地磁参数在航磁岩性填图中的应用——以青阳—芜湖地区为例

要悦稳，董根旺，杨柳，田达志，习肖伟，王牧，刘媛媛

(中国冶金地质总局地球物理勘查院，河北 保定 071051)

0 引言

各类岩(矿)石的磁性差异是磁法勘探应用的前提，也是成果解释的物理基础。磁化率是反映岩石磁性参数最直接的指标，包含有丰富的地球物理和地质信息[1-3]。因此，了解区域岩(矿)石的磁化率特征，不同岩(矿)石的磁化率差异及其空间分布特征，对航磁异常资料的地质解释、岩性构造填图等生产实践具有重要的作用[4-8]。

本文基于中国地质调查局地质调查工作项目(编号：DD2016006645)开展了“安徽青阳—芜湖地区1∶5万航空物探调查”工作，对青阳—芜湖地区出露的不同年代、不同岩性、不同构造单元的岩石进行了系统全面的测定，得出了青阳—芜湖地区出露岩石的磁化率特征，可为该区后续的航磁异常解释、岩浆岩填图提供重要的依据，也为找矿远景的划分提供重要的基础资料。

1 区域地质概况

青阳—芜湖地区位于下扬子陆块的东南部，江南元古代造山带的北东端，夹持于江南断裂带和伏川蛇绿杂岩带之间。自元古代以来，经历了多期构造活动，地质构造复杂，构造线方向主要有NE向、NNE向、EW向、NW向，其中NE向构造为主体构造。

全区地层出露较为齐全，有新元古界南华系、震旦系，古生界寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系，中生界三叠系、侏罗系、白垩系以及新生界古近系、新近系、第四系。其中，志留系出露面积较大，主要分布在测区中部及西部；其次为白垩系，主要分布在测区北部和东南部。

区内岩浆岩出露面积较大，测区西南部和东部主要表现为侵入活动，形成岩基或大型岩株(如：旌德岩体、刘村岩体)，喷出岩出露极为零星。侵入岩主要形成于晚侏罗世、早白垩世两个阶段。晚侏罗世侵入岩出露面积较大，主要分布在测区南部地区，岩性为花岗闪长岩。早白垩世侵入岩主要分布在测区东北和东部地区，岩性为二长花岗岩、钾长花岗岩。

区内矿产有铁、铁锰、钨、钼、锡、铜、铅锌、金、银等多种矿产，已知矿点、矿化点较多，大中型矿床较少。钨钼矿以矽卡岩型矿床为主，代表矿床有竹溪岭钨钼矿床、大坞尖钨矿床；其次为斑岩型，代表矿床有兰花岭钨钼矿床、湛岭钼矿床等。钨锡矿以高-中温热液脉型为主，代表矿床有西坞口钨锡矿床。铅锌矿以中-低温热液交代、裂隙充填型为主，代表矿床有子孙堂铅锌矿点、大里铅锌银矿点。铁锰矿以沉积成因为主，代表矿床有高坑铁锰矿、花果岭铁锰矿、横曹岭铁锰矿等。

2 磁参数测量与采集

岩(矿)石磁参数测定分原位测量和标本测量。野外原位测量使用KT-10手持磁化率仪测定岩(矿)石磁化率值(κ)，磁参数测量定位使用手持GPS定位，每个测点采用多点多次读数，尽可能对出露的不同年代、不同岩性、不同构造单元的岩(矿)石进行系统、全面的测量。

岩性类别确定主要依据最新1∶25万区域地质调查[9-10]，对区内地层和岩浆岩进行归类，确定物性采集单元，对于地层以系或相同岩性为单元；岩浆岩以纪为时间单元，对每个时期的不同岩性进行磁化率值的采集。在重点航磁局部异常位置或主要地质体加大采集密度。

3 岩(矿)石磁化率特征

本次开展了实地磁性参数测量工作，测量点较为均匀地分布在测区各处(图1)。野外实测磁参数共计152处，获得有效磁化率数据4561个。同时，搜集了以往测区不同时期、不同单位开展地质工作时(多为矿区普查)所获得的岩(矿)石磁性参数。

根据野外磁化率实测结果，可将区内岩(矿)石划分为5个磁性级别：①强磁性，κ>2000×10-5SI；②较强磁性，κ=1000×10-5SI～2000×10-5SI；③中等磁性，κ=500×10-5SI～1000×10-5SI；④弱磁性，κ=100×10-5SI～500×10-5SI；⑤无磁性，κ<100×10-5SI。

