金剛石找礦中高精度磁法的處理方法

高士銀，馮海林，王 謙

（江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院，江蘇 南京 210049）

1 工區(qū)地質(zhì)概況

工區(qū)位于郯廬斷裂帶西側(cè)，東距郯廬斷裂帶西緣斷裂約45km。工區(qū)分布的主要有青白口系、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭 - 二疊系及第四系?；鶐r主要分布于不牢河以北的丘陵區(qū)，不牢河以南僅大塔山、青山局部有震旦系城山組下段出露。工區(qū)位于大黃山 -賈汪復(fù)向斜 NE昂起端到大廟—艾山復(fù)背斜中段過(guò)渡翼，褶皺、斷裂發(fā)育，構(gòu)造形態(tài)較為復(fù)雜 ；斷裂構(gòu)造有 NE、NW、EW 及 SN 向。

2 地球物理前提

第四系中的粘土、松散物質(zhì)，沉積巖中灰?guī)r、白云巖、頁(yè)巖、砂巖、泥巖等為無(wú)磁性或微磁性。

巖漿巖由基性至超基性巖其磁性逐漸增大，且超基性巖的剩磁與感磁相當(dāng)或略大于感磁強(qiáng)度 ；它與變質(zhì)巖中的片麻巖磁性強(qiáng)度相當(dāng) ；但所反映的磁異常分布規(guī)律略有差異 ；巖漿巖主要沿構(gòu)造侵入，局部異常明顯，而變質(zhì)巖區(qū)磁異常與地層及變質(zhì)相關(guān)系密切。

金伯利巖的磁性變化范圍較大，從無(wú)磁到強(qiáng)磁 ；其中斑狀金伯利巖的磁性最強(qiáng)。根據(jù)已知金剛石礦與金伯利巖的相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)分析得知，多數(shù)金剛石礦與斑狀金伯利巖的關(guān)系最為緊密。因此，應(yīng)重點(diǎn)注意具有一定幅值、范圍較小的等軸狀磁異常區(qū)。

巖（礦）石之間的磁性差異是采用高精度磁法工作的地球物理前提。

3 工作方法與技術(shù)

3.1 高精度磁法概述

高精度磁法勘探是利用地殼中各種巖（礦）石間的磁性差異所引起的磁異常來(lái)尋找有用礦產(chǎn)或查明地下地質(zhì)構(gòu)造的一種地球物理勘探方法[1]。

3.2 資料處理

通過(guò)各項(xiàng)改正獲得 ΔT 數(shù)據(jù)后，采用地調(diào)局 RGIS 2012重磁電數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的重磁模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作。針對(duì)本區(qū)異常特征和解釋的需要，作了以下處理：

（1）面積磁異常的數(shù)據(jù)網(wǎng)格采用克里格法，網(wǎng)度為實(shí)際測(cè)網(wǎng)的網(wǎng)度，即 20m×10m。

（2）地磁要素主要通過(guò) RGIS 2012軟件調(diào)用 IGRF11模塊計(jì)算，求得工區(qū) 2015 年 8 月平均磁傾角 51.77°，磁偏角 ：-5.68°。

（3）二度半磁異常正演擬合 ：解釋人員根據(jù)鉆探、地質(zhì)及物性等方面的資料，建立地質(zhì)地球物理模型輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行正演計(jì)算，根據(jù)正演計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)曲線差異不斷修改模型直到滿意為止，以達(dá)到推斷磁性體的水平延伸和垂向賦存狀態(tài)的目的。

二度半磁異常正演擬合時(shí)往往需要計(jì)算異常體的頂部埋深，通常采用經(jīng)驗(yàn)切線法和功率譜方法來(lái)計(jì)算。經(jīng)驗(yàn)切線法是利用過(guò)異常曲線上特征點(diǎn)（如極大值、極小值、拐點(diǎn)等）的切線之間交點(diǎn)的坐標(biāo)間關(guān)系計(jì)算磁性體頂部埋深的方法，埋深 ：h=（（X1-X2）+（X3-X4））/4（X 為水平坐標(biāo)），如圖 1所示。

