鄧 震，呂慶田，嚴(yán)加永，趙金花，劉 彥

中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，國(guó)土資源部成礦作用和資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037

1 引 言

九江—瑞昌（下稱“九瑞”）礦集區(qū)是我國(guó)長(zhǎng)江中下游成礦帶7個(gè)大型礦集區(qū)之一［1-3］，是贛西北及鄂東南地區(qū)重要的銅（金）多金屬基地.雖然礦集區(qū)勘探及開采工作已開展多年，但直至今天，區(qū)內(nèi)平均勘查深度僅為500m左右，平均開采深度為400m左右［4］.礦集區(qū)內(nèi)已探明礦產(chǎn)的儲(chǔ)量及開采能力已不能跟上日益增長(zhǎng)的資源需求.因此尋求區(qū)內(nèi)500～2000m的第二深度空間［5］的找礦突破已成為勢(shì)在必行的工作.

九瑞礦集區(qū)相繼開展過(guò)一系列的地質(zhì)、物化探及礦產(chǎn)普查等工作，地區(qū)研究程度較高，資料豐富.然而受到當(dāng)時(shí)技術(shù)所限，大部分工作僅限于地表范圍，對(duì)深部地層及巖體的三維空間形態(tài)未能給出相應(yīng)的描述及解釋.隨著重磁3D物性反演成像［6-8］技術(shù)、重磁多尺度邊緣檢測(cè)［9-13］等技術(shù)的發(fā)展，使利用網(wǎng)格重磁數(shù)據(jù)重建地下位場(chǎng)場(chǎng)源參數(shù)的分布成為可能.這一突破將有利于研究礦集區(qū)內(nèi)地殼深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程，以及其對(duì)成礦系統(tǒng)形成、演化的制約；有利于研究礦集區(qū)深部控礦構(gòu)造的性質(zhì)和空間形態(tài)；有利于探測(cè)、追蹤礦集區(qū)主要含礦、容礦地層的空間分布，及與成礦有關(guān)巖體（侵入巖、次火山巖）的空間位置、規(guī)模和埋深，并大致刻畫礦集區(qū)的三維結(jié)構(gòu).

作者在前人研究的基礎(chǔ)上利用最新的方法技術(shù)對(duì)原有重磁資料進(jìn)行了重新處理，建立了九瑞礦集區(qū)的重磁3D地質(zhì)模型，重新厘定了九瑞地區(qū)線型構(gòu)造的空間展布，在此基礎(chǔ)上對(duì)九瑞地區(qū)重、磁場(chǎng)特征及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究.

2 區(qū)域地質(zhì)背景

九瑞礦集區(qū)位于長(zhǎng)江中下游成礦帶西南端轉(zhuǎn)折處的最狹窄部位.礦集區(qū)內(nèi)基底地層為中元古界雙橋山群厚度巨大的深?！獪\海相淺變質(zhì)巖系.出露的蓋層為中上統(tǒng)奧陶系碳酸鹽巖、上志留統(tǒng)砂頁(yè)巖、上泥盆統(tǒng)五通組含礫石英砂巖、中石炭統(tǒng)黃龍組白云巖和灰?guī)r、中下二疊統(tǒng)和中下三疊統(tǒng)碳酸鹽巖、下第三紀(jì)紫紅色砂礫巖及第四紀(jì)松散沉積物，蓋層總厚度近10km，其中基底地層為重要含礦層位和含鎢花崗巖的巖源層，震旦系—寒武系賦存含銅沉積建造，奧陶系—三疊系為該區(qū)重要的銅金賦礦層位.該礦集區(qū)經(jīng)歷了揚(yáng)子與華北陸塊碰撞、燕山期的陸內(nèi)造山和燕山期后的陸內(nèi)斷陷三個(gè)不同的發(fā)展階段.金屬成礦作用主要集中在燕山期的陸內(nèi)造山演化階段.燕山期的陸內(nèi)造山（板內(nèi)變形）是區(qū)內(nèi)蓋層構(gòu)造變形的主要時(shí)期.礦集區(qū)內(nèi)褶皺斷裂構(gòu)造發(fā)育，六個(gè)軸向近于平行的背斜、向斜組成緊密線狀褶皺帶.褶皺相對(duì)緊閉，常見倒轉(zhuǎn)，軸向北東東，自北而南有通江嶺—鄧家山復(fù)式向斜、大橋—寶山背斜、黃橋復(fù)式向斜、丁家山—大沖背斜、賽城湖—烏石街復(fù)式向斜和城門山—長(zhǎng)山背斜等.區(qū)內(nèi)主要出露淺成—超淺成中酸性—酸性侵入體，多呈巖墻、巖株、巖枝狀產(chǎn)出.主要巖石類型為花崗閃長(zhǎng)斑巖，其次為石英閃長(zhǎng)玢巖、石英斑巖以及少量的閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和其它脈巖，其中主要含礦巖體為石英閃長(zhǎng)玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英斑巖.

