重力勘探在某一帶地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

重力勘探在某一帶地質(zhì)勘查中的應(yīng)用摘要：根據(jù)以往地質(zhì)資料成果，圍繞勘查區(qū)內(nèi)圈定的磁異常及新發(fā)現(xiàn)礦（化）點(diǎn)開展鐵多金屬礦找礦工作，進(jìn)行重力測(cè)量，建立重力異常特征與成礦地質(zhì)環(huán)境、礦（帶）體間的相互關(guān)系。了解工作區(qū)的重力場(chǎng)分布特征，圈定了布格重力異常區(qū)及重力變化梯級(jí)帶，以取得找礦突破。關(guān)鍵詞：布格重力異常磁異常梯度帶1礦區(qū)地質(zhì)概況地層、火成巖、構(gòu)造⑴工作區(qū)位于恰普河金銅鐵多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)，工區(qū)隸屬于塔里木-南疆地層大區(qū)、中天山-馬鬃山地層分區(qū)之伊寧地層小區(qū)。工區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組。下石炭統(tǒng)大哈拉軍組為一套中-基性海相火山噴發(fā)-沉積巖建造，為礦區(qū)的含礦地層。地層走向近東西，巖性以基性-中性及酸性火山巖為主，按其巖性特征由上至下可分為兩個(gè)巖性階段，大哈拉軍山組第一段（C1d1）：分布于工作區(qū)北部，主要巖性有玄武質(zhì)安山巖、輝石安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖、晶屑巖屑凝灰?guī)r。該巖性段分布有高磁異常，火山巖相也略具環(huán)狀分布特征。大哈拉軍山組第二段（C1d2）：巖性為一套紫色、紫紅色安山巖、英安巖、流紋巖，多為火山噴發(fā)后期中酸性巖漿侵出相產(chǎn)物，均呈小型巖丘狀產(chǎn)出，顏色多為深肉紅色。由西往東，韻律具由輝石安山巖、玄武安山巖、安山質(zhì)熔巖、英安巖、凝灰?guī)r組成。工區(qū)以早期火山噴發(fā)-沉積旋回最為重要，該旋回火山巖含有磁鐵礦，表現(xiàn)為高磁異常，目前還未發(fā)現(xiàn)較好的鐵礦化蝕變。⑵區(qū)內(nèi)西南部出露一套次火山巖相玄武安山玢巖，呈巖珠狀產(chǎn)出。在工區(qū)南部玄武安山巖中出露少量肉紅色花崗閃長(zhǎng)斑巖，脈長(zhǎng)40m，寬20m。⑶工區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，由于第四系覆蓋可識(shí)別出三條斷層。F1斷裂：分布于區(qū)內(nèi)中部，該斷層呈北西南東走向，長(zhǎng)約1.5km，北東傾，產(chǎn)狀35°∠70°。斷層經(jīng)過處巖石具碎裂巖化、泥化、褐鐵礦化;F2斷裂：分布于區(qū)內(nèi)北西部。該斷層北西走向，長(zhǎng)約0.2km，北東傾，產(chǎn)狀75°∠65°。該斷層受F1、F3斷裂控制，斷層過處造成地層錯(cuò)動(dòng);F3斷裂：分布于區(qū)內(nèi)南部，該斷層北西走向，長(zhǎng)約1.2km，北東傾，產(chǎn)狀35°∠66°。斷層過處巖石具碎裂巖化、泥化、褐鐵礦化。1.2地球物理特征根據(jù)所測(cè)得巖石物性資料，工作區(qū)出露的巖石磁化率和剩余磁化強(qiáng)度普遍偏大,沉凝灰?guī)r、玄武質(zhì)安山巖、安山巖屑熔結(jié)凝灰?guī)r、含火山角礫安山巖、輝綠玢巖、綠簾石化含角礫熔巖、杏仁狀安山巖引起的磁異常強(qiáng)度大小分別為161.31、1199.70、324.25、668.11、278.11、223.21、391.09、621.18nT。全區(qū)地表標(biāo)本的密度都比較接近，玄武質(zhì)安山巖、安山巖屑熔結(jié)凝灰?guī)r、含火山角礫安山巖、輝綠玢巖、綠簾石化含角礫熔巖較高，密度基本在2.7～2.8g/cm3；沉凝灰?guī)r密度較低2.59～2.67g/cm3，有明顯的密度差異。2工作方法與技術(shù)2.1野外工作方法及技術(shù)要求本工作區(qū)使用同一型號(hào)且性能相同的CG-5高精度重力儀進(jìn)行野外測(cè)點(diǎn)觀測(cè)，重力儀投入野外作業(yè)前，依次進(jìn)行了下列各項(xiàng)調(diào)節(jié)和校驗(yàn)。主要包括重力儀光線靈敏度調(diào)節(jié)、水準(zhǔn)器調(diào)節(jié)、靜態(tài)零點(diǎn)位移測(cè)定、動(dòng)態(tài)零點(diǎn)位移測(cè)定、重力儀一致性測(cè)定、重力儀格值標(biāo)定，以及野外工作開展前測(cè)區(qū)重力基點(diǎn)的選擇和修建。