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《礦產(chǎn)與地質(zhì)雜志》2014年第三期

1密度參數(shù)特征

密度差異是開展高精度重力測(cè)量的前提，為使測(cè)定的巖石密度能夠真實(shí)的反映區(qū)內(nèi)各地層巖性的密度特征，除在五臺(tái)山地區(qū)附近采集了新鮮巖石露頭樣本外，其余均采用了鉆探巖芯標(biāo)本。共測(cè)定324塊巖性標(biāo)本，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。由統(tǒng)計(jì)表1可以看出，區(qū)內(nèi)正常西山頭組火山巖與石平川巖體之間有明顯的密度差異，201塊西山頭組地層標(biāo)本加權(quán)平均為2．650g／cm3；未蝕變的20塊鉀長(zhǎng)花崗巖標(biāo)本平均值為2．579g／cm3。西山頭組火山巖與巖體之間的密度差大致為0．071g／cm3，是引起區(qū)內(nèi)重力異常的主要因素。該密度差在圖2中形成明顯的密度界面，給利用重力法探索石平川巖體隱伏形態(tài)特征提供了物性前提。

2高精度重力工作

2.1工作布置工作區(qū)地形較為復(fù)雜，一般為Ⅳ級(jí)，山高溝深，切割嚴(yán)重，設(shè)計(jì)測(cè)量總精度為±0．200×10－5m／s2，比例尺為1／2．5萬，局部為1／5萬，測(cè)點(diǎn)以自由網(wǎng)布設(shè)。為了盡量提高精度和工作效率，在測(cè)區(qū)建立兩個(gè)重力基點(diǎn)，進(jìn)行相對(duì)重力測(cè)量。重力測(cè)量采用LACOSTE－D型金屬?gòu)椈芍亓x。礦區(qū)內(nèi)已知見巖體鉆孔42個(gè)，考慮鉆孔分布因素在26個(gè)鉆孔旁進(jìn)行了重力測(cè)量，為定量計(jì)算礦區(qū)火山巖蓋層厚度及隱伏巖體埋深提供依據(jù)。地形改正分近、中、遠(yuǎn)3個(gè)區(qū)，近區(qū)半徑為0～20m，采用半儀器、結(jié)合目估分8方位繪制地形剖面，然后根據(jù)地形改正公式計(jì)算地形改正；中一區(qū)20～200m，采用1／1萬地形圖分4環(huán)讀取高程數(shù)據(jù)計(jì)算地形改正值，其中第一環(huán)為8方位，其余三環(huán)為16方位；中二區(qū)200～2000m，采用50m×50m網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)高程進(jìn)行地形改正；遠(yuǎn)一區(qū)2～20km采用浙江省重力數(shù)據(jù)庫中1×1km節(jié)點(diǎn)網(wǎng)高程計(jì)算地改值，遠(yuǎn)2區(qū)20～166．7km采用5′×5′節(jié)點(diǎn)高程計(jì)算地改值。

2.2異常特征對(duì)取得的重力異常數(shù)據(jù)進(jìn)行250m×250m網(wǎng)格化后，編制了石平川礦區(qū)布格重力異常圖、剩余重力異常圖（圖3）、方向?qū)?shù)及垂向二次導(dǎo)數(shù)圖等。圖3中主要負(fù)異常基本呈弧形沿坦鋪—底黃洋—橫坑—尖背—底項(xiàng)分布，測(cè)區(qū)南部基本為正異常，此外長(zhǎng)田附近有局部負(fù)異常。弧形負(fù)異常大致可分為坦鋪、底黃洋—橫坑、尖背—底項(xiàng)三個(gè)異常，石平川巖體即出露于橫坑內(nèi)。由密度特征可知區(qū)內(nèi)重力異常主要為巖體引起，可判斷負(fù)異常區(qū)巖體埋深較淺，正異常區(qū)火山巖蓋層較厚。

3火山巖蓋層厚度計(jì)算

3.1建立回歸方程將26個(gè)鉆孔的孔旁測(cè)量的剩余重力異常作為y變量，已知鉆孔的火山巖蓋層厚度作為x變量，將二者在散點(diǎn)圖上進(jìn)行可視化（見圖1），由圖4可以看出26個(gè)鉆孔火山巖蓋層厚度與剩余重力異常值存在較明顯的線性變化規(guī)律，故可建立一元線性回歸方程推斷隱伏巖體蓋層厚度。利用26個(gè)鉆孔測(cè)量的剩余重力異常值與已知火山巖蓋層厚度，根據(jù)最小二乘法原理，聯(lián)立求得A＝503．3501B＝1158．5385。由此建立一元線性回歸方程為：H＝503．3501＋1158．5385△g為了檢驗(yàn)所建立的回歸方程在多大程度上反映因變量與自變量的線性關(guān)系，對(duì)回歸方程的相關(guān)系數(shù)R進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算R＝0．8779。雖然R的大小與回歸方程中自變量個(gè)數(shù)及樣本數(shù)大小有關(guān)，但是一般認(rèn)為在樣本數(shù)至少是自變量個(gè)數(shù)的5～10倍時(shí)，所求的R是比較合適的，因此說明所建立的回歸方程是可靠的。