3 物性研究及重磁數(shù)據(jù)

物性是聯(lián)系地球物理和地質(zhì)的紐帶，扎實(shí)的物性資料是可靠地質(zhì)解釋的基礎(chǔ).將物性資料的研究和該地區(qū)的地質(zhì)巖性特征結(jié)合起來(lái)，可以建立合理的地質(zhì)模型，并以此作為異常解釋的基礎(chǔ).

根據(jù)所收集的九瑞地區(qū)物性資料1）地礦部第1綜合物探隊(duì).江西省九江—瑞昌地區(qū)物探、化探綜合調(diào)查成果報(bào)告：1／5萬(wàn)，1992.，2）江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局物化探大隊(duì).江西省瑞昌市武山礦區(qū)外圍綜合物探勘查工作成果報(bào)告，1992.，和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院廊坊物化探研究所2008年實(shí)測(cè)資料［14］，得到研究區(qū)部分地層、巖礦體樣本的密度及磁性資料，對(duì)九瑞礦集區(qū)的地層巖石密度和磁性進(jìn)行了具體的分析.

3.1 地層及巖礦體密度特征

綜合所收集的資料，對(duì)巖石密度以地層厚度為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均，得到各巖層的密度變化規(guī)律（如圖1所示）.

如圖1所示，礦集區(qū)地層密度差達(dá)0.05×103kg／m3以上的密度界面共有8個(gè).其中二疊系上統(tǒng)雖與上下界面之間形成密度差，但由于其厚度較小，無(wú)法識(shí)別.因此本區(qū)地層密度差達(dá)0.05×103kg／m3以上的密度界面實(shí)際共有6個(gè).大致將研究區(qū)分為七個(gè)密度層（第四系和第三系、中三疊統(tǒng)—中石炭統(tǒng)、上泥盆統(tǒng)—上志留統(tǒng)、下志留統(tǒng)—中奧陶統(tǒng)、下奧陶統(tǒng)、上震旦統(tǒng)、下震旦統(tǒng)）.

（1）第四系和第三系為低密度層，密度變化范圍較大，（1.832～2.487）×103kg／m3，均值為2.32×103kg／m3.

（2）中三疊統(tǒng)—中石炭統(tǒng)為高密度層，除二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M密度較低（2.568×103kg／m3）外，整個(gè)高密度層的密度值均在2.7×103kg／m3左右.

（3）上泥盆統(tǒng)—上志留統(tǒng)、下志留統(tǒng)—中奧陶統(tǒng)為中低密度層，其密度值多出現(xiàn)于 （2.5～2.6）×103kg／m3之間，與上覆高密度層具有（0.1～0.2）×103kg／m3的密度差.

（4）下奧陶統(tǒng)為高密度層，該層密度平均值為2.765×103kg／m3，為礦集區(qū)最高密度地層，與上覆低密度層之間密度差為0.234×103kg／m3.

（5）震旦系整體為低密度層，尤其是上統(tǒng)，密度平均值僅為2.4×103kg／m3，與上層高密度地層的密度差達(dá)到-0.365×103kg／m3.

礦集區(qū)內(nèi)巖漿巖密度變化范圍較大.其中輝綠玢巖的密度最高，平均值為2.91×103kg／m3；石英閃長(zhǎng)玢巖次之，平均值為2.88×103kg／m3.此兩種巖漿巖密度明顯大于地層巖石密度.除石英閃長(zhǎng)玢巖和輝綠玢巖外，巖漿巖均表現(xiàn)為低密度巖體，其密度值與上泥盆統(tǒng)—上志留統(tǒng)密度層的值略低，平均值為2.58×103kg／m3.

礦集區(qū)主要礦石以及含礦巖石中以含銅黃鐵礦（塊狀硫化物銅礦石）密度最高，平均值為4.17×103kg／m3；各類矽卡巖和蝕變大理巖的密度次之，平均值為（2.97～3.8）×103kg／m3.

對(duì)比各沉積巖和巖礦體的密度值我們發(fā)現(xiàn)：各巖漿巖與大部分沉積巖的密度值之間雖存在密度差，但由于巖體的形狀及侵入的層位較為復(fù)雜，單純的重力3D反演可能無(wú)法完美地刻畫巖體的形態(tài)，因此，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中需要結(jié)合精細(xì)的二維剖面反演技術(shù)；礦體及含礦巖體與各沉積巖間的密度差較大，在巖礦體規(guī)模及其埋深合適的情況下，無(wú)論其圍巖是何巖性，重力場(chǎng)都能有很好的反應(yīng).

