河南省物性特征浅议

张雪丽　马道鸣　张　琳　张　磊

河南省航空物探遥感中心　郑州　450000

河南省物性特征浅议

张雪丽马道鸣张琳张磊

河南省航空物探遥感中心郑州450000

物性测定是地球物理勘查的基础性工作，其目的是为地球物理场的地质解释提供依据。通过各地层之间或不同岩性之间存在密度、磁性和电阻率的差异，为地球物理勘查手段划分地层、岩石之间的界面，区分矿与非矿提供了参数依据［1-2］。

区域物性特征密度特征磁性特征电性特征

物性测定是地球物理勘查的基础性工作，其目的是为地球物理场的地质解释提供依据。数十年来，河南省境内采集了数以万计的各时代地层岩矿标本，并对标本进行了密度、磁性和电阻率等物性参数的测定等。从大量统计数据可知，各地层之间或不同岩性之间存在密度、磁性、电阻率的差异，为地球物理勘查手段划分地层、岩石之间的界面和区分矿与非矿提供了参数依据。

1.密度特征

1.1区域地层密度特征

河南省地层分两个大地层区，即华北地层区和扬子地层区，地层密度也按两大地层区分别进行了统计。

1.1.1华北陆块地层区（包含北秦岭地层分区）

从豫北工区密度统计资料（见表1），出现有四个较大密度层。第四系平均密度为1.91×103kg/m3；第三系平均密度为2.29×103kg/m3；侏罗系至石炭系底平均密度为2.51× 103kg/m3；奥陶系至太古界顶平均密度为2.66×103kg/m3。它们之间密度差异分别为0.38×103kg/m3，0.22×103kg/m3；0.15×103kg/m3。这四个大的密度层界面与华北地区内出现的区域性不整合界面基本上符合。

1.1.2扬子陆块地层区（包含南秦岭地层分区）

从豫南工区和豫西南工区的地层密度统计资料（见表1），有五个较大的密度层。第四系密度层平均密度为2.00× 103kg/m3；第三系平均密度为2.45×103kg/m3，白垩系至侏罗系平均密度为2.54×103kg/m3，二迭系至志留系平均密度为2.63×103kg/m3，奥陶系至太古界顶平均密度为2.68× 103kg/m3。它们之间密度差异分别为：0.45×103kg/m3；0.09× 103kg/m3；0.09×103kg/m3；0.05×103kg/m3。

河南省上地壳（硅铝层）平均密度值为2.68×103kg/m3，下地壳（硅镁层）平均密度值为2.90×103kg/m3，上地幔（莫霍面以下）平均密度值为3.28×103kg/m3。总体而言，各地层岩石时代由新到老其平均密度逐渐变大，这些参数差异的存在，给重力勘查技术圈定地壳深部构造形态提供了物性前提。

表1　河南省地层密度表

1.2岩体密度特征

河南省岩浆活动频繁，具有多旋回，多期次的特点，侵入岩岩石类型齐全，从超其性至酸性均有，岩石平均密度值以超基性、基性岩最高，高值可达3.02×103kg/m3，中性岩次之，酸性岩最低，低值可达2.48×103kg/m3，不同采集区域的酸性岩体密度略有不同，但整体差异不大（表2）。

1.3矿石密度特征

在河南省开展密度测量时，对全省的铁矿、铜、铅、锌矿、钼矿、银矿、黄铁矿、煤等矿体进行了取样测定，其密度均值见表3，磁铁矿采集标本189块，可以看出磁铁矿密度度均值最大为4.08×103kg/m3，煤最小为1.58×103kg/m3（表3）。

2.区域岩（矿）石磁性特征

从我省大量岩矿石磁参数统计表中可看出：磁铁矿的磁性最强，岩浆岩的磁性从酸性至超基性逐渐递增，变质岩的磁性变化较大，而沉积岩的磁性微弱。现按岩性和时代将其岩矿石磁性特征叙述于后（表4）。

表2　河南省岩体密度统计表

2.1岩浆岩

2.1.1侵入岩

河南省岩浆侵入活动十分频繁，具有多旋回，多期次的特点。其磁性与岩石矿物成分关系密切。侵入岩岩石类型齐全，从酸性至超基性均有发育。而超基性岩磁性较强，一般值在=1，000～7，000×10-5SIr=2，500～4，000×10-3A/m且稳定。基性岩和中性岩磁性变化较大=5，000～7，000× 10-5SI，r=4，000～6，000×10-3A/m。中性岩从无磁性至较强磁性均有值150～600×10-5SIr值100～300×10-3A/m。

酸性岩磁性较弱。其磁性强弱与含磁性矿物成分多少关系密切。含磁铁花岗岩具有较强磁性，值4，500～14，000×10-5SIr值6，500～12，000×10-3A/m。

花岗岩和花岗斑岩一般无磁性或具有弱磁性反映，当受到蚀变矿化作用暗色矿物成分增多时，具有中等磁性至较强磁性反映。

表3　河南省矿石密度统计表

表4　河南省地层磁性表

2.1.2喷发岩

2.2变质岩

河南省变质岩种类繁多，太古界登封群和太华群中的一套古老变质岩除变粒岩与石英岩为弱磁性和无磁性外，其他岩性多数具有中等磁性强度。值1，000～3，000× 10-5SIr值700～1，500×10-3A/m，受岩浆活动而产生蚀变矿化的矽卡岩则具有较强磁性。