表1—表3为研究区岩(矿)石野外实测磁化率分类统计结果，分别列出了地层、侵入岩、矿石的磁化率值分布范围。各类岩(矿)石磁化率特征分述如下。

(1)地层磁化率特征

研究区沉积岩十分发育，从新元古代到新生代均有出露。区内广泛出露的各年代砂岩、泥岩、灰岩等，通常磁化率在40×10-5SI以下，表现基本无磁性，不会引起有规模的磁异常。仅震旦系蓝田组、南华系南沱组，岩性为(岩屑)砂岩、砂质泥岩，磁化率最高为3570×10-5SI，分布地区可引起一定强度的正异常(表1)。凝灰岩类等火山碎屑岩磁化率较高，实测凝灰岩最高达2138×10-5SI，但出露面积很小，可引起局部跳跃变化正异常。

图1 青阳—芜湖地区实测岩(矿)石磁化率分布图Fig.1 Map showing the measured magnetic susceptibility distribution in Qingyang-Wuhu area

表1 青阳—芜湖地区地层岩石磁性参数统计Table 1 Statistics of the magnetic parameters of rocks in strata in Qingyang-Wuhu area

表2 安徽青阳—芜湖地区侵入岩磁性参数统计Table 2 Statistics of the magnetic parameters of intrusive rocks in Qingyang-Wuhu area

表3 安徽青阳—芜湖地区岩矿石磁性参数Table 3 Statistics of the magnetic parameters of rocks and ores in Qingyang-Wuhu area

(2)侵入岩磁化率特征

区内岩浆岩多期次侵入，岩性主要为钾长花岗岩、花岗闪长岩及二长花岗岩，以南部泾县—旌德地区侏罗纪侵入岩展布最为广泛。区内花岗岩的磁性强弱呈现了明显的侵入期次特征“早期强、晚期弱”，早期侏罗纪的侵入岩具有中等磁性，晚期白垩纪的侵入岩普遍为弱磁性。如侏罗纪二长花岗岩磁化率常见值高达1600×10-5SI，而到了白垩纪时常见值则不足200×10-5SI(表2)。侏罗纪花岗闪长岩具有较强磁性，磁化率最大值为6420×10-5SI，能引起强度达上千纳特的航磁异常，其磁性比花岗岩类强，也符合中酸性岩的磁性比酸性岩磁性强的这一普遍规律。

侏罗纪侵入岩的磁性明显强于白垩纪侵入岩，其引起的航磁异常强度明显大于白垩纪侵入岩，白垩纪花岗岩类引起的航磁异常较宽缓，侏罗纪花岗岩引起的航磁异常强度较大。

(3)矿石及蚀变围岩磁化率特征

根据收集的前人对本区矿石、含矿围岩的参数资料，各类矿石磁性特征如下：磁铁矿磁化率变化范围是428×10-5SI～2852×10-5SI，磁性较强，剩磁也较强。磁黄铁矿闪长岩磁化率变化范围是3187×10-5SI～20349×10-5SI，具有较强磁性。含磁黄铁矿矽卡岩磁化率变化范围是1965×10-5SI～12486×10-5SI，磁黄铁矿化灰岩磁化率变化范围是797×10-5SI～4611×10-5SI，含磁黄铁矿页岩磁化率变化范围是138×10-5SI～1369×10-5SI，呈弱磁性。铜矿呈无磁或弱磁性(表3)。

4 侵入岩圈定

不同地质体的岩石组成、矿物组成、结构构造等方面存在差异，而这种差异在磁场上往往会产生不同程度的反映[11-14]。依据各类岩(矿)石实测磁化率统计结果，根据航磁异常分布特征对研究区可以达到岩性地质填图之目的。通过区内实测磁化率特征分析可以看出，沉积岩地层表现基本无磁性，而区内侵入岩均有一定磁性，不同岩性间磁化率具有一定的差异，可以有效利用磁性参数建立解释标志，结合航磁特征综合分析对区内各类侵入岩进行圈定划分，并推断出部分隐伏岩体。

(1)姚村岩体(M8)、麻姑山(推测隐伏)岩体(M7)

姚村岩体地表有出露，岩性主要为钾长花岗岩，实测物性资料显示其与围岩有明显磁性差异(围岩基本无磁性)。从航磁△T阴影图(图2a)上看，姚村岩体附近显示为大型NE向条带状正负伴生异常，化极后正异常北移，与岩体边界套合较好，负异常不明显，结合剩余异常和垂向一阶导数阴影图看，正异常南北两侧梯度大，西侧沿走向在地表出露岩体之外仍有一定强度异常，但梯度较小，表明姚村岩体南北两侧边界倾角较大，近乎直立，而西侧沿走向缓倾伏在志留系及中生界地层之下。据此认为姚村岩体向SW方向隐伏状延伸。

麻姑山岩体(M7)地表无出露，是本次航磁测量推断的隐伏岩体，航磁△T阴影图(图2a)上显示为大规模正异常，利用各类航磁转换图件准确推断该区域志留系沉积岩盖层下隐伏有一规模较大的侵入岩体。

