地面高精度磁测在内蒙某矿区寻找隐伏构造的应用

黄雪林，王 强，李照寰，余 超，周洪祥

（1.四川省冶金地质勘查局六0五大队，四川 眉山 620860；2.成都理工大学工程技术学院，四川 乐山 614000）

我国西北地区地域辽阔，沙漠、戈壁广为分布，在开展地质工作时往往由于地表覆盖厚而很难发现隐伏构造。所谓“隐伏构造”是指掩盖在地表岩石或沙土之下的隐伏断层或褶皱。由于构造作用会造成地球物理物性发生差异变化，采用地球物理方法寻找隐伏构造是常用的手段，而被广泛应用的是地震、电法。而沙漠、戈壁的特殊地理环境及恶劣的气候条件，使这些方法的测量变得相对复杂、费用较高。

由于断裂构造形成过程中不同性质基岩、不同岩性物质的填充，会存在不同磁性差异，因此利用高磁测量发现、研究这些磁异常，并进行一定数据处理和分析，总结构造地质体的磁性特征，提高磁测成果解译水平，将磁测应用于寻找隐伏构造具有非常重要的意义。

1 区域地质背景

本区大地构造处于塔里木板块东南缘与华北板块北缘结合部的天山地槽褶皱系北山晚华力西地槽褶皱带，位于雅干复背斜南部。北部有近东西向的哈珠―雅干深大断裂通过，东临北东向的恩格尔乌苏大断裂，南部有乌兰套海深断裂，西临北北东向的拐子湖―呼和音乌苏弧形挤压带。其特殊的大地构造位置造成了本区以北西向、北东向构造为主，并形成了大量的次级构造和环形构造。

北西向构造控制了本区早期基地构造格局，北东向构造控制了本区晚期构造格局，并对北西向构造进行了破坏和改造。构造形迹以断裂构造、褶皱构造为主，韧性剪切变形构造带和反“S”型构造次之。测区主要分布北西向断裂构造F66、F67两条。

1.1 F66断裂

位于测区南东部，出露长约9.7Km，总体走向295°～330°，产状232°～235°∠53°～61°，性质为正断层。断裂破碎带内为构造碎裂岩、硅化碎裂岩。使古硐井群下岩组与中岩组呈断裂接触。

1.2 F67断裂

与F66平行产出位于测区南东部、出露长约10.4Km，总体走向289°～343°，产状225°～240°∠56°～85°，性质为正断层。断裂破碎带内为硅化碎裂岩，两侧岩石为大理岩和粉砂岩，大理岩断面陡立，局部扭曲破碎强烈，断面可见擦痕。使古硐井群中岩组与下岩组呈断裂接触。

2 测区地球物理特征

在测区重要地段，重要异常处采测各类岩（矿）石标本共计229块测区所有岩类都具一定磁性，磁性强弱顺序依次为：石英闪长岩—花岗闪长岩—石英砂岩—大理岩—石英，均为弱磁性，磁化率平均值小于50（10-6SI），其中石英闪长岩与花岗闪长岩磁性相对高，是引起磁异常的主要岩石，在地面磁测中具有一定走向，形态较规则的磁异常应由此类岩（石）体引起；其他岩石则呈底弱磁性，磁化率平均值小于10（10-6SI），基本无法引起磁异常。由于挤压破碎会造成磁性降低、密度减小，在没有岩浆侵入的情况下，往往形成一个降低的负磁异常区(带)，测区中此类异常应为构造（破碎带）引起。

3 测区磁异常特征研究及推测构造

通过对测区磁测资料处理，由磁测ΔT平面等值线（图1）可以看出磁异常总体呈北西—南东向条带状，西南侧第四系中为相对高值正异常，其他为相对低值负异常并伴生正异常。正负异常幅值均较低，等值线梯度在正负交界处相对较陡，其它地方相对平缓。异常走向与本区地层、岩脉、构造走向基本一致。

图1 磁测ΔT平面等值线图

由ΔT剖面平面，异常主要分布于测区西南、东南与中部，西南部异常为较完整的正异常，中部及东部异常呈多条条带状，异常交界处相对凌乱，被负异常分隔开，具断层构造异常特征。异常走向亦与本区地层、岩脉、构造走向基本一致。

