高精度磁测划分弱磁地层界线的应用效果

2010 第 19 卷 第 2 期 2010 Vol.19 No.2 甘 肃 地 质 GANSU GEOLOGY 文章编号：1004-4116(2010)02-0080-0005 高精度磁测划分弱磁地层界线的应用效果 冯 军 （甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000） 摘 要：甘肃省西和县大坪测区、礼县马家沟测区、肃南县黑沟西测区应用高精度磁法测量划分弱磁性地层界 线的效果良好， 岩性磁化率差值在 10～20×10-5SI 以上， 磁异常差值在 10～20nT 以上的弱磁性地层界线可以明显区 分。 在实际生产中对地质填图起到了指导作用。 关键词：高精度磁测；界线；弱磁地层；划分；应用效果；甘肃 中图分类号：P631 文献标识码：B 不同种类的岩石具有不同的磁性， 岩石中铁磁 性矿物的有无、含量的多少、颗粒的大小及分布情况 决定了岩石的磁性强弱。 一般来说， 火成岩磁性最 强，沉积岩最弱，变质岩介于两者之间，各类岩石磁 参数分布范围见表 1[1]。 弱磁性地层多为沉积岩和原岩是弱磁性的变质 岩及部分酸性岩浆岩， 其岩石磁化强度 Jr 一般在 10-2～102A ／m之间，磁化率 κ 在 101～102×10-5SI 之间。 随着磁测仪器的改进和磁测精度的提高， 测量弱磁 介质的磁性差异在磁法测量中也得到了较多的利 用。高精度磁测配合地质填图，不仅可以确定强磁性 岩石边界[2]，而且还能较为准确的确定某些沉积岩及 其它弱磁性岩石边界。 近几年大规模开展的矿产远 景调查均采用了高精度磁测做为物探扫面的主要方 法，取得了大量的磁测成果，充分利用磁测资料为地 质填图、 划分地质单元、地质找矿提供更多地有用信 息，有着较为重要的意义。 以下是利用高精度磁测划 分确定弱磁地层界限矿产大调查工作中的应用实例。 1 西和县大坪铅锌矿点 工区位于西和洛峪—大桥一带， 东接西成铅锌 矿田，北部有小峪河铜铅锌小型矿床、尖石崖铅锌矿 化点等。区内出露地层主要为中泥盆统西汉水群，岩 性为长石石英砂岩、粉砂岩、钙质板岩、炭质板岩及 灰岩、生物灰岩，其次为新近系紫红色厚层砂砾岩、 砾岩、泥岩①。由于测区地表覆盖较厚，给地质填图确 定地层界线和划分构造带来一些实际困难， 故选择 高精度磁测作为物探测量主要方法。 区内岩矿石物性标本测量结果如表 2。 收稿日期:2010-03-08 作者简介:冯军（1963～），男，甘肃省张掖人，高级工程师，1984 年毕业于西安地质学院(现长安大学)地球物理勘探系，长期从事地球物 理勘探工作。 ① 甘肃省地质调查院，甘肃西秦岭地质铅锌多金属矿评价 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，2008。 表 2 大坪测区物性标本测量结果 Table 2 Measured results of sample for geophysical properties in Daping area 岩石类型 超基性岩 基性岩 酸性岩 变质岩 沉积岩 κ（×10-5SI） 102~104 101~104 101~103 101~103 101~102 Jr（×10-5CGSM） 102~104 101~104 101~104 101~102 101~102 表 1 全国岩石磁性分布情况 Table 1 Distribution of rock magnetism in China 岩石 名称 标本 块数 磁化率（×10-5SI） 备 注 极小值 极大值 平均值 板 岩 7 17 20 18.5 含炭 板 岩 24 3 48 25.0 灰 岩 21 1 73 39 石英脉 8 3 4 3.8 含铜、铅、锌、铁硫化物 石英脉 8 1 25 12.8 褐铁矿化、孔雀石化 石英脉 9 3 16 9.5 砂 岩 17 5 34 24 第 2 期 图 1 大坪地质图及高精度磁测 ΔT 平面等值线图 Fig.1 Geological map of Daping area and contour plan of ΔT made by high-precision magnetic survey 1—第四系黄土、残坡积砂土、碎石；2—泥盆系西汉水群第三岩性组第四段厚层灰岩夹泥质板岩及粉砂质板岩； 3—泥盆系西汉水群第三岩性组第三段薄层灰岩、泥质板岩、粉砂质板岩；4—泥盆系西汉水群第三岩性组第二段粉砂质板岩、含炭钙 质板岩夹细砂岩；5—泥盆系西汉水群第三岩性组第一段中厚层细砂岩、粉砂岩；6—中厚层灰岩；7—炭质板岩；8—石英脉； 9—实测地质界线；10—实测及推测逆断层；11—实测及推测正断层；12—磁异常正值等值线；13—磁异常负值等值线；14—铅、锌矿点 冯军等：高精度磁测划分弱磁地层界线的应用效果 测区地层岩性和岩石标本磁性均很弱， 主要岩 性灰岩、板岩、砂岩磁化率在 18～39×10-5SI，灰岩和 板岩较砂岩及其它岩石磁性稍高，但彼此差异很小。 