截取该区域的航磁数据进行了Euler 3D场源位置反演(图3)，从反演结果看，反演的场源位置很好地勾勒出了两个大岩体的三维形态。姚村岩体(M8)地表有出露，反演的场源位置集中在岩体南北两侧边界，且东西两侧深度差别较大，东侧等效场源深度范围0～1000 m，西侧等效场源深度范围为400～2200 m，表明岩体沿走向向南西西倾伏。而麻姑山岩体(M7)处的等效场源深度400～2200 m，表明其向下有很大延伸。

(2)港口湾岩体(M37)、桥头埠(推测隐伏)岩体(M39)

港口湾岩体地表有数处小岩株零星出露，岩性为花岗闪长岩，根据实测物性资料，具有较强磁性，与围岩有明显磁性差异(围岩基本无磁性)。

从航磁△T阴影图(图4a)上看，港口湾岩株分布区磁异常显示为近南北向排列的一大一小2个不规则团块状正异常，呈NW向分布，化极后异常中心NE偏移，结合剩余异常和垂向一阶导数阴影图，异常SW侧梯度较大，NE侧梯度较小，该岩体SW侧侵入面近乎直立，而NE侧缓倾伏在志留系地层之下。据此，推测深部为较大岩体。

桥头埠地表无岩体出露，航磁△T阴影图上显示为NE向条带状正异常，北侧有形态杂乱的NE向弱异常。根据区域地质资料，该异常走向和位置与桥头埠背斜一致，推断为隐伏岩体侵入桥头埠背斜核部。

5 结语

(1)区内沉积岩地层表现基本无磁性，侵入岩均有一定的磁性。磁化率最高的且分布面积最大的侵入岩为侏罗纪花岗闪长岩和二长花岗岩，同期同岩性的侵入岩磁性较为稳定，不同期同岩性侵入岩，磁化率大体呈现“早期强、晚期弱”的特点。沉积岩地层基本无磁性，航磁反映为平稳背景场。凝灰岩等火山质岩石磁化率较高，但出露面积小，可引起局部跳跃变化正异常。

(2)依据各类岩石实测磁化率差异，结合航磁特征综合分析，圈定划分了姚村岩体、麻姑山(推测隐伏)岩体、港口湾岩体、桥头埠(推测隐伏)岩体。

(3)由于区内的矿产与侵入岩息息相关，推测的隐伏岩体范围为找矿部位提供了新的靶区。麻姑山岩体为航磁推断隐伏岩体，与麻姑山铜钼矿有密切联系，建议在周边寻找与麻姑山铜钼矿床成矿模式类似的矽卡岩型矿床。桥头埠岩体为隐伏岩体侵入桥头埠背斜核部，是热液型铅锌、钨钼等多金属成矿有利部位，建议在岩体及周边进行地面工作。

图2 麻姑山岩体(M7)、姚村山岩体(M8)推断解释图Fig.2 Inferred interpretation of the Magushan (M7) and Yaocun rock mass(M8) a.航磁△T阴影图；b.航磁△T化极阴影图；c.航磁△T化极剩余异常阴影图； d.航磁△T化极垂向一阶导数阴影图；e.航磁推断岩体填图；f.区域地质图1.第四系；2.古近系双塔寺组；3.白垩系上统赤山组；4.志留系中下统唐家坞组； 5.志留系下统康山组；6.志留系下统河沥溪组；7.志留系下统霞乡组； 8.早白垩世侵入岩饭蒸尖单元；9.早白垩世侵入岩小昌溪单元；10.早白垩世侵入岩荆勘岭单元； 11.铜钼矿；12.断裂；13.航磁推断岩体边界及编号；14.地表出露岩体边界

图3 麻姑山岩体、姚村岩体Euler 3D场源位置反演平面图Fig.3 Inversion plan of Euler 3D source location for Magushan and Yaocun rock body (场源平面位置以圆点标示，场源深度以不同颜色渐变标示，底图为航磁△T影像图)

图4 港口湾岩体(M37)、桥头埠岩体(M39)推断解释图Fig.4 The interpretation map inferred from the Gangkouwan (M37) and Qiaotoubu rock body (M39) a.航磁△T阴影图；b.航磁△T化极阴影图；c.航磁△T化极剩余异常阴影图； d.航磁△T化极垂向一阶导数阴影图；e.航磁推断岩体填图；f.区域地质图1.第四系；2.白垩系下统中分村组；3.志留系中下统唐家坞组；4.志留系下统康山组； 5.志留系下统河沥溪组；6.志留系下统霞乡组；7.奥陶系；8.寒武系西阳山组； 9.晚侏罗世侵入岩乔亭单元中细、中粒花岗闪长岩；10.煤；11.石灰岩； 12.铀；13.断裂；14.航磁推断岩体边界及编号

致谢：衷心感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持。