3.2 地層及巖礦體磁性特征

依據(jù)對(duì)九瑞地區(qū)地層巖石磁性的分析，礦集區(qū)從奧陶系到第四系，沉積地層巖石磁化率都很小，一般在10-4CGSM以下，可視為無(wú)（弱）磁性地層.各類火成巖具有較強(qiáng)磁性，在本區(qū)也遵循從酸性→中性→基性磁性逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)，侵入巖體大多數(shù)有較強(qiáng)磁性.侵入巖中以輝石橄欖巖磁化率最高，常見值為55000×10-6SI，剩磁以閃長(zhǎng)玢巖最高，最高達(dá)到4000×10-3A／m；火山巖中磁化率以安山巖最高，常見值29000×10-6SI，剩磁以玄武巖最高，變化范圍為2300×10-3～7300×10-3A／m.各類侵入巖體、火山巖、夕卡巖和磁性礦石（如磁黃鐵礦、磁鐵礦等）的磁化率較地層磁化率至少高出3～4個(gè)數(shù)量級(jí).因此，認(rèn)為本區(qū)的航磁異常主要為與巖漿活動(dòng)相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造所引起.而在礦集區(qū)尺度上，礦體規(guī)模遠(yuǎn)小于巖體規(guī)模，因而引起磁異常的主要因素為含磁性的巖體.

3.3 九瑞地區(qū)重、磁場(chǎng)特征

3.3.1 重力場(chǎng)特征

本文采用的布格重力數(shù)據(jù)范圍為東經(jīng)115°22′—116°04′，北緯29°30′00″—29°50′，包括1∶5萬(wàn)分幅楓林幅、九江幅、瑞昌幅、范家鋪幅、廬山幅和湖口縣幅共六幅經(jīng)數(shù)字化后拼接而成（圖2）.布格重力數(shù)據(jù)的比例尺為1∶5萬(wàn)，布格重力異?？傮w強(qiáng)度比較弱，梯度緩，形態(tài)比較規(guī)整.區(qū)內(nèi)重力數(shù)據(jù)整體呈北高南低趨勢(shì)，且北面重力高、低值帶界限清晰，直觀，明確，南面重力高、低值帶界限較模糊.異常特征綜合反映了蓋層和深層構(gòu)造特征和巖漿巖等因素.局部異常強(qiáng)度反映了九瑞地區(qū)褶皺帶從北往南埋深逐漸增大.梯度變化的場(chǎng)態(tài)特征顯示斷裂（如城門山—武山—東雷灣一帶，丁家山—大沖一帶）.

3.3.2 九瑞地區(qū)磁場(chǎng)特征

本文所用航磁數(shù)據(jù)為國(guó)土資源遙感中心提供的研究區(qū)1∶5萬(wàn)航磁異常125m×125m網(wǎng)格數(shù)據(jù).數(shù)據(jù)經(jīng)緯度范圍與布格重力數(shù)據(jù)范圍一致.航磁測(cè)量飛機(jī)的平均飛行高度為500m.為方便研究，本文對(duì)九瑞礦集區(qū)原始航磁數(shù)據(jù)進(jìn)行了化極處理，其結(jié)果如圖3所示.研究區(qū)內(nèi)磁異?？傮w較平緩，北部出現(xiàn)兩個(gè)局部異常高呈V字形，中部地區(qū)異常值較低，城門山附近出現(xiàn)局部小異常高，南部出現(xiàn)磁場(chǎng)抬升.礦點(diǎn)多分布于異常變化梯度帶上（武山—丁家山—城門山—雷家灣一帶都是類似特點(diǎn)）.

圖1 九瑞地區(qū)巖層密度變化規(guī)律圖（陰影中數(shù)字表示平均密度）Fig.1 Variation of lithospheric density in JiuRui district（the numbers in shadow are average density）

4 重、磁反演及模擬方法

4.1 重力3D反演

布格重力異常是莫霍面起伏及地殼內(nèi)各類密度不均勻體在大地水準(zhǔn)面上的綜合響應(yīng)，而本次研究深度為5km以淺范圍，因此，必須進(jìn)行區(qū)域場(chǎng)與局部場(chǎng)的分離.在對(duì)位場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行位場(chǎng)分離處理時(shí)，沒有相對(duì)固定的方法，需要結(jié)合地質(zhì)情況，針對(duì)具體問題選擇合適的位場(chǎng)分離方法［15］.本文嘗試了趨勢(shì)場(chǎng)法、匹配濾波法和延拓法的分離試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)與實(shí)際地質(zhì)情況的綜合對(duì)比，趨勢(shì)場(chǎng)法的二次趨勢(shì)場(chǎng)背景場(chǎng)表現(xiàn)為單一的北西西向梯級(jí)帶，而匹配濾波法和延拓法所求得的背景場(chǎng)大體上雖表現(xiàn)為北西西向梯級(jí)帶，但是都有不同程度的局部場(chǎng)未被分離出去（匹配濾波法分離效果更差）.對(duì)比其剩余異常，也是趨勢(shì)場(chǎng)法求取的剩余異常相對(duì)較好地保留了5km內(nèi)的信息（圖4），因此，決定采用該剩余異常進(jìn)行重力3D成像反演.

