视密度计算与反演汇总Word格式.docx
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附录--------------------------------------------28
英文翻译----------------------------------------29
引言
由实测磁场可换算视磁化率，泊松公式的存在使我们想到由实测重力值反演地质体的密度。
大多数的重力反演问题都集中在求密度界面的起伏。
，而密度资料的获得一般是通过标本测定或地震波速度转换得到。
如果从重力资料能直接反演出地下的密度分布，这无疑是一项有益的工作。
而塔河地区是一个浅层覆盖的地质情况，被大量的灌木和落叶还有浅层土所覆盖，露头很少，所以很难用地质方法来确定地下地质情况。
并且由于地形复杂，所以用地震和电法等方法来确定地下情况也比较困难。
因此我做了塔河地区1：
20的视密度计算与应用。
第一章视密度计算的基本原理
这里我们从位场的频谱分析入手，加上一些假设条件，导出了频谱计算视密度的公式，并给出了一些模型计算结果。
方法原理:
在空间域对一个走向无限延伸的智力厚板状体，有
当h=0，即延拓到板状体顶面时，取x=0，有
上式说明，板状体表面一点的密度值由该点的Vzz决定，Vzz是实测重力值
的垂向一阶导数。
其中线密度
令
Z=0，则得坐标原点在轴线正上方的剖面（X轴）上的公式
视密度是把重力场值看成是由许多等效直立棱柱体所产生的重力场迭加，各个棱柱体的密度是不同的。
这样空间任一点的重力值△g（x,y,z）可以看成有许多个小的△gi加而成。
视密度的计算步骤如下：
1实测重力场数据做富氏变换，得频谱。
2计算规格化径向能谱，选取滤波段。
3根据已知地质资料估计盖层厚度，确定下延伸深度h。
4作低通滤波，尺寸因子改正和向下延拓。
5将所得结果作富氏反变换。
6将变换结果除以2G，既得视密度值。
第一节理论模型的选择与建立
在模型计算中考虑到野外实际地质体之间密度差一般不会大于2.0
g/cm3因此模型体密度选择在0，3—1．5g/cm3。
模型的高度一般取为宽度的10倍左右，同时考虑到实测重力值为毫伽‘所以在模型正演计算中各参数都以CGS单位制输入，计算出的i力值以伽为单位，乘以10化成毫伽。
模型计算结果表明，、无论对那种模型而言，反演的视密度：
常与模型位置吻合；
组合模型结果说明了方法有很高的分辨率；
反演结果与模型几何尺寸无关，反演值与理论值最大误差小于15%，误差主要由吉布斯效应和泄露效应引起。
第二节理论模型的计算与分析
因此我建立了一个模型。
剩余密度是1半径r是20m，埋深为40m的一个水平无限延伸的圆柱体。
其x，y的距离都为-100——100。
我们通过上下两图和两等值线相比较，我们可以看出他们图形在形状上很相象。
在重力异常等值线高的地方，同样对应着的密度等值线也高，虽然有稍微有点差别，但这些都在可以允许的误差范围内。
所以我的出以下结论。
重力异常高（低）对应着密度大（小）。
而且等值线的密度曲线形状也大致上反映了地下地质体的形状。
因此我依据模型可以作出其重力异常曲线图如下图所示：
（a）（b）
图1
（a）模型的重力二度体图（b）模型的重力等值线图
然后依据3.for按照公式对其进行密度的反演，做出其密度反演图如下：
（c）（d）
图2
（c）反演后的密度二度体图（d）反演后的密度等值线图
我们通过上下两图和两等值线想比较，我们可以看出他们图形在形状上很相象。
所以我得出以下结论。