（1）重力儀的調(diào)節(jié)與試驗(yàn)。使用CG-5重力儀，在開工前，首先檢查和校驗(yàn)重力儀的各項(xiàng)參數(shù)，檢驗(yàn)調(diào)整的內(nèi)容包括：漂移常數(shù)（DRIFT)、靈敏度（SENSI?TIVITY)、偏移（OFFSET)、格值因子Gcal1、水準(zhǔn)器測(cè)定。（2）格值標(biāo)定。重力測(cè)量建立Ⅱ級(jí)重力基點(diǎn)網(wǎng)使用的格值均在國(guó)家級(jí)重力儀格值標(biāo)定場(chǎng)上進(jìn)行，其測(cè)定的相對(duì)均方誤差(▽格)均不大于1/5000，使用新格值計(jì)算觀測(cè)的數(shù)據(jù)。采用雙程往返重復(fù)觀測(cè)法取得獨(dú)立增量，合格增量的數(shù)量多于6個(gè)，各個(gè)獨(dú)立增量結(jié)果與平均獨(dú)立增量之差不超過±0.02格，不合格增量少于2個(gè)。（3）重力儀靜、動(dòng)態(tài)零點(diǎn)位移試驗(yàn)及一致性試驗(yàn)。（4）試驗(yàn)結(jié)果評(píng)述。對(duì)所有參與生產(chǎn)的儀器進(jìn)行了調(diào)試和性能試驗(yàn)，在工區(qū)依次進(jìn)行了靜態(tài)零點(diǎn)位移試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)零點(diǎn)位移試驗(yàn)和一致性試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均合格，表明兩臺(tái)重力儀性能穩(wěn)定，精度較高，一致性良好，能夠達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，可以同時(shí)投入生產(chǎn)。2.2重力基點(diǎn)此次工作重力基點(diǎn)未與國(guó)家已知重力基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，重力勘查規(guī)范要求，在進(jìn)行大比例尺重力勘探時(shí)，重力基點(diǎn)的絕對(duì)重力值可以為假定值，基點(diǎn)絕對(duì)重力值假定為980087×10-5m/s2，對(duì)勘查區(qū)重力異常進(jìn)行解算。2.3測(cè)點(diǎn)觀測(cè)方法與技術(shù)（1）測(cè)點(diǎn)的重力觀測(cè)采用單程觀測(cè)法，按基點(diǎn)-輔點(diǎn)-基點(diǎn)-測(cè)點(diǎn)-基點(diǎn)的觀測(cè)流程進(jìn)行觀測(cè)；閉合時(shí)間根據(jù)儀器的靜、動(dòng)態(tài)零點(diǎn)位移試驗(yàn)確定，在三個(gè)工作日中，當(dāng)天閉合時(shí)間沒有超過12h。（2）重力測(cè)點(diǎn)觀測(cè)的每個(gè)閉合段零點(diǎn)位移值沒有超過設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)均方誤差的3倍，每個(gè)閉合段的零點(diǎn)位移值都小于40×10-8m/s2。（3）基、測(cè)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)，一組讀數(shù)中任意兩個(gè)讀數(shù)相差不得超過5×10-8m/s2，水泡調(diào)平準(zhǔn)確到±10刻度以內(nèi)，基－輔－基觀測(cè)的時(shí)間間隔大于5min，連續(xù)兩次基點(diǎn)觀測(cè)的讀數(shù)值或重力值小于10×10-8m/s2。（4）基、測(cè)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)的單次讀數(shù)時(shí)間為30s（根據(jù)實(shí)際環(huán)境和滿足精度要求的前提下調(diào)整），觀測(cè)時(shí)，將傳感器XY偏移量校準(zhǔn)在±10之間，SD值小于0.010，標(biāo)準(zhǔn)差小于0.100，每個(gè)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)兩次以上，且連續(xù)兩次的讀數(shù)差小于10×10-8m/s2。