁化率强度总体规律为：蛇纹石化橄榄岩≥纯橄岩≥斜辉橄榄岩、含辉石风化橄榄≥铬铁矿(浸染状/致密)≥砂岩。因此，超基性岩体与铬铁矿体与围岩间的磁性差异较为清楚，具备用磁法来圈定超基性岩体的范围及推断铬铁矿找矿靶区的地球物理前提基础。

表1 岩(矿)石标本物性测定结果

4 方法技术

本次在工区内展开了1∶5 000的地面高精度磁测，面积为3.5 km2，测网度50 m×20 m，测线方位90°，测点采用GPS定位，红布条做标识，野外观测仪器使用GSM-19T型高精度质子旋进磁力仪，其测量精度为±1 nT、分辨率0.1 nT，测量得到地磁场总场强度(T)，测量数据室内各项改正(日变改正、高度改正、正常场改正等)其精度控制在0.1 nT内，数据处理使用专业磁法软件，以磁场总强度变化ΔT为磁异常基础数据，绘制等值线平面图以及其他图件。

5 异常解释

近年来，基于重磁异常的边界识别方法越加成熟，它可提取区域构造信息，包括对岩体边界、断裂构造、地层不整合接触带等线性构造的识别与定位。这些构造往往伴随着密度或磁化率的差异，重磁资料因其具有良好的横向分辨力而被广泛地应用于地质体边界识别中，并且取得了良好的应用效果[11]

磁异常边界识别计算方法种类较多，不同方法均有其一定的优势和不足。解析信号进行边界识别的最大优点是在二维情况下不受磁化方向的影响；垂向一阶导数处理对磁场高频部分有突出和放大的作用，具有消除和减弱异常之间的叠加和干扰作用。二者都能突出浅层地质体引起的局部磁异常，被广泛地应用到场源边界的拾取中[11,12]。磁场向上延拓处理可以加大观测面与场源的距离，使局部小体积异常随换算高度的增大而减小，而深部规模较大的磁性体所产生的异常更加突出[1,13]。

5.1 磁性地质单元的划分

对实测磁数据整理后，得到工区ΔT磁总场异常，由于工区磁倾角约为29.29°，磁偏角为-0.57°，故对其进行常规化极得到化极磁异常，根据磁异常平面特征，采用解析信号、ΔT化极垂向一阶导方法对比可知(如图2所示)，通过解析信号、ΔT化极垂向一阶导数转换处理后，局部异常较化极图更加明显，异常等值线更加密集基本反映了全区浅层磁性体及构造轮廓，消除和减弱了异常间的叠加和干扰。

图2 ΔT磁异常结果

结合工区的磁场特征，利用解析信号振幅边界识别方法，提取了区内超基性岩体的分布范围，本次区内划分为三个地质单元区域，均能较好地反映出超基性岩与围岩的界限。如图2(c)所示，水平总梯度模值大于10 nT/m的范围，即图中北西区与南东区红色色谱范围与区内部分出露的超基性岩(蛇纹石化橄榄岩、纯橄榄岩、斜辉橄岩)分布一致；图中蓝色区范围内的水平总梯度模显示较弱值，推测为第四纪覆盖层下砂岩地层。

5.2 不同深度的磁性体分析

不同深度区地质体的岩性在一定程度上反映了不同的磁场特征信息，通过不同高度向上延拓处理分析，为定性解释提供更多的异常特征，进一步提高解释的可靠性。在磁异常化极的基础上(如图3 所示)，向上延拓25 m、100 m、300 m 和500 m，对比区内原始化极图可以明显看出：向上延拓25 m磁场图中高频异常被压制，蛇纹石化橄榄岩、纯橄榄岩顶部沿近地表裂隙贯入而形成的叉形异常基本消失，表明近地表不均匀磁性体产生的干扰成份被过滤掉，有意义的局部异常被基本保留；向上延拓100 m磁场图中局部异常表现更加突出；向上延拓300 m磁场图上，北西区的局部异常衰减较快，异常逐渐消失，南东区的中等规模的异常明显突出，表明磁异常对应的蛇纹石化橄榄岩、纯橄榄岩在北西部埋藏不深，南东区埋藏较深；向上延拓500 m磁场图上，北西区异常消失，南东区磁场基本无变化，表明该南东区深部超基性岩体(纯橄榄岩等)仍然存在，通过进行不同高度的化极上延处理，突出了工区内不同深度的磁场信息，为区内寻找铬铁矿提供了线索。

图3 ΔT磁异常解析延拓

5.3 构造与成矿潜力区推断

结合上述5.1与5.2可知，在ΔT等值线平面图上表现为明显的梯度变化带，ΔT向上上延100 m、垂向一阶导数等值线平面图上呈线性排列，断裂构造的磁异常特征清楚可见，推测断裂破碎带一条，编号F1，位于工作区东南部，呈北东东走向，结果与地质填图一致(如图4b所示)。

可知图4a由已知铬铁矿露头在磁测解析信号结果图位置关系，铬铁矿露头基本落在高磁异常内的次级低磁异常区域内，依据铬铁矿与磁测点的这一对应关系，结合ΔT化极垂向一阶导图，推断成矿有利区域5处，编号M1～M5，可为后续布置地质工程工作提供建议。

(a)带地形的ΔT解析信号;(b)地质填图结果

6 结 论

本次地面高精度磁测工作结合多种计算方法的结果，进行甄别与筛选，采用解析信号、垂向一阶导数以及向上延拓等方法在地质填图中取得了较佳的效果，获得了近地表地质体的分布及深部地质体及构造信息，圈定了纯橄榄岩、斜辉橄榄岩、蛇纹石化橄榄岩等岩体分布，获得了断裂构造的属性信息，推断构造破碎带1条以及铬铁矿成矿有利区域5处，为工程布设提供了重要依据，目前在M3有利区带内经地表槽探已见到一层铬铁矿体，厚度约0.2 m，延伸4.2 m，表明磁法数据处理结果在本次铬铁矿区地质填图的中应用效果较好，能够更好地、快速地为覆盖区地质填图服务，降低了地质人员的工作强度。