第一节研究区的自然地理、地质及地球物理特征
一、自然地理概况
研究区位于大兴安岭与伊勒呼里山交汇处。
地势由西南向北东逐渐低缓。
西南部一般海拔高度为500—750m，最高峰为917m，相对高差一般为400—150m，属低山地形；
东北部沿黑龙江江边地势平缓，海拔高度为180—450m，相对高差一般小于200m，属低山丘陵地形。
研究区属浅覆盖地质调查区，植被发育，林木以落叶松为主，樟松、桦树、鱼鳞松次之，残坡积碎石覆盖严重，一般腐殖土层加残坡积碎石层厚在2m左右，局部地段可达3m以上，除陡峭而窄细山脊及河堑、路堑等处见有少量露头外，山间谷地至山顶均被植被和残坡积层覆盖，森林中通行、通视条件极差，而且测区永久性冻土发育，融化深度1～1.5m，树木稀少的阳坡可达3m。
测区内水系发育，均属黑龙江水系，黑龙江是与俄罗斯接壤的国界河，由北西流向东南，流程281km；
属黑龙江一级支流有呼玛河（中下游）和南部的倭勒根河，此外还有塔河、小西尔根气河、龙站河、富拉罕河、察哈彦河、大马基河、干部河等。
上述河流流量变化较大，枯水期在4月底到5月上旬，汛期在7月中旬到8月底。
研究区属温带大陆气候，气温变化大，冬季达7个月，漫长而寒冷。
一般在九月中旬降雪结冰，翌年五月中旬解冻，最低温度可达-44℃，属常年冻土带。
夏季短暂而炎热，最高可达35℃,年降雨量327—544mm，多集中在7—8月份。
二、地质矿产概述
研究区所处大地构造位置，按黄汲清、任纪舜等（1980）划分，应位于萨彦—额尔古纳地槽褶皱区、天山—兴安地槽褶皱区及上黑龙江冒地槽褶皱带的结合部位；
按赵春荆等（1994）的划分应为大兴安岭火山岩带、上黑龙江盆地、北兴安地块与兴华地块的交汇处。
特殊的大地构造位置造成了测区复杂的地质构造格局和地质构造发展史。
自古元古代以来，本区经历了大陆基底形成（硅铝壳形成）阶段、古亚洲洋陆缘增生演化（加里东—华力西期西伯利亚板块南部大陆边缘发展）阶段和滨太平洋大陆边缘活动（板内发展）阶段三个大的构造发展阶段。
（一）地层
兴华渡口岩群（Pt1xh）主要分布在研究区东南部韩家及倭勒根河两岸一带，主要岩石类型为黑云斜长片麻岩、变粒岩、云母片岩夹斜长角闪岩，其中有一部分富铝的泥质岩有特征征变质矿物矽线石、红柱石、十字石出现；
含透辉石、透闪石等的钙硅酸盐岩；
还有金云母、镁橄榄石、透辉石等的白云质大理岩。
倭勒根岩群（（Pt3—∈1）wl）包括吉祥沟岩组[（Pt3-∈1）j]和大网子岩组[（Pt3-∈1）d]。
吉祥沟岩组的主要岩石类型为千枚岩、千枚状变质粉砂岩、变泥质板岩、二云母片岩及大理岩。
大网子岩组主要岩石类型为变火山岩，次为变碎屑岩类，主要包括变质基性熔岩（变质玄武岩、变质基性熔岩）、变质中酸性火山岩类（变酸性熔岩、变流纹岩、变中性熔岩、变英安岩）、变质火山碎屑岩类（变酸性凝灰岩、变酸性熔结凝灰岩）和变质碎屑岩类（变质含砾砂岩、变质砂岩、粉砂状千枚岩）。
腰桑南组（D2y）出露较少，仅见于大诺木诺河上游左岸842.8高地附近，该组在区内主要为一套海相（硅质）碳酸盐岩建造，岩石类型有生物碎屑硅质灰岩和陆缘碎屑泥晶灰岩。
本组含化石：
Sguameofavosites.indet.。
红水泉组（C1hg）分布较零星，主要分布在翠岗一支线及查拉班河一带，下部为灰色、灰黑色板岩夹砂岩及含陆源碎屑生物碎屑灰岩，含腕足、腹足、苔藓虫等化石；
上部为片理化（砂）砾岩、含砾砂岩与红柱石板岩、绢云板岩、炭质板岩，呈互层状产出，含植物化石。
绣峰组（J2x）主要分布在上黑龙江盆地南缘，总体呈NEE向展布，地层厚度大于2200m。