（5）儀器在工作中受震時(shí)，必須到受震前3～5個(gè)點(diǎn)重復(fù)觀測(cè)，檢查儀器掉格情況，如掉格不符合要求，則該閉合段觀測(cè)作廢，并重新觀測(cè)。本次工作中儀器沒有發(fā)生受震的情況，觀測(cè)過程正常。（6）野外觀測(cè)時(shí)，重力儀底盤平面與高程測(cè)量點(diǎn)的高度應(yīng)保持一致。在工作中，測(cè)量人員與重力組同步實(shí)測(cè)，保證了測(cè)量高度一致。3資料處理實(shí)測(cè)重、磁異常是地下地質(zhì)體的綜合效應(yīng)，為了更有效的突出目標(biāo)體信息，壓制非目標(biāo)體信息，將實(shí)測(cè)單參量轉(zhuǎn)換成解釋需要的多參量。（1）數(shù)據(jù)的頻率域向上延拓。重磁異常隨著觀測(cè)高度的變化將發(fā)生明顯的變化，并且其變化程度與異常體形態(tài)、大小有關(guān)。向上延拓將使小而淺的物體產(chǎn)生的具有“高頻”特性的異常比大而深的物體產(chǎn)生的具有“低頻”特性的異常更快地衰減，有利于相對(duì)突出大而深的物體產(chǎn)生的重力異常。（2）重力異常的場(chǎng)分離。實(shí)測(cè)重、磁場(chǎng)都具有疊加效應(yīng)，在研究局部構(gòu)造時(shí)難以使用。選用合適的資料處理方法，如頻率域異常分離法、空間域的網(wǎng)格法和趨勢(shì)分析法以及正演計(jì)算剝離法等，都可以有效突出局部研究目標(biāo)的重、磁效應(yīng)，以利于對(duì)局部異常的定性分析與定量計(jì)算。（3）重力異常的垂向二階導(dǎo)數(shù)。重磁異常的垂向?qū)?shù)有較高的分辨率，利用它可以從復(fù)雜的疊加異常中提取出目標(biāo)異常。其主要目的在于消除區(qū)域場(chǎng)的影響，突出局部異常，大致圈定地質(zhì)體的接觸邊界。（4）數(shù)據(jù)的正演模擬。利用已有資料，比如已知鉆孔，結(jié)合該區(qū)域的鉆孔物性參數(shù)，利用正演模擬的方法擬合實(shí)測(cè)曲線，以大致了解特征剖面的地下密度模型。4資料解釋與推斷經(jīng)過對(duì)布格重力異常等值線平面（圖1）的分析：勘查區(qū)的布格重力異常值分布在-1.1×10-5～2.4×10-5m/s2，布格重力值變化較大。呈現(xiàn)中部高、南北低；布格重力異常存在一條北西-南東向高布格重力異常帶，異常中心呈串珠狀。高布格重力異常與兩側(cè)低布格重力異常有兩個(gè)明顯的梯級(jí)帶。南部的重力梯級(jí)帶比北邊異常等值線密。測(cè)區(qū)布格重力異常等值線圖中有兩個(gè)明顯的重力異常梯級(jí)帶。一條位于測(cè)區(qū)南部，梯度值變化較大，布格重力異常值0.120×10-5～1.320×10-5m/s2，梯度值變化達(dá)到1.2×10-5m/s2，寬度最寬僅為67m，最窄處僅為44m，異常等值線呈明顯的帶狀展布。根據(jù)全區(qū)的布格重力異常分布情況，該處重力梯度變化較大。磁測(cè)在該處有明顯的串珠狀正磁異常。地質(zhì)上顯示該處為F3斷裂從該梯級(jí)帶通過，斷裂在地質(zhì)圖上的延伸方向與該梯級(jí)帶的展布情況基本一致。根據(jù)實(shí)地情況，F(xiàn)3斷裂通過的區(qū)域在地表有明顯的碎裂化，該處巖石破碎較為嚴(yán)重，使巖石密度有所降低，布格重力異常值變化較大引起。另一條位于測(cè)區(qū)東北部，梯度值變化較大，布格重力異常值為-1.080×10-5～1.320×10-5m/s2，梯度值變化達(dá)到2.3×10-5m/s2，寬度最寬處僅為100m，最窄處僅為70m，異常等值線呈明顯的帶狀展布。根據(jù)全區(qū)的布格重力異常分布情況，該處重力梯度變化較大。磁測(cè)在該處無明顯反應(yīng)。地質(zhì)上顯示安山巖與輝石安山巖的巖性分界線。分界線在地質(zhì)圖上的延展方向與該梯級(jí)帶的展布情況基本一致。根據(jù)巖石物性參數(shù)，該巖性分界線的重磁異常反應(yīng)安山巖與輝石安山巖有比較明顯的密度差異，而并無明顯的磁性差異。在布格異常圖上，明顯分為三個(gè)局部高重力異常，在平面上處于北西-南東向高布格重力異常帶中，將其分別編號(hào)為M-G-1、M-G-2、M-G-3。5結(jié)論結(jié)合磁、地質(zhì)資料，對(duì)重力資料的推斷如下：M-G-1、M-G-3重力異常的連線與F1斷裂的展布情況基本吻合，而且該區(qū)域重力異常呈明顯的高布格重力條帶形。F1斷裂通過區(qū)域地表有明顯的碎裂化存在，巖石密度應(yīng)較低，應(yīng)不該引起該重力異常。推斷可能為斷裂形成后，該斷裂區(qū)域有巖漿活