高精度磁测△T 磁异常显示 （图 1）， 以 F1 为 界，南北两侧磁异常分区非常清晰，北侧△T 值多在 0～20nT，以正异常为主，伴有少许负异常；而 F1 南 侧△T 值多在-30～0nT，以负异常为主，伴有少许正 异常及个别正异常条带。△T值 0～20nT磁异常区主 要对应灰岩及板岩为主的地层，△T 值-30～0nT 磁 异常区则主要对应砂岩、砂板岩为主的地层。界限以 北是泥盆系西汉水群第三岩性组第三段的钙质板 岩、泥质板岩和大量的薄层灰岩、中厚层灰岩，界限 以南则以泥盆系西汉水群第三岩性组第二段的粉砂 岩、砂板岩、千枚岩夹有少量薄层灰岩和中层灰岩。 磁异常的正负区分界线清晰的反映出了两组不同地 层的分界线，并且位置也与地质界线对应。 测区极化率、 电阻率异常也与△T 磁异常相符 （图 2），磁异常界线位于一组 NEE 向低阻带，反映 了两组不同岩性段地层的分界线， 和还存在着相对 应的断裂或破碎带（即 F1）。 该断裂出现极化率异常 带， 极化率异常中心均见铅锌和铜矿化， 个别为矿 点，成矿条件较好。 2 礼县马家沟测区 该区地质环境与西和县大坪相似， 地层主要有 中泥盆统西汉水群， 岩性以碎屑岩为主， 夹灰岩、 粉砂质、 泥质板岩、 泥灰岩； 测区主要为灰绿色 薄—中厚层钙质砂岩、 粉砂岩夹千枚岩薄层灰岩和 灰—浅灰色薄—中层钙质砂岩、千枚岩，夹少量灰岩 （图 3）。 区内砂岩磁化率较高 144×10-5SI（表 3），灰岩次 之 61×10-5SI， 板岩最低 16×10-5SI， 磁化率差异在 40～60×10-5SI之间，差值较小。 测区中北部以正磁异常为主 （图 4），△T 最大 60.37nT，南侧以负磁异常为主，最小值－18.11nT，界 线基本以贯穿测区东西向的弧线（JX）划分。 区内出 露地层为中泥盆纪西汉水群第三岩性组， 正异常区 主要岩性为灰绿色粉砂质板岩、粉砂岩、细砂岩夹薄 层灰岩，以砂岩为主；负异常区主要岩性为灰色钙质 81 第 19 卷甘 肃 地 质 图 3 马家沟测区地质图（附极化率等值线） Fig.3 Geological sketch of Majiagou area, showing contour of polarizability 1—第四系残坡积黄土；2—粉砂质板岩、粉砂岩、细砂岩夹薄层灰岩；3—灰色板岩、炭质板岩夹薄层灰岩；4—粉砂质板岩、千枚岩； 5—厚层灰岩；6—炭质板岩；7—断层及编号；8—铅锌矿化点；9—极化率异常等值线及编号 图 2 大坪极化率、电阻率平面等值线图 Fig.2 Contour plan of polarizability and resistivity in Daping area 1—视极化率异常等值线；2—极化率异常编号；3—推测断层及地层界线；4—铜、铅锌矿点；5—视电阻率异常等值线 板岩、千枚状泥质板岩、含炭钙质板岩、炭质板岩夹 薄层状灰岩和薄层灰岩等，砂岩较少。砂岩磁化率高 于灰岩和板岩， 以砂岩为主的地层引起的磁异常也 高于以灰岩和板岩为主的地层， 正负异常区界线也 反映了两套不同地层接触带的位置。 