主要为一套冲积扇—河流—湖泊相沉积的砾岩、砂岩、夹粉砂岩、泥岩及煤线等陆相碎屑岩组合，产物丰富的Conioperis-Phoenicopsis植物群化石及少许Margaritifera-Ferganoconcha双壳化石。
二十二站组（J2er）发育在上黑龙江盆地靠近盆地中心地带，呈NEE向展布，主要岩石类型为中细砂岩、中粗砂岩、夹粉砂岩、泥岩组合。
该组中淡水动物化石较丰富，主要有双壳Ferganoconcha,Margaritifera,Unio,Pselldocardinia,Cuneopsis等及介形虫Djungarica,Luanpingella,Mantelliana,Eoparacypris,Rhinocypris,Yanshanina等。
漠河组（J2m）发育在上黑龙江盆地中心位置，呈NEE向展布，控制厚度大于1200m。
底部整合于二十二站之上，顶部被塔木兰沟组不整合覆盖。
以各种粒级的砂岩为主，夹砾岩、含砾粗砂岩、泥岩及煤线。
产较丰富的植物化石。
主要有Neocalamites,Coniopteris,Ginkgoites,Czekanowskia,Podozamites等。
塔木兰沟组（J3t）主要分布在塔河下游及大西尔根气河中上游一带，在十八站镇以北地区也有零星分布，总体上呈近东西向展布。
该组以中基性火山熔岩为主，底部不整于漠河组之上，顶部被光华组不整合覆盖。
熔岩类多数为灰绿、紫或灰黑色，气孔杏仁构造发育，岩流特征明显，底部主要为凝灰质砂砾岩、粗安质火山碎屑岩、粗安岩夹玄武粗安岩；
中部以玄武粗安岩为主，夹粗安岩及火山碎屑岩；
上部以玄武粗安岩为主，夹粗安岩、玄武岩及火山碎屑岩。
白音高老组（J3b）主要分布在外倭勒根河上游、塔南-翠岗、及十七站西部一带，总体呈近EW向及NEE向展布。
该组以英安质火山碎屑岩及英安岩为主，少许流纹质碎屑岩及流纹岩局部夹粗安质火山碎屑岩。
下部以流纹质碎屑岩及流纹岩为主，夹英安质碎屑岩及英安岩；
中部为英安质火山碎屑岩、英安岩，夹流纹质火山碎屑岩；
上部为英安质火山碎屑岩、英安岩，夹粗安质火山碎屑岩及流纹质火山碎屑岩。
光华组（K1gn）主要分布在大西尔根气河以东、瓦拉干镇、外倭勒根河以北一带。
总体呈NNE及NE向展布。
该组以流纹质火山碎屑岩为主，夹流纹岩、（流纹）英安岩及英安质碎屑岩。
下部以流纹质沉火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩为主，夹流纹质火山碎屑岩；
中部以英安岩、流纹岩及其碎屑岩组成；
上部以流纹英安岩、流纹岩及其碎屑岩为主。
九峰山组（K1j）主要分布在白银纳河上游及查拉班上游一带，总体呈NNW向展布，控制厚度675m，底部整合于光华组之上，顶部被甘河组整合覆盖。
岩石类型以砾岩、中粗—中细粒（岩屑）长石砂岩为主，夹少许粉砂岩及煤线，下部为砾岩、粗砂岩组合；
中部为粗砂岩、中细砂岩、夹粉砂岩及煤线构成多个沉积旋回；
上部为粗砂岩、细砾岩组合。
本组内含有植物化石Cladophlebissp.,Coniopterissp.,CzekanowskiarigidaHeer,AconthopterissothaniSze,Podozamitessp.等。
甘河组（K1g）分布零星，主要产出在依西肯、三合镇、外倭勒根河及二十一站附近。
局部呈近南北向及NNW向展布，控制最大厚度799m。
该组以粗安岩、玄武粗安岩为主，夹粗面玄武岩、英安岩及粗安质火山碎屑岩。
下部以玄武粗安岩夹玄武岩及火山碎屑岩为主；