圖2 九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)布格重力異常Fig.2 Bouguer gravity anomaly（scale 1／50000）map of JiuRui ore district

圖3 九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)航磁化極異常Fig.3 Aeromagnetic anomaly（scale 1／50000）reduced to pole map of the JiuRui ore district

圖4 九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)布格重力二階趨勢(shì)剩余異常Fig.4 Second－order gravity residual anomaly（scale 1／50000）map of JiuRui ore district

網(wǎng)格剖分：2.5km以淺深度范圍內(nèi)網(wǎng)格單元長(zhǎng)×寬×高＝500m×500m×250m，2.5～5km深度范圍內(nèi)網(wǎng)格單元長(zhǎng)×寬×高＝500m×500m×250m，網(wǎng)格單元總數(shù)為141×81×20個(gè).

密度差邊界設(shè)置為0～3g／cm3，通過(guò)迭代計(jì)算完成反演.圖5為礦集區(qū)重力3D反演不同深度水平切片圖，不同深度的高密度體分布與地表剩余布格重力異常呈正相關(guān)，-1000m深度范圍內(nèi)，正負(fù)密度差擾動(dòng)細(xì)節(jié)豐富，反映了淺表構(gòu)造的復(fù)雜性，隨著深度增加，密度異常體形態(tài)逐漸增大并有相互連通的趨勢(shì).在-4000m以深范圍，北部和中部高密度體分別連接成一體，呈回字狀.此外，礦集區(qū)西南角上的高密度體顯示結(jié)果不真實(shí)，其原因是本區(qū)缺失西南和東北角的重力數(shù)據(jù)，但是為了網(wǎng)格數(shù)據(jù)的計(jì)算方便，這兩個(gè)地區(qū)的數(shù)據(jù)是利用插值算法計(jì)算得出的.

4.2 航磁3D反演

網(wǎng)格剖分：2.5km以淺深度范圍內(nèi)網(wǎng)格單元長(zhǎng)×寬×高＝500m×500m×125m，2.5～7.5km深度范圍內(nèi)網(wǎng)格單元長(zhǎng)×寬×高＝500m×500m×125m，網(wǎng)格單元總數(shù)為147×80×40個(gè).

圖5 礦集區(qū)重力3D反演不同深度水平切片圖Fig.5 3Dhorizontal slice of JiuRui ore district at different depth

磁化率邊界設(shè)置為0～1SI，通過(guò)迭代計(jì)算完成反演，反演結(jié)果如圖7所示，圖中最上層是航磁化極異常，中間是地形地質(zhì)圖，下面是航磁3D反演結(jié)果立體圖，從藍(lán)色到紅色的顏色漸變表示磁化率從低到高的變化.

根據(jù)物性測(cè)量及分析結(jié)果，判斷航磁3D反演結(jié)果中的高磁化率部分主要反映了巖體分布情況.本區(qū)侵入巖磁化率變化范圍為（410～14800）×10-6CGSM，均值在2500×10-6CGSM左右，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該磁化率閾值基本反演了侵入巖體的邊界，因此，選擇反演結(jié)果磁化率大于2500×10-6CGSM部分代表巖體分布范圍.

圖6 九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)航磁化極匹配濾波剩余淺源異常Fig.6 Matched filter and reduction to pole aeromagnetic residual anomaly（scale 1／50000）map of JiuRui ore district

圖8是根據(jù)磁化率推測(cè)的九瑞礦集區(qū)巖體分布三維圖，其形態(tài)反映了巖體的三維展布.從圖中可以看出，反演所得出巖體位置基本能與地質(zhì)露頭對(duì)應(yīng)，中部地區(qū)以中小型巖體成帶出現(xiàn)為主要特征，只有城門山巖體規(guī)模較大，北部和西北部地區(qū)兩個(gè)巖體相對(duì)區(qū)內(nèi)其他巖體其規(guī)模巨大.

4.3 2.5維人機(jī)交互反演

在3D反演的基礎(chǔ)上，為了能對(duì)研究區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)做出更加細(xì)致的刻畫，又結(jié)合平面地質(zhì)圖選取了8條剖面，采用人機(jī)聯(lián)合2.5維反演的方法［16］，對(duì)剖面位置的地層及結(jié)構(gòu)做出更加詳盡的描述.剖面選取的位置如圖9中紅色虛線所示（剖面自西向東依次編號(hào)為L(zhǎng)1－L8）.