3.2精度檢驗(yàn)及誤差分析將未參與建立回歸方程的鉆孔資料與利用回歸方程計(jì)算的火山巖蓋層厚度進(jìn)行對(duì)比（表2），雖然個(gè)別鉆孔的相對(duì)誤差較大，但絕對(duì)誤差在測(cè)量的精度范圍內(nèi)，而統(tǒng)計(jì)的平均相對(duì)誤差為23．93％。總體來看，本次重力測(cè)量在解釋巖體蓋層厚度方面是成功的而且效果較好。經(jīng)分析導(dǎo)致計(jì)算誤差的原因可能為巖石密度不均勻造成的誤差。在密度參數(shù)研究中發(fā)現(xiàn)同一地層層位在不同地方密度有一定差異，如同屬J3x2－2地層的ZK880、ZK071、ZK001基本相同，密度在2．649～2．655g／cm3之間，而ZK032則為2．671g／cm3，均高出上述三個(gè)孔。為此，密度大的地區(qū)勢(shì)必使重力場(chǎng)局部增高，造成定量解釋中蓋層變厚，巖體埋深變深。

4巖體隱伏形態(tài)特征揭示

巖體蓋層厚度計(jì)算在剩余異常上進(jìn)行，根據(jù)每個(gè)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的剩余異常值（δg）用線性回歸方程求得節(jié)點(diǎn)的蓋層厚度（△H）并勾繪等值線圖，即可得到巖體蓋層等厚度圖（圖5）。從圖5中可以看到，區(qū)內(nèi)火山巖蓋層較薄的地方主要為沿坦鋪—底黃洋—橫坑—尖背—底項(xiàng)的弧形分布區(qū)域，與剩余重力異常較為一致。底黃洋—橫坑附近為中間段，石平川巖體即出露于該段內(nèi)，該段已有大量鉆孔控制，蓋層厚度比較清楚，巖體南東側(cè)和北西側(cè)蓋層厚度等值線密集，巖體外接觸帶較陡。向北西尖背—底項(xiàng)段火山巖蓋層厚度一般在200～300m左右。向西坦鋪—底黃洋段火山巖蓋層厚度變化有起伏，中間蓋層厚約400m左右，在白刀嶺潭和坦鋪附近蓋層又變薄，最薄處蓋層厚100m左右，巖體與火山巖蓋層接觸面較緩。此外在長(zhǎng)田和石平川北東附近的火山巖蓋層也較薄，蓋層厚度在300～400m之間，而且厚度變化較平緩。測(cè)區(qū)南部為隱伏巖體埋深最大的地區(qū)，蓋層厚度一般大于700m，最大可達(dá)1100m，不適于礦產(chǎn)勘查。局部在尖刀山有北北東向的覆蓋層較薄區(qū)域，厚度在400～600m左右，是巖體侵位相對(duì)較高的部位。根據(jù)石平川礦區(qū)礦體主要賦存于巖體與火山巖內(nèi)外接觸帶附近的特征，推測(cè)在火山巖蓋層厚度相對(duì)較薄的地方開展鉬礦勘查工作較為有利，區(qū)內(nèi)沿底黃洋向西至坦鋪一線和F1斷層兩側(cè)是開展找礦的有利地區(qū)。礦區(qū)原有已知鉆孔基本圍繞在出露巖體周圍，根據(jù)本次重力測(cè)量成果，在推斷火山巖蓋層較薄的坦鋪附近施工了鉆孔，見到鉬礦體和巖體，驗(yàn)證了重力結(jié)果的準(zhǔn)確性，取得了較好的找礦效果。6結(jié)論（1）根據(jù)高精度重力測(cè)量結(jié)果結(jié)合礦區(qū)已知鉆孔資料，通過分析重力異常和巖體埋深之間的關(guān)系建立回歸方程，定量計(jì)算了侵入巖體埋深，推斷了找礦有利部位，取得較好找礦效果，對(duì)礦區(qū)今后的找礦工作仍有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。（2）本次工作說明，在密度差異明顯的情況下，在尋找與巖體有關(guān)的礦產(chǎn)時(shí)高精度重力工作可發(fā)揮很大的作用。

作者：梁紅波楊海翔胡德軍單位：浙江省地球物理地球化學(xué)勘查院