中部以玄武粗安岩夹粗安岩及碎屑岩为主；
上部以粗安岩夹玄武粗安岩、英安岩及碎屑岩为主。
孙吴组（N1s）主要分布在呼玛河下游及老卡南大岭一带，呈NWW及NNW向展布，总体沿呼玛河河谷、黑龙江河谷方向分布。
该组由弱胶结（或半胶结）的砂砾、粗砂、细砂、砾石夹砂质粘土、铁质胶结砂砾岩薄层或透镜体组成，产状水平，属河湖相沉积产物。
下部为一套河流相砂、砾石层夹砂质粘土层；
中部为一套湖泊相砂质粘土层夹砂、砾石层；
上部为河流相砾岩、砂层。
第四系测区内第四系松散沉积物广泛分布于大小河谷中，主要表现为松散的砾石、砂、粘土沉积，属现代河流沉积成因。
（二）岩浆岩
研究区侵入岩发育，面积约占测区总面积的50%左右，从古元古代至晚中生代都有不同程度的发育，并且表现出自南向北、由东向西逐渐变新的空间展布规律。
岩浆岩的主要特征见表2.1。
研究区内基性-超基性侵入岩出露较少，呈零星岩株状产出，分为古元古代角闪辉长岩岩组（υPt1）和早石炭世辉长岩岩组（υC1）。
角闪辉长岩岩组（υPt1）呈零星小岩株状残留于古元古代花岗岩之中或侵入兴华渡口岩群（Pt1xh）。
岩体小者几m2，大者约0.3km2，其分布总面积不足1km2。
岩石类型较杂，以角闪辉长岩、变角闪辉长岩为主，少见橄榄辉长岩、辉长岩、辉长辉绿岩和辉长闪长岩。
早石炭世辉长岩岩组（υC1）主要出露于研究区西南部塔河县周围，呈岩株状产于中奥陶世侵入岩（γO2）之中，面积约20km2，岩石类型较杂，以辉长岩、橄榄辉长岩及角闪辉长岩为主，少见角闪石岩、角闪橄榄岩、拉长岩及橄榄拉长岩。
区内中酸性侵入岩广泛发育，约占区内侵入岩总面积的90%以上。
侵入规模大小不一，小到小岩株，大到岩墙、岩席，岩石类型以二长花岗岩、碱长花岗岩、花岗闪长岩和正长花岗岩为主，同时少见有英云闪长岩、花岗闪长岩、石英二长闪长岩、石英闪长岩和闪长岩。
表2.1研究区侵入岩划分一览表
期次
时代
岩组
代号
主要岩性
燕山晚期
K1
闪长玢岩组
δμK1
闪长玢岩
花岗斑岩组
γπK1
花岗斑岩
二长花岗岩组
ηγK1
中细粒二长花岗岩、
似斑状花岗岩、细粒花岗岩
燕山早期
花岗闪长岩组
γδK1
中细粒花岗闪长岩、花岗闪长斑岩
华力西中期
C2
碱长花岗岩组
kγC2
中粒碱长花岗岩
ηγC2
中（粗）粒二长花岗岩、
少见石英二长岩
C1
辉长岩组
υC1
辉长岩、角闪辉长岩、
橄榄辉长岩，少见角闪石岩
加里东早晚期
O2
kγO2
碱长花岗岩、正长花岗岩
ηγO2
似斑状、片麻状二长花岗组
γδO2
花岗闪长岩、石英二长闪长岩
闪长岩组
δO2
闪长岩
晋宁期
∈1
ηγ∈1
二长花岗岩，少见花岗闪长岩
Pt1
花岗岩组
γPt1
片麻状花岗岩、混合花岗岩、
γδPt1
（片麻状）花岗闪长岩
石英闪长岩组
δoPt1
（片麻状）石英闪长岩
角闪辉长岩组
υPt1
（变）角闪辉长岩、橄榄辉长岩、
辉长岩、辉长辉绿岩、辉长闪长岩
（三）地质构造
依据沉积建造、岩浆活动和构造变动等特征，将测区划分了六个构造分区：
Ⅰ达拉罕-韩家园古元古代地块；
Ⅱ韩家园新元古代-早寒武世陆缘增生代；
Ⅲ十八站早古生代褶皱带；
Ⅳ塔河-富乐晚古生代褶皱带；
Ⅴ上黑龙江中生代断陷盆地；
Ⅵ塔河中生代火山喷发带（图2.1）。
古元古代构造区由古元古代兴华渡口岩群及变质深成侵入岩组成，前者在后者中呈孤岛状包体形式存在，二者密切共生，组成特征明显的花岗岩—绿岩地体，是古元代地体中典型的构造型式。
其内韧性剪切构造系统和多期褶皱变形发育。
新元古代—早寒武世构造区主要发育于古元代结晶基底的边部，构成陆缘增生带，其由岛弧及弧后盆地形成的倭勒根岩群及早寒武世侵入岩组成。