剖面初始模型的構(gòu)建主要是依據(jù)地震剖面、三維反演結(jié)果和地質(zhì)剖面并結(jié)合所收集的地層、地質(zhì)資料來(lái)完成的.雖然剖面的初始模型一部分來(lái)源于三維反演結(jié)果，但剖面擬合結(jié)果對(duì)各地層特征的刻畫比起三維反演的結(jié)果要顯得更加的具體和直觀，剖面能直接反映出各地層的厚度和構(gòu)造形式，向斜、背斜、斷層等等構(gòu)造形式能在剖面上一目了然地顯示出來(lái).同時(shí)對(duì)剖面的反演與三維反演結(jié)果之間能形成相互約束的關(guān)系.即三維反演結(jié)果能說(shuō)明剖面擬合的正確性，而通過(guò)剖面的擬合我們也能判斷三維反演結(jié)果的可靠性.現(xiàn)給出模型基本參數(shù)如下：模型厚度5000m，背景密度采用2.69g／cm3，深度范圍為地下0～2000m，為了消除邊界的影響，將模型體向南東和北西兩個(gè)方向各延長(zhǎng)6km.在此模型的基礎(chǔ)上依據(jù)所收集的地質(zhì)資料和其他物探資料的約束，反復(fù)修改模型所得出的部分最終地質(zhì)剖面如圖10.

圖7 九瑞礦集區(qū)航磁3D反演成像結(jié)果（上層為航磁化極異常，藍(lán)色到紅色表示磁異常從低到高變化；中間層為地質(zhì)圖；下層為磁化率切片，藍(lán)色到紅色表示磁化率從低到高漸變）Fig.7 3Daeromagnetic inversion imaging result of JiuRui ore district（Upper：Aeromagnetic anomaly，color change from blue to red shows change of magnetic anomaly from low to high；Middle：Geological map；Lower：Section of susceptibility，changes from blue to red shows the gradual change of susceptibility from low to high）

4.4 邊緣檢測(cè)

九瑞地區(qū)成礦受到基底斷裂、蓋層斷裂控制，同時(shí)也受到層位和巖體的控制.這四種控制成礦作用的機(jī)制中，斷裂和巖體邊界具有明顯的線性特征，而重力、航磁邊緣檢測(cè)能為我們識(shí)別并提取重磁數(shù)據(jù)中豐富的線性特征信息，因此，本文對(duì)九瑞地區(qū)重磁數(shù)據(jù)進(jìn)行了多尺度邊緣檢測(cè)，得到重磁邊緣檢測(cè)結(jié)果（如圖11、12、13）.

段主任說(shuō)：我不是說(shuō)了嗎，像他這種情況，必須住院做個(gè)氣管鏡才能知道。你們商量一下，看看怎么辦吧？王姐又問：他們回去做行嗎？段主任點(diǎn)頭說(shuō)：氣管鏡是小手術(shù)，在哪兒做都行。王姐說(shuō)：段主任，咱們商量一下唄，在這兒做，不住院行不行？段主任笑了，擺手說(shuō)：這可不行，做氣管鏡，必須住院。再說(shuō)做前還有許多化驗(yàn)要做呢。

圖8 0～4000m深度航磁3D成像反演推測(cè)巖體圖Fig.8 Conjectural rock mass（0～4000m）through the result of 3Dmagnetic properties inversion

圖9 人機(jī)互動(dòng)反演剖面位置圖Fig.9 Human－computer interaction inversion profile location

4.4.1 布格重力異常多尺度邊緣檢測(cè)

布格重力異常多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果反映的是不同深度密度差異地質(zhì)體的邊界，包括斷裂、板塊分界線、盆地邊界及巖體接觸線等.根據(jù)九瑞地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)，判斷本文重力異常多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果主要表示基底斷裂、蓋層斷裂及部分巖體分界線.根據(jù)多尺度檢測(cè)結(jié)果解釋的原則［13，17］，本文在同一圖幅內(nèi)，將不同延拓高度檢測(cè)結(jié)果疊加到一起，采用不同顏色、大小的線型表示不同深度尺度的信號(hào)邊界形跡，根據(jù)不同深度邊界信號(hào)形跡在分布位置上所體現(xiàn)的相似性來(lái)獲知該構(gòu)造形跡的發(fā)育深度及傾向特征.