圖1 經(jīng)驗(yàn)切線法示意圖

功率譜方法是對(duì)磁異常數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，再計(jì)算變換后的對(duì)數(shù)功率譜。對(duì)數(shù)功率譜的特點(diǎn)是 ：深源場(chǎng)響應(yīng)的低頻段快速衰減，而近地表場(chǎng)源的響應(yīng)曲線下降較緩。依據(jù)功率譜對(duì)頻率的關(guān)系可以近似計(jì)算磁性體頂面的平均深度。本次使用RGIS2012 的“剖面磁源深度計(jì)算”模塊計(jì)算頂面深度。

4 成果解釋

刨去所有干擾異常，B 工區(qū)有效異常僅工區(qū)北部一正負(fù)伴生異常 B-1（如圖 2），該異常正負(fù)伴生，以正異常為主，正異常最大可達(dá) 260nT，負(fù)異常最大達(dá) -120nT，異常梯度較陡，正異常呈近等軸狀分布，范圍約 150m×150m。

圖2 B工區(qū)高精度磁測(cè)平面等值線圖

為了對(duì) B-1 異常深入分析，布置了精測(cè)剖面 B1。剖面 B1 總長(zhǎng)約 500m，走向約 347°，ΔT 原始曲線整體光滑。剖面 290m處出現(xiàn)正異常極大值，最大可達(dá) 580nT，剖面 350m 處出現(xiàn)負(fù)異常極大值，最大可達(dá) -200nT 左右，異常寬約 150m，如圖 3 所示。運(yùn)用“切線法”和“功率譜法”估算異常頂部埋深約 15m 左右，根據(jù)異常特征該剖面的正演擬合，推測(cè)該異?？赡苡蓪挾葹?0m，磁化強(qiáng)度為 2A/m 的基性、超基性巖體所引起（圖 3），但也不排除金伯利巖的可能。

圖3 B1剖面正演擬合圖

圖 4 為穿過(guò) B-1 異常的一條圖切剖面，剖面長(zhǎng) 730m，剖面走向 160°。剖面 290m 處出現(xiàn)負(fù)異常極大值，最大為 -160nT 左右 ；剖面 310m 處出現(xiàn)正異常極大值，最大為 500nT 左右。負(fù)異常極大值到正異常極大值 20m 范圍內(nèi)磁場(chǎng)變化 660nT，可見(jiàn)異常梯度較大。通過(guò)歸一化計(jì)算可以看出引起該異常的異常體埋深較淺，頂部埋深靠近地表 ；異常體形態(tài)近乎直立，呈直立圓筒狀，這與B1剖面正演擬合圖反映的信息吻合。

圖4 圖切剖面歸一化梯度反演模型圖

為了進(jìn)一步圈定該異常的的成礦部位，對(duì)該異常進(jìn)行了三維梯度相關(guān)反演成像，成像結(jié)果如圖 5 所示。由圖可以看出異常體呈筒狀體，異常體近乎直立，上頂埋深近地表，下延深度約70m，形態(tài)特征與已有金剛石成礦巖筒的異常特征相符。

圖5 三維梯度相關(guān)系數(shù)反演成果圖

綜合上述分析以及本區(qū)金剛石成礦條件，推測(cè) B-1 異?？赡苡山绷⒔鸩麕r筒所引起。

5 結(jié)論與建議

本次磁測(cè)工作找金剛石以金伯利巖為主攻方向，獲得磁異常后對(duì)磁異常深度的初步判斷可采用切線法和功率譜法。對(duì)磁異常進(jìn)一步予以剖析需布置剖面工作，之后結(jié)合面積性工作對(duì)剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行正演擬合及三維梯度相關(guān)系數(shù)反演均取得了較好的效果。