倭勒根岩群可能以推覆体的形式存在，而花岗质岩石可能为陆缘增生时期焊接的产物。
早古生代构造区由奥陶纪花岗岩组成，花岗质岩石显示了钙碱性系列特征，可能是由于在陆缘演化过程中，造山或造山后伸展作用的产物。
晚古生代地质体区内出露较少，由零星出露的海相碎屑沉积建造红水泉组、腰桑南组组成，受中华力西期造山运动影响形成脆—韧性剪切带及低绿片岩相变质岩系，并伴随有中酸性岩浆侵入活动。
中生代构造层最为发育，上黑龙江中生代断陷盆地由中侏罗世沉积岩组成，早期盆地基底及盆缘拉张，开始了断陷盆地的发展历史，晚期拉张活动减弱，盆地萎缩；
至晚侏罗世由于盆缘断裂活动加剧，拉开了火山活动序幕，之后，由于NE—NNE向应力场的叠加，导致深大断裂带的强烈活动，大规模火山喷发，形成了北东向大兴安岭火山岩带的主体。
早白垩世之后的脆性断裂构造活动表现为对包括前述构造形迹在内的所有先成地质体和地质构造的破坏、改造和继承。
新生代构造层在中生代构造的基础上进一步发生断块运动，最终形成现今构造格局。
（四）矿产
研究区矿产资源极其丰富（表2.2），主要以贵金属—金为主，已经开采的金矿多达10处，其中1个大型金矿、4个中型金矿、5个小型金矿，金矿点、矿化点有几十处。
表2.2研究区主要矿产一览表
矿种
矿名
地理位置
地质概况
矿产特征
评价
硫及多金属
塔河钛磁铁矿化点
坐标：
124°
37′-56′
52°
17′-24′
产于华力西期基性侵入岩中
矿石呈浸染状，分布均匀，局部集中呈团块或矿条,剖面上宽达180m,延伸深度达600m,铁最高含量达15-19%
具有较好的找矿前景
十七站黄铁矿床
125°
36′-40′
14′25″-16′30″
围岩为古元古代侵入岩，其内的兴华渡口岩群呈包体存在
为含金脉型黄铁矿矿床，硫16.46-24.75%，达到工业品位，铜0.13-0.16%接近边界品位，储量13.6万吨
小型矿床
贵
金
属
二十一站砂金矿床
54′20″-51′
52′12″-53′20″
围岩为燕山期花岗闪长岩体
为河谷冲积砂矿，物质来源为燕山期花岗闪长岩体，矿体长2100m，宽160-420m，最高品位2.04g/m3，C+D级金属量379.355km3
达拉罕砂金矿床
35′16″-52′48″
3′3″-10′36″
围岩为兴华渡口岩群、倭勒根岩群、晋宁期、中奥陶世、燕山期侵入岩
为冲积河谷砂金矿，矿体全长17.7km，平均厚5.41m，储量10002kg，矿源层与兴华渡口群有关
大型矿床
查拉班河砂金矿床
0′-32′
10′-23′30″
围岩为兴华渡口岩群、倭勒根岩群、古元古代侵入岩
为河谷冲积型金矿，储量3900kg，矿源层与兴华渡口群和晋宁期花岗岩有关
中型矿床
韩家园子砂金矿床
37′30″-53′
0′-4′30″
围岩为兴华渡口岩群、倭勒根岩群、古元古代和中奥陶世侵入岩
为河谷冲积型金矿，储量7495.2kg，矿体最低工业品位0.22g/m3,可采厚度40m。
闹达罕砂金矿床
50′-56′
5′-10′
围岩为兴华渡口岩群和古元古代侵入岩
为河谷冲积型金矿，储量2049kg，矿体最低工业品位0.25g/m3
富拉罕砂金矿床
40′-53′
43′-50′
围岩为兴华渡口岩群、古元古代和中奥陶世侵入岩
为河谷冲积型金矿，储量2431kg，矿体最低工业品位0.25g/m3,可采宽度40m。
博拉沟砂金矿床
1
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