對(duì)九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)布格重力異常向上延拓，延拓高度自500m開始，以500m為間隔依次增加，最大上延高度為6km.將每個(gè)高度的邊界檢測(cè)值疊加到一起，形成九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)布格重力數(shù)據(jù)多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果（如圖11）.圖中藍(lán)色線到綠色線代表了不同的延拓高度：從500m～6km.依同樣方法，得到九瑞礦集區(qū)1∶20萬(wàn)布格重力數(shù)據(jù)多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果（如圖12，最小延拓高度為5km，最大延拓高度為35km，間隔為1km，最大延拓高度結(jié)果用紅色線表示，最小高度用藍(lán)色線表示）.

4.4.2 航磁異常多尺度邊緣檢測(cè)

圖10 模型剖面圖（a）L1線剖面；（b）L3線剖面；（c）L8線剖面.橫軸為水平距離，單位m，縱軸上部為重力異常，單位mGal，下部為深度，單位m.Fig.10 The final model profile

圖11 1∶5萬(wàn)布格重力異常數(shù)據(jù)多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果Fig.11 WORMS result of Bouguer gravity anomaly（scale 1／50000）

圖12 1∶20萬(wàn)布格重力異常數(shù)據(jù)多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果Fig.12 WORMS result of Bouguer gravity anomaly（scale 1／200000）

航磁異常的多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果反映的是磁性邊界.如果重力多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果與航磁多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果吻合，則說(shuō)明反映的邊界為重磁同源，如有中基性巖漿侵入的深大斷裂［18］.

依重力邊緣檢測(cè)結(jié)果的形成方法，本文得到九瑞礦集區(qū)1∶5萬(wàn)航磁數(shù)據(jù)多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果（如圖15，最小延拓高度為1km，最大延拓高度為10km，間隔為1km），并將該結(jié)果與航磁3D反演成像結(jié)果疊合在一起（如圖13）.

5 結(jié)果及地質(zhì)解釋

5.1 九瑞礦集區(qū)三維地質(zhì)模型

將擬合好的剖面插入三維反演得出的高密度體中（如圖14），圖中三維反演所得出的高密度體清晰地體現(xiàn)了蓋層的起伏.褶皺構(gòu)造是本研究區(qū)控礦構(gòu)造之一，受褶皺翼部層滑斷裂帶控制的礦體在次級(jí)小背斜的軸部礦體厚度會(huì)增大.由于巖層褶皺發(fā)生層滑時(shí)，易在鞍部形成層間空隙，造成虛脫現(xiàn)象，從而為礦液提供了有利空間，而導(dǎo)致礦體厚度在該部位加大，從而形成具有開采價(jià)值的礦點(diǎn)、礦床.重力3D反演推測(cè)的高密度體為圈定這些構(gòu)造提供了直接信息.配合一定數(shù)量的擬合剖面，我們就能很快地做到某些層位或巖體的空間定位.

圖13 航磁數(shù)據(jù)多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果Fig.13 WORMS result of aeromagnetic anomaly（scale 1／50000）

圖14 三維反演高密度體（黃色體）與模擬剖面的空間結(jié)構(gòu)圖Fig.14 The result（yellow body）of 3Dgravity properties inversion and 8geologic profiles penetrated it

圖15 反演結(jié)果密度差＞0.015g／cm3模型體與地質(zhì)圖（置于-1km）疊合圖黃色為高密度體，圖中圓點(diǎn)為礦點(diǎn)位置，其中紅、黃、藍(lán)、墨綠、綠分別表示新發(fā)現(xiàn)礦化點(diǎn)、銅金礦點(diǎn)、銅多金屬礦點(diǎn)、金礦點(diǎn)、鐵礦.Fig.15 The model of inversion result density difference＞0.015g／cm3Yellow for the high－density body，dot for the mine site location，and red，yellow，blue，dark green and green respectively delegating newly discovered mineralization points，Cu－Au mines，Cu polymetallic mines，Au mines and Fe mines.

圖16 -1250m深度巖體形態(tài)推測(cè)（棕紅色體）與地質(zhì)圖（30%透明）疊合Fig.16 Conjectural rock mass（0～1250m）through the result of 3Dmagnetic properties inversion overlying geological map（30%transparent）

采用等值面（IsoSurface）技術(shù)，保留反演結(jié)果密度差大于0.015g／cm3的部分，將其與地質(zhì)圖，礦床（點(diǎn)）分布集成于三維環(huán)境中（圖15）.圖中EW向和近EW向的三個(gè)高密度體正好對(duì)應(yīng)了楓林大橋背斜，大浪—丁家山背斜和吳家壟北—長(zhǎng)嶺山—城門山背斜，其間凹兜對(duì)應(yīng)為上田（新莊）—黃橋復(fù)式向斜.從反演結(jié)果看，蓋層褶皺淺部地層較陡，向深部逐漸趨于平緩.背斜較緊密，向斜較寬緩，略具梳狀褶皺的特點(diǎn).而這一結(jié)果在模擬剖面上也是一目了然.結(jié)合剖面擬合時(shí)的情況，向斜部位的石炭系、二疊系、三疊系灰?guī)r密度大于背斜部位的志留系砂頁(yè)巖，僅以高密度的奧陶系地層分布難以合理解釋整個(gè)區(qū)域的重力高、低值帶.因此推測(cè)深部高密度基底與蓋層褶皺有相似的褶皺狀態(tài).