无论是太古界还是元古界的变质岩，岩石磁性具有不均匀的特点，从无磁性至较强磁性均有出现。由于含铁岩石在地层中呈似层状、透镜状产出，所以这种不均匀的磁性在磁场特征方面的表现更加明显。

2.3沉积岩

河南省的沉积岩（火山沉积岩除外）一般无磁性，当受到蚀变矿化作用的影响含有铁磁性矿的成分时，具有磁性反映。

2.4铁矿石

产于太古代地层中的沉积变质铁矿具有强磁性，舞阳铁山庙，许昌桂村、灵井和济源三佛宫、行口等地矿石的磁性，=36，100×10-5SI，r=24，040×10-3A/m。位于鲁山下汤、石园和栾川马超营至重渡一带的早——中元古代沉积变质铁矿具有强磁性，=53，800×10-5SI，r=31，200× 10-3A/m。

位于舞阳赵案庄、扬庄寨一带产于太古界太华群片麻岩中的岩浆型铁矿，具有强磁性特征，=90，400×10-5SI，r= 15，300×10-3A/m。

分布于安阳李珍、林县杨家庄及永城大王庄、马岗等地区矽卡岩型铁矿具有强磁性=72，400×10-5SIr=43，200× 10-3A/m。而分布泌阳条山至桐柏铁山一带的矽卡岩型铁矿，矿石品位高，磁性最强=100，400×10-5SIr=57，500× 10-3A/m。

另外，一些赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、菱铁矿和铬铁矿石一般无磁性。当含有磁铁矿的成分时，具有磁性显示。

总之，河南省沉积变质铁矿，岩浆型铁矿及矽卡岩型铁矿石均具有强磁性的特征。一般感磁大于剩磁。舞阳铁山庙地表铁矿石因受氧化作用，使磁性强度明显减弱，而舞阳经山寺地区的铁矿石具有剩磁强于感磁的特征。

综上所述，除磁铁具有强磁性、沉积岩为无磁性或微弱磁性外岩浆岩和变质岩多数具有明显磁性。由于岩浆侵入和火山喷发加之构造作用的影响，使岩石物质成分、结构构造及生成环境等因素，有很大的差异。所以无论岩浆岩还是变质岩其磁性差别都比较大，不同地区岩石磁性的差异总是客观存在的。

3.区域地层电性特征

在采样过程中，对不同地层的岩矿石进行区别采集，通过测定结果综合整理分析，新生界地层相对下伏地层电阻率表现为低电阻率值，其次砂岩，特别是孔隙度大的砂岩相对围岩也表现为低电阻率值，另外溶岩及大的溶洞，相对围岩也表现为低电阻率值。另外很多良导体的金属矿体，不仅形成明显的低阻异常，而且还形成明显的高极化率异常（表5）。

表5　河南地层电性表

4.地质意义

4.1解决某些地质问题

利用地球物性特征和区内密度、磁性参数，可以划分盖层，基底，壳断裂及其产状要素，因此利用重磁场可以划分大地构造甚至地质填图，利用重磁场还可以划分隐伏岩体的分布特征。根据电法和地表还可区分部分地层岩性。众所周知成矿离不开岩浆岩，矿岩层，断裂构造三要素，因此研究地球物理特征就可以划分大地构造单元，划分成矿带，可以在已知矿区建立地质物探特征模式，进而对未知区域的重磁场进行成矿预测。此外，根据岩石——地层的古地磁特征，探索板块构造问题，已有先例。随着以后对物性资料工作的进一步研究，其意义也会更加显著。［3-4］

4.2建立地球物理模型

地球物理模型是在对重磁电资料正反演解释的过程中，根据密度分层与密度界面、地电断面、磁性分层等，通过数据处理软件进行人机互动，建立更加直观的地球物理模型，以更好的反应地层分层、深度及目标体产状类型。

5.结束语

区域岩（矿）石物性特征，在全国已经有了一定的工作量，资料丰富，如何充分的利用这些资料已成为当务之急，更好地发挥其作用，为深部找矿提供更好的物性依据。

区域物性工作是数十年来河南省地质物探工作者共同努力的结果，在此表示感谢。

［1］郭孟习，孙伟，尹国义，彭玉鲸.华北板块北缘东段拼贴带地质一地球物理特征［J］.吉林地质，1999，18（4）；8-18

［2］杨华.青藏高原地球物理特征分析［J］.物探与化探，1986，10（5）；321-331.

［3］王钟，龙国坤，麦广田.广西区域岩石物性特征及其地质意义［J］.物探与化探，1991，15（1）；12-24.

［4］马长源，简新玲.老湾金矿床地球物理特征及找矿标志［J］.物探与化探，2003，27（2）；83-87.

THEANALYSISOFPHYSICALCHARACTERISTICSIN HENANPROVINCE

ZHANG xue-li MA dao-ming ZHANG linZHANG lei
Henan AeroGeophysicalSurvey and Remote Sensing Center，Zhengzhou 450000，China

Determination ofPhysical Properties is the basiswork ofgeophysicalexploration；itspurpose is to providing the basis for the interpretation ofgeologicalgeophysical field.The difference of density，magnetism and resistivity between differentstratas or different lithologies provides parameter basis for dividing stratas and rocks interface in geophysical exploration method and distinguishingmineralsand non-minerals.［1-2］

The regionalphysical characterDensity characteristicsMagnetic characteristicsElectricalcharacteristics

张雪丽（1980—），女，汉族，河北清河人，工程师，中国地质大学学士。