小白芨芨溝-小青羊地段地面高精度磁測試驗效果分析

賀海揚， 宋振濤， 李 霄， 陳志財， 李 茂

(1.核工業航測遙感中心， 石家莊 050002； 2.中核集團鈾資源地球物理勘查技術中心重點實驗室， 石家莊 050002; 3.河北地質大學， 石家莊 050031)

小白芨芨溝-小青羊地段地面高精度磁測試驗效果分析

賀海揚1，2， 宋振濤1，2， 李 霄3， 陳志財1，2， 李 茂1，2

(1.核工業航測遙感中心， 石家莊 050002； 2.中核集團鈾資源地球物理勘查技術中心重點實驗室， 石家莊 050002; 3.河北地質大學， 石家莊 050031)

為有效發揮物探方法在鈾礦找礦中的指導作用，在龍首山成礦帶地質情況已知的小白芨芨溝-小青羊地段開展了地面高精度磁測不同點距的應用試驗，其目的是通過資料對比分析，研究馬路溝及其次級斷裂的磁異常特征，總結不同點距的試驗效果，為該地區鈾礦勘查提供有效的技術支撐。資料對比分析結果表明：①10 m、20 m點距測量結果基本一致，分辨率高、效果好，而50 m點距由于測點間距偏大，其資料解釋的分辨率明顯降低，反映效果差；②馬路溝及其次級斷裂磁異常主要反映為北西向線性梯度帶、負磁異常帶以及不同磁場面貌分界線，其特征為相關地區的資料解釋提供了借鑒。

小白芨芨溝-小青羊地段； 地面高精度磁測； 斷裂； 磁異常

0 前言

龍首山鈾成礦帶是我國內陸一條重要的鈾及多金屬成礦帶，屬祁連-秦嶺鈾成礦省的一部分，區內現已查明具有多個重要的鈾礦類型[1]，本區廣泛發育的鈾礦化與其所處的有利構造位置密切相關。前人研究成果表明，一系列鈾異常點、礦化點及礦床，就芨嶺巖體南部成礦帶而言，嚴格受馬路溝斷裂控制[1-4]。

為分析研究馬路溝及其次級斷裂的磁異常特征，筆者在龍首山芨嶺巖體南部成礦帶，地質情況基本已知的小白芨芨溝-小青羊地段開展了地面高精度磁測方法試驗。

在方法試驗中，進行了不同點距的探測試驗，根據資料分析，選擇有效的測量點距進行面積性的試驗工作。目的是通過本次方法試驗，研究馬路溝及其次級斷裂的磁異常響應特征，為試驗區外圍方法測量點距的選擇以及資料解釋提供依據。

1 試驗區地質概況及巖石磁性特征

1.1 地質概況[5]

研究區內構造主要為北西向馬路溝及其次級斷裂。馬路溝斷裂帶由兩條斷層組成(F101S、F101N)，總體走向280°～315°，為一高角度逆沖斷裂。該斷裂帶控制著芨嶺礦床(701)、新水井礦床(706)和白芨芨、小白芨芨溝等一系列礦點、礦化點的分布，為區內控巖、控礦及導礦構造。F1011、F1012與F1013斷裂走向北西，均為馬路溝同期次級斷裂。

1.2 巖石磁性特征

龍首山成礦帶是著名的多金屬成礦帶，地礦、冶金、有色、核工業等地質部門都進行過物化探測量工作，積累了豐富的地球物理參數等資料，為了解區內巖石磁性特征以及物探方法的選擇提供了重要的參考。

圖1 試驗區地質及測線布置圖Fig.1 Geology and surveyline layout map in research area

地層巖性磁化率平均值/K×10-5SI磁性特征樣品數/個Pt21t大理巖7弱磁性32板巖13弱磁性34γ3-13、γ3-33肉紅色中粗粒及中細粒花崗巖32弱磁性35δ2-13中細粒閃長巖330中等磁性41γ3-23中粗粒斑狀花崗巖1038較強磁性28γ2-13灰白色中粗粒花崗巖510中等磁性35γπ鈉交代巖64弱磁性31

因此，研究區內不同巖石組合之間存在明顯的磁性差異，為方法取得較好的試驗效果提供了有利條件。

2 地面高精度磁測技術方法

2.1 儀器設備及精度要求[7]

試驗區地面高精度磁測采用加拿大生產的GSM-19T質子磁力儀，分辨率為0.01 nT，精度為0.2 nT，測量范圍在20 000 nT～120 000 nT之間，工作溫度為-50℃～65℃。