結(jié)合礦床和礦點(diǎn)在礦集區(qū)的分布位置（圖中藍(lán)色和紅色點(diǎn)代表礦點(diǎn)）可以發(fā)現(xiàn)，在九瑞礦集區(qū)，礦床（點(diǎn)）多分布于高密度體上，且大多數(shù)都處于高密度體的邊緣部位.只有極個(gè)別分布于低密度區(qū).

將地質(zhì)圖與推測(cè)巖體結(jié)果在三維可視化環(huán)境中疊合在一起，截取不同深度水平切片，能更加直觀地反映巖體在不同深度的形態(tài)，同時(shí)，也便于分析礦床（點(diǎn)）與巖體分布之間的關(guān)系，為成礦研究和找礦分析提供豐富的信息.圖16是-1250m深度巖體與地質(zhì)圖疊合到一起的三維透視圖，圖中圓點(diǎn)為礦點(diǎn)位置.從圖中可以看出，航磁3D反演推測(cè)巖體與地質(zhì)填圖中巖體基本對(duì)應(yīng).

九瑞礦集區(qū)是以銅、金為主的礦集區(qū)，其成礦物質(zhì)主要來(lái)源巖體深部（幔源）且淺部就位，即深部隱伏巖基控制了礦田分布，其上的高侵位小巖體對(duì)礦床的形成具有明顯的控制作用，反映出本區(qū)巖漿演化和巖體前緣成礦的基本規(guī)律.對(duì)照?qǐng)D12，我們很容易看到區(qū)內(nèi)已知礦床和礦點(diǎn)（如城門山、武山）均位于巖體上方或巖體外側(cè).結(jié)合前人在九瑞地區(qū)找礦所總結(jié)的規(guī)律，可以認(rèn)為有礦必有巖體.因此，航磁3D反演推斷的巖體（包括隱伏巖體）是找礦預(yù)測(cè)的重要依據(jù).從巖體推斷圖（圖8，16）發(fā)現(xiàn)，九瑞礦集區(qū)武山，城門山，東雷灣—鄧家山3處隱伏巖體規(guī)模較大，其余巖體分布較散亂，沒有形成規(guī)模.這一方面說(shuō)明九瑞地區(qū)對(duì)應(yīng)的巖漿巖規(guī)模較小，巖體向下延伸有限，其離巖漿活動(dòng)中心稍遠(yuǎn).但從另一方面看，東雷灣—鄧家山處存在的超大隱伏巖體，與九瑞地區(qū)最著名的兩個(gè)礦床（城門山、武山）所處的巖體規(guī)模相當(dāng)，其行成了區(qū)內(nèi)西北部磁異常的抬升區(qū).并且其平面所在地理位置也在城門山—武山豐山洞隱伏斷裂附近，因此認(rèn)為該處有比較好的深部找礦前景.

5.2 九瑞礦集區(qū)線性結(jié)構(gòu)

九瑞地區(qū)密度邊界大多以NEE或近EW向出現(xiàn)（如圖11，12）.中淺部密度邊界線分布復(fù)雜，線束集中；中深部密度邊界線分布簡(jiǎn)單，線束較稀疏.總體來(lái)看，區(qū)內(nèi)密度邊界線以NEE向線束的展布最為常見，該組線束與褶皺軸向基本一致，主要是研究區(qū)內(nèi)蓋層斷裂的顯示.從線束的位置分布看，蓋層斷裂多發(fā)育于背向斜的翼部，具體為大橋—寶山復(fù)式背斜、丁家山—大沖背斜和城門山—長(zhǎng)山背斜的兩翼；從線束的形態(tài)看，蓋層斷裂一般切割較深，多數(shù)切割深度已經(jīng)超過(guò)蓋層厚度；從線束的連續(xù)性看，蓋層斷裂的規(guī)模較大，斷裂長(zhǎng)度最大可達(dá)30多公里.其余規(guī)模較小，連續(xù)性不強(qiáng)的線束，位置形態(tài)比較雜亂，且延伸深度不大，在6km以后全部消失.其顯示了九瑞地區(qū)地表復(fù)雜的構(gòu)造情況.除此之外，如圖12中有一條從研究區(qū)的北東方向穿入，走向?yàn)镹EE向，經(jīng)城門山、瑞昌后轉(zhuǎn)為NWW向的線束.線束形態(tài)稀疏，連續(xù)性好，橫穿整個(gè)研究區(qū)，且線束的延伸非常深，直至上延30km仍有顯示，初步判斷為長(zhǎng)江深斷裂的顯示.該斷裂切割深度大，斷裂面傾向較緩，且斷裂深、淺部位走向表現(xiàn)出不一致性，是九瑞礦集區(qū)重要的導(dǎo)礦構(gòu)造，與巖漿的上侵和礦床的形成關(guān)系密切，為區(qū)內(nèi)礦床的形成提供了深部礦源，控制了整個(gè)研究區(qū)的礦床形式的格局.