马家沟测区因无中强磁性物质 （基性岩体、 超 82 第 2 期 图 5 黑沟西测区地质图 Fig.5 Geological map of west Heigou Area 1—全新统冲洪积砂、砂土、砾石；2—古近系白杨河组砖红色岩 屑长石砂岩、含砾粗砂岩；3—泥盆系老君山组砾岩、含砾粗砂岩； 4—寒武系黑茨沟组绿泥片岩、粉砂质板岩；5—寒武系黑茨沟组 石英片岩；6—绿泥片岩；7—粉砂质板岩；8—闪长岩； 9—实测地质界线；10—实测断层 图 4 马家沟测区磁异常△T 平面等值线图 Fig.4 Contour plan of △T in Majiagou area 1—磁异常正值等值线；2—磁异常负值等值线；3—推测断层及编号；4—推测断层界线 表 3 马家沟测区物性标本测量结果 Table 3 Measured results of sample for geophysical properties in Majiagou area 岩石名称 标本块数 极 化 率 （％） 磁化率（×10-5SI） 备 注 极小值 极大值 平均值 极小值 极大值 平均值 板 岩 50 3.5 0.43 1.33 68 4 16 板 岩 16 4.74 1.32 2.49 2479 1 66 含炭 灰 岩 30 1.97 0.58 1.09 688 2 61 灰 岩 7 4.89 2.27 3.58 73 44 59 含炭、铅锌矿化 砂 岩 17 2.63 0.32 1.24 706 5 144 方解石脉 12 2.45 1.04 1.75 14 5 10 石 英 岩 13 2.46 1.09 1.93 21 10 22 冯军等：高精度磁测划分弱磁地层界线的应用效果 基性岩体或铁磁性物质），磁异常普遍较弱，一般在 －20～30nT，差值约 50nT，异常差值很小。但利用高精 度磁测测量精度的优势，通过圈定一些弱磁异常，可 有效的查明不同地层的分布区域和划分地层接触带 的边界。 3 肃南县黑沟西测区 测区位于北祁连山西段， 出露地层主要为寒武 纪黑茨沟组绿泥片岩、 粉砂质板岩、 石英片岩及泥 盆系砾岩、砂岩等，出露岩体为华力西中期石英闪长 岩（图 5）。 除少量含有磁铁矿物的石英脉外， 岩石 磁性一般较弱， 绿泥片岩和闪长岩磁化率稍高在 50~60×10-5SI， 砂岩、 板岩、 石英片岩、 石英脉等磁 化率均小于 40×10-5SI， 磁化率差一般在 10~30×10- 5SI（表 4）。 依据磁异常强度分带（见磁异常平面等值线图） 83 第 19 卷甘 肃 地 质 图 6 黑沟西测区磁异常平面等值线图 Fig.6 Contour map of magnetic anomaly △T in west Heigou are 1—磁异常正值等值线；2—推测地层界线或断层及编号； 3—磁异常负值等值线；4—推测断层 表 4 黑沟西测区物性标本磁参数测量结果 Table 4 Measured magnetic parameters of sample for geophysical properties in west Heigou area 岩石名称 标本数 磁化率（×10-5SI） 备 注 最大值 最小值 平均值 粉砂质板岩 27.0 73.5 11.5 32.0 砂岩 9.0 70.2 12.0 39.1 绿泥片岩 11.0 126.0 29.6 60.0 石英片岩 13.0 39.5 9.3 20.2 石英脉 4.0 23.3 3.8 12.9 石英脉 5.0 563.0 152.5 306.7 部分见磁铁矿化 闪长岩 25.0 151.5 32.7 55.6 将测区划分为 4 个磁异常区 （图 6），F1、F2、 F3、F4 是依据磁异常推测的地质界线 （部分也是推测断 层）。 F1 北磁异常在－10～10nT 之间，主要是泥盆系 老君山组的砾岩、含砾砂岩， F2 北磁异常在 0～20nT 之间，为古近系白杨河组的岩屑砂岩、砂砾岩和全新 统冲洪积砂、 砂土，F3 北与 F1、F2 之间以大片的负 磁异常为主，强度在－200～100nT 之间，是寒武系黑 茨沟组一段的石英片岩，F3 南磁异常以正异常为 主，异常多在 10～100nT 之间，是寒武系黑茨沟组二 段的绿泥片岩和粉砂质板岩， F3 界线南侧有含磁 铁石英脉出露，其磁异常强度较高，达－200～500nT。 测区磁异常分布的强弱与地层的岩性磁化率大 小基本对应， 绿泥片岩和粉砂质板岩磁化率相对大 其磁异常也相对较高， 石英片岩磁化率最小其磁异 常也最弱，砾岩、岩屑砂岩等则介于两者之间。 依据 磁异常划分的界线反映了地层的岩石磁性差异，与 相对应地质填图的地层界线有一定的出入， 由于磁 法测量是具有一定深度范围磁性体的磁场强度，它 更主要反映的是地层的隐伏界线， 因此对区域内地 层的分布和地质认识具有重要意义。 4 结论及问题 （1）岩性磁化率差值在 10～20×10-5SI 以上，可引 起的磁异常差值在 10～20nT 以上的弱磁性地层，应 用高精度磁测划分界线应用效果良好。 （2）磁异常是地质体磁场强度的反映，其划分的 地层界线主要反映的是地层的隐伏界线。 （3）实际工作中背景场要进行合理的选择。背景 场一般以总基点为背景， 但总基点所处的地层岩石 环境往往与测区的地质背景有一定的差异， 这种差 异引起的差值在 15～20nT 以上时，会影响弱磁性地 层界线判别， 差值较大时会导致弱磁性地层界线难 以判别，应根据测区实际情况对差值进行改正。 （4）应用高精度磁测划分弱磁性地层界线应该 尽可能采用面积测量。 参 考 文 献 ［1］ 谭成泽，郭紹雍编著 ．磁法勘探教程 ［M］．北京 ：地质出版社 ， 1983． ［2］ 秦葆瑚，张昌达，等编著．高精度磁法勘探［M］．长沙：中南工业 大学出版，1988． （下转第 90页） 84 第 19 卷甘 肃 地 质 APPLICATION EFFECT OF HIGH-PRECISION MAGNETIC SURVEY FOR RECOGNIZING STRATIGRAPHIC BOUNDARY OF WEAK MAGNETISM FENG Jun （Geological Survey of Gansu Province, Lanzhou 730000, China） Abstract: The effect of recognizing the stratigraphic boundary of weak magnetism in Daping area of Xihe County, Majiagou area of Lixian County and west Heigou area of Sunan County in Gansu Province by means of high-precision magnetic survey is good. It provided guide to geological mapping in practice. It can recognize the stratigraphic boundaries if the difference of magnetic susceptibility is more than 10~20×（10-5SI）， and the differ- ence of magnetic anomaly more than 10~20nT. Key words: high-precision magnetic survey; strata of weak magnetism; boundary !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! （上接第 84页） EXAMPLE ANALYSIS OF TREATMENT FOT CASING-DOWN ACCIDENT BY MEANS OF SECOND-DROPPING CASING IN THE DEEP HOLE WEN Xiao-yuan （Institute of Hydrogeology and Engineering Geology Exploration, Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Zhangye 734000, China） Abstract: The accident took place in the process of casing down into Q2 borehole which is an exploration and exploitation hole. Casing pipe which was designed to seat at the place of 500m deep blocked at the depth of 395m without moving up and down. The paper introduced the treatment of this accident by means of second- dropping casing in the deep hole. Key words: casing down accident; hole structure; second-dropping casing;construction technique 90