表2為四臺磁力儀噪聲水平測試、觀測誤差測試、一致性測試計算結果。由表2可知，磁力儀器噪聲水平、觀測均方根誤差以及一致性總觀測均方根誤差均小于2 nT，符合技術要求[9]，說明投入的磁力儀性能穩定、一致性較好。

表2 磁力儀性能測試結果統計表

2.2 測網布置

根據試驗區馬路溝及其次級斷裂展布特征，垂直其走向布置了地面高精度磁法測量剖面21條，測線編號M1～M21，測線方向為20°，每條測線長為1 km，線距為100 m，控制面積為2 km2。

點距試驗選擇在M05、M20兩條剖面中進行，以10 m點距開展測量，然后以10 m、20 m、50 m點距的數據成圖分析，完成方法不同點距的試驗。測線布置具體情況見圖1。

2.3 數據處理

地面高精度磁測數據處理主要包括以下幾個步驟：

1)日變改正。采用線性插值法進行，運用GSM-19T儀器隨機軟件程序GEMLink4.0自動完成，其計算公式為式(1)[8]。

T改=T測-T日+T基

(1)

式中：T改為日變改正后的絕對磁場觀測值(nT)；T測為測點的磁力觀測值(nT)；T日為日變站的磁力觀測值(nT)；T基為日變站的基本磁場值(nT)。

2)正常場改正。利用國際地磁參考場IGΓF模型給出的高斯系數計算，系數項和年變系數利用專業軟件計算各測點的正常場及高度改正值(T正)。

3)ΔT磁異常值的計算為式(2)。

ΔT=T改-T正

(2)

式中：ΔT為磁場異常值(nT)；T改為日變改正后的絕對磁場觀測值(nT)；T正為測點磁場正常場值(nT)。

4)成圖處理。采用Geosoftt軟件，處理網格化圖形采用Mapgis繪制。

3 試驗效果分析[9]

3.1 不同點距試驗效果分析

在本次方法試驗中，在M05、M20線進行了不同點距的試驗(圖2、圖3)。

由圖2、圖3可見：10 m、20 m點距ΔT磁異常曲線的形態、特征基本一致，尤其是馬路溝南部斷裂(F101S)位置的異常對應較好，測量結果基本一致；剖面中部醒目的正磁異常主要由沿該斷裂發育的肉紅色中粗粒斑狀花崗巖及中細粒閃長巖所引起； 50 m點距ΔT磁異常曲線變化較為圓滑，異常反映明顯不如10 m、20 m點距測量結果細致、豐富，特別是剖面中部醒目的正磁異常， 在M05與M20剖面中，分別向西南方向偏移了30 m和16 m，由圖3(d)可知，M05與M20剖面平距490 m處正負異常突變處為區內馬路溝南部斷裂(F101S)的通過部位，由此將造成該斷裂地表位置的南移；10 m、20 m點距測量結果在M05線平距670 m～730 m段與M20線平距20 m、820 m處反映的局部正異常，50 m點距測量結果卻均沒有反映，出現了異常遺漏情況。

通過以上不同點距異常特征分析，10 m與20 m點距測量分辨率高，探測效果好；50 m點距由于測點距偏大，其測量結果的分辨率明顯降低，造成區內異常向西南方向偏移及局部異常遺漏現象，資料解釋效果明顯變差。

3.2 馬路溝及其次級斷裂磁異常特征

由圖4、圖5可見：研究區磁場主要呈北西向展布，中部表現為醒目的正磁場區，磁場強度高、梯度陡，與加里東晚期侵入的中粗粒斑狀花崗巖、中細粒閃長巖基本對應，北東與南西部兩側表現為平緩變化的正負磁場區，與龍首山群塌馬子溝組及加里東晚期侵入的中粗粒、中細粒花崗巖基本對應，其磁場面貌特征與區內不同磁性體的分布范圍以及斷裂構造的展布延伸方向基本相一致。

圖2 試驗區M05線地面高精度磁測不同點距ΔT異常與地質剖面對比圖Fig.2 Magnetic anomaly ΔT section and geological section in line M05 for three distances(a)10 m點距ΔT異常剖面圖；(b)20 m點距ΔT異常剖面圖； (c)50 m點距ΔT異常剖面圖；(d)圖切地質剖面