從圖中可以看出，磁性邊界與航磁3D反演成像結(jié)果中高磁性體邊界吻合度較好.在丁家山—大沖背斜、城門山—長(zhǎng)山背斜和新壙向斜兩翼處磁性邊界與密度邊界也有較好的重合.而此處空間位置距長(zhǎng)江深斷裂較近，因此推測(cè)此重磁邊界線重合與中基性巖漿侵入有較大的關(guān)系.

6 討論與結(jié)論

重磁3D反演結(jié)果及重磁異常數(shù)據(jù)邊緣檢測(cè)結(jié)果從地球物理的角度更加形象地描述了九瑞地區(qū)深部構(gòu)造特征及其對(duì)成礦控礦的指示：

（1）九瑞礦集區(qū)自北向南，高密度體相間出現(xiàn)，從平面上看，其形態(tài)如條帶狀.結(jié)合地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)，九瑞地區(qū)密度的條帶狀分布形式與區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造的形式一一對(duì)應(yīng).自北向南高低密度帶分別對(duì)應(yīng)通江嶺—鄧家山復(fù)式向斜，大橋—寶山復(fù)式背斜，黃橋復(fù)式向斜，丁家山—大沖背斜，塞城湖—烏石街復(fù)式向斜和城門山—長(zhǎng)山背斜，新壙向斜.高密度體對(duì)應(yīng)的背斜除反應(yīng)了密度相對(duì)高的奧陶系、志留系地層外，同時(shí)也反應(yīng)了其下部高密度基底的上隆，這說(shuō)明九瑞地區(qū)基底與蓋層有相似的褶皺形式，蓋層的褶皺形式是基地褶皺形式的一種繼承.

（2）九瑞礦集區(qū)南部高磁性體的分布與長(zhǎng)江深斷裂的走向相一致，推測(cè)為巖漿物質(zhì)沿長(zhǎng)江深斷裂上涌的反應(yīng)，長(zhǎng)江深斷裂為其形成提供了深部的物質(zhì)源.研究區(qū)西北角高磁性體所對(duì)應(yīng)的空間位置處于深部長(zhǎng)江深斷裂與中淺部蓋層斷裂交叉處.因此，推測(cè)該磁性體的形成方式為：長(zhǎng)江深斷裂為其形成提供深部的物質(zhì)源，蓋層斷裂為巖漿的上涌提供上行通道.研究區(qū)北部高磁性體雖不處于長(zhǎng)江深斷裂之上，但是其所處位置的蓋層斷裂切割較深，延伸較長(zhǎng)，斷裂深部也可能與長(zhǎng)江深斷裂相交.因此，推測(cè)該磁性體的形成方式為：長(zhǎng)江深斷裂為其形成提供深部的物質(zhì)源，蓋層斷裂為巖漿的上涌提供上行通道.

（3）從重磁多尺度邊緣檢測(cè)結(jié)果中找不到前人指出的城門山—武山—豐山洞隱伏深斷裂.而對(duì)于長(zhǎng)江深斷裂，重新厘定的位置及空間展布形態(tài)也與前人研究結(jié)果有一定出入：長(zhǎng)江深斷裂穿過(guò)本研究區(qū)段不似前人描述的為單一的NWW走向，而是自西向東由NWW走向轉(zhuǎn)為NEE走向進(jìn)而穿出研究區(qū)，且斷裂深部與淺部走向也并不一致：斷裂在淺部由曹家沖以北穿出研究區(qū)，深部則在穿過(guò)瑞昌之后向豐山洞方向延伸，從研究區(qū)西北角穿出.

（4）九瑞礦集區(qū)已知礦點(diǎn)分布規(guī)律明顯：已知礦點(diǎn)分布伴隨巖體出現(xiàn)，空間位置相對(duì)集中，80%以上分布于NEE或近EW向的蓋層斷裂附近，斷裂走向與褶皺軸向平行，并且展布于褶皺背斜（重力3D成像反演結(jié)果中顯示為高密度體）的兩翼.礦點(diǎn)分布特征充分說(shuō)明了巖體、斷裂和褶皺對(duì)礦點(diǎn)的控制關(guān)系，這也為今后的找礦提供了一個(gè)明確的方向.

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