ΔT经化极处理后正异常北移，正异常等值线分布较均匀，推测岩体倾向较陡，与地层倾向特征一致。异常走向为北西—南东，与地层走向基本一致。正异常在西南较连续，在中部及南东侧出现多个小异常，推测异常由小岩体引起或被多条断裂（破碎带）分开。

为进一步分析，研究磁场特征，对ΔT作水平0°、45°、90°、135°方向导数计算。其中水平90°、135°方向导数无明显构造特征，与区域地质构造特征相符。

水平0°方向导数（图2），测区南东侧有一近东西向正负分带的条带状异常，长度较大，异常东侧正负分带明显，交界处条带状，磁场强度相对高、梯度相对陡，异常西侧正负分带相对较弱，梯度平缓。异常位于同一岩层（ChG3）中，正负异常应由构造引起，断层特征明显，推测此处有一条近东西向断层（破碎带）（编号：F1）。

图2 磁测ΔT水平0°方向导数图

测区中北侧亦有一近东西向正负分带条带状异常，正异常较完整，负异常相对不规则，正负交界位置南侧为近东西向，北侧不规则，长度较大。异常南侧为石英闪长岩（Cδο）、北侧为辉绿岩脉（βμ），此处亦可能存在一条近东西向断层（编号：F2）。

测区北西侧，有一较大正异常被一近东西向负异常断开，负异常南北两侧与正异常交界位置梯度相对陡，呈东西向条带状展布。异常大部分位于同一岩层（ChG3）及第四系（Qpal-pl）中，正负异常应由构造引起，断层特征明显，推测此处有一条近东西向断层（编号：F3）。

水平45°方向导数（图3），测区南侧为一北西—南东向正负分带条带状异常，正负分带明显，交界处呈条带状，磁场强度相对高、梯度相对陡，长度较大，在测区南东侧向南偏移。异常附近为F67断层，F67断层南西主要出露古硐井群下组：灰白色灰色深灰色变质粉砂岩、变质石英砂岩、变质石英细砂岩（ChG1），F67断层北东主要出露古硐井群中组：灰白色硅化大理岩、大理岩（ChG2），由物性测量出露的两种地层岩性磁性均较弱，一般不会引起此类异常。正负异常应由构造引起，断层特征明显，推测此处有一条近东西向断层（破碎带）（编号：F4）。

测区北侧为一北西—南东向正负分带条带状异常，正负分带较明显，交界处呈条带状，磁场强度相对高、梯度相对陡，长度较大。异常大部分位于同一岩层（ChG3）中，正负异常应由构造引起，断层特征明显，推测此处为一条近东西向断层（破碎带）（编号：F5），断层在北西侧与推测的F3相连，应为F3断层（破碎带）的延伸，F3、F5为同一断层（破碎带），最终编号F3。

图3 磁测ΔT水平45°方向导数图

为了反映深部磁性地质体情况及分离局部异常评价低缓异常，对ΔT作上下延拓处理。随着上延的增加，正异常面积逐渐扩大，异常变得平滑，幅值减小，梯度变缓，正负异常形态及交界位置基本无变化，推测的断层仍能较清晰反映；随着下延的增加，幅值增大，梯度变陡，局部异常更明显，正负异常形态及交界位置仍无变化，推测的断层反映更清晰。

4 结论

通过地面高精度磁测工作，推测断层4条，其中F4断层应为区域F67断层向北西的延伸，F1～F3断层为新推测的隐伏断层。

沙漠（戈壁）地区覆盖较厚，其构造特征很难在地表发现，本文通过对磁测资料综合研究，分析得出构造（破碎带）磁异常主要存在以下三点特征：

（1）呈线性展布的串珠状条带相对高磁异常，此类高磁异常可能是沿断裂侵入的岩体或磁铁矿化引起。

（2）呈线性展布的较窄脉状形相对低磁异常，此类低磁异常可能是由断裂破碎造成岩石磁性降低形成的。

（3）断裂构造导致上下盘错动以及两侧岩性发生明显差异变化，在磁场上形成不同异常强度的磁场区，此类不同磁异常强度区域的分界位置可能为构造活动造成的。