圖3 試驗區M20線地面高精度磁測不同點距ΔT異常與地質剖面對比圖Fig.3 Magnetic anomaly ΔT section and geological section in line M05 for three distances(a)10 m點距ΔT異常剖面圖；(b)20 m點距ΔT異常剖面圖； (c)50 m點距ΔT異常剖面圖；(d)圖切地質剖面

1)馬路溝南部斷裂(F101S)反映為北西向磁異常線性梯度帶，斷裂北側為負磁場區，而南側為醒目的正磁場區，其磁場特征主要與后期沿斷裂侵入具有較強磁性的中細粒閃長巖密切相關。

2)馬路溝北部斷裂(F101N)反映為北西向的線性負磁異常帶，由于該斷裂具擠壓性質，造成局部巖石破碎磁性降低所致。

3)F1011斷裂反映為北西向磁異常線性梯度帶，斷裂北側為醒目的正磁場區，而南側為平緩變化的正負磁場區。

4)F1013斷裂反映為不同磁場面貌分界線。

由以上分析可見，馬路溝及其次級斷裂磁異常特征明顯，主要反映為北西向線性梯度帶、負磁異常帶以及不同磁場面貌分界線。

4 結論

1)通過不同點距異常特征分析，認為10 m、20 m點距測量結果基本一致，分辨率高、效果好；50 m點距由于測點間距偏大，造成異常向西南方向偏移及局部異常遺漏現象，其資料解釋的分辨率明顯降低，反映效果差。因此，在既提高測量控制面積，又確保資料質量與效果、效率的前提下，研究區外圍地區地面高精度磁測采用20 m點距較為適宜。

2)馬路溝及其次級斷裂磁異常主要反映為北西向線性梯度帶、負磁異常帶以及不同磁場面貌分界線，其特征為相關地區的資料解釋提供了參考。

3)地面高精度磁測成本低、效率高，解決區內斷裂構造具有較好的應用效果。因此，在龍首山地區的鈾資源評價中，可配合其他方法加以推廣應用，以提高鈾礦地質勘查的效果。

圖4 試驗區地質及地面高精度磁測ΔT剖面平面圖Fig.4 Geological and high-precision magnetic anomaly ΔT section curve of the research area

圖5 試驗區地質及地面高精度磁測ΔT等值線平面圖Fig.5 Geological and high-precision magnetic anomaly ΔT contour of the research area

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Effect analysis of ground high-precision magnetic measurement experiment in Xiaobaijiji ditch-Xiaoqingyang area

HE Haiyang1,2， SONG Zhentao1,2， LI Xiao3， CHEN Zhicai1,2， LI Mao1,2

(1.Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China; 2.CNNC Key Laboratory for Geophysical Exploration Technology Center of Uranium Resource, Shijiazhuang 050002, China; 3.Hebei University of Geosciences，Shijiazhuang 050031, China)

To effectively play the guiding role of geophysical prospecting method in Longshoushan uranium deposit prospecting, the application test of different distance using ground high-precision magnetic method was carried out in the Xiaobaijiji ditch-Xiaoqingyang area where the geological conditions were already known. The purpose is to study the magnetic anomaly characteristics of Malu ditch and its secondary fractue through the data analysis, summarize the test results of different distance, and then provide effective technical support for uranium exploration in the region. Data analysis results show that the 10 m, 20 m distance measurement results are basically identical with high resolution and good effect; However, with large distance of 50 m, the data interpretation is significantly decreased, and the resolution of reflection effect is poor. The second is the road ditch and its secondary fault magnetic anomaly mainly reflects in north west to the linear gradient zone, negative magnetic anomaly zone and different magnetic field line, characterized by provide a basis for the related areas of data interpretation. Secondly, the magnetic anomaly of Malu ditch and its secondary fracture mainly reflected in north-west linear gradient zone, negative magnetic anomaly zone and boundary different magnetic field, whose feature provides the basis to data explanation for the related-areas.

Xiaobaijiji ditch-Xiaoqingyang area； ground high-precision magnetic； fracture； magnetic anomaly

2016-06-05 改回日期：2016-08-17

中國核工業地質局基礎地質項目(201544)

賀海揚(1984-)，男，工程師，主要從事地球物理勘查和環境地質調查工作， E-mail：519553613@qq.com。

宋振濤(1985-)，男，碩士，工程師，主要從事固體礦產勘查和地球物理勘探工作，E-mail：511210112@qq.com。

1001-1749(2017)03-0333-07

P 631.2

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.03.06