高精度磁測法在地質探礦中的應用效果分析

趙 盾，趙鈞儒

（1.山東省煤田地質局第五勘探隊，山東 濟南 250104；2.山東省煤田地質局物探測量隊，山東 濟南 250104）

磁法作為一種主要的物探方法曾為我國物探事業的發展起過重要作用尤其是磁法用于尋找磁性鐵礦的效果更為人知[1]。但是近年來隨著鐵礦地質工作的減少以及磁法在其它固體礦產普查中的效果也較礦為差磁法的工作量日益減少并無重大發現要“重現”磁法在地質普査找礦中的作用只有在儀器換代、技術更新、磁測精度顯著提高并能進行多參量后才能實現。

我國在引進技術的基礎上生產了一批微機質子磁力儀且配備了梯度探頭能同時進行垂向梯度和水平梯度等多參量磁測。與中、低精度磁法相比高精度磁法不單是磁精度的提高也是磁測任務確定儀器作用原理、結構性能操作及工作方法資料整理、解釋推斷和效果評價等方面的大轉變[2]。高精度磁法勘探是基于巖石的磁差異，來檢測地層和巖石的不同磁特性。并通過磁異常，推斷地質構造或地層空間分布。在勘探手段中屬于目前數一數二的方法。與傳統的磁測量相比，它提高了高精度磁測量儀器的靈敏度，并提高了分析的準確性，因此在用于直接和間接勘探時的作用更加突出。

1 高精度磁測法在地質探礦中的應用

1.1 查證區域內磁異常分布

磁法探測工作目的就是查證區域內磁異常分布。在地質學圖紙填充的基礎上，將假設區域進行規劃，規劃后在使用高精度磁測法檢測，從而推斷鐵礦找礦遠景。首先，先明確測區的面積，然后裂構造格架。假設測區面積為600m×300m工作比例尺為1：2000，測線排布的幾個重要因素一定要保證，首先就是地層的走向一定要清晰，根據地層的走向判斷礦體的位置，最后在進行布設。

1.2 進行測網布設

根據清晰的規劃要求，務必要采用相關工作量表，并由中海達8來確定基線。實際位置誤差小于設計要求。測量點布局同時采用手持式和電磁式測量操作。操作前需要修改參數，如果需要設計測量網絡，則必須首先確定測量線的方向。測量線的方向應垂直于參考線，并且參考線應放置在主要檢測對象附近或測量區域的中心，以減少主要異常的定點誤差。測網密度與比例尺的確定見下表（表1）。

表1 側網密度及比例尺的確定

1.3 建立并選擇基點

基點的設計非常重要，因為基點是全局因素的統領點。這個點必須保持在正確位置，一般處于法向磁場內。截面觀察的時候可以參考航空磁場數據，并觀察航空磁場數據中的穩定磁場主要參考點的位置。只有當滿足參考點條件時，才能確定重要基點位置。觀察基點的日變化，計算平均值以獲得基點的T0值，并插入一個放樣標記。在沒有磁性測量數據的情況下，可以根據地質條件測量弱磁巖質量分布區域中的磁場橫截面，并且最好在200m～500m的距離內通過工作區域。在測得的磁場中，必須選擇一個準確的法向場。如果滿足不了所需要的要求，則需在操作達到所需水平后，參考得出的數據來進行總基地的確立。

使用單一觀察方法觀察測量點，觀察時該點的位置必須正確。同時，每次觀察的探針高度應相同。日常觀察任務應由專職人員管理，該人員需要分配日常工作量，并填寫日常室內批準表。相關人員必須根據自己的需要認真撰寫。每日關閉觀察設備應從校準點開始，最終校準點的關閉時間不應超過9小時。校正點必須埋在文件標記中，如果在完成工作后一天之內無法返回到校準點進行觀察，則有必要在當天觀察到的輪廓結尾處建立2-3個連續點，并從觀察每個點的數據之中，開始第二天的連接點。日觀測法的周期為20秒，應在現場觀察之前和之后開始，并包括基線校準觀察。在觀察日常變化時，要注意磁力計的保護，并將磁力計放置在避免風吹雨淋的容器中，以防日曬。專用人員必須每天觀察并收集數據，每個操作員應及時將數據上傳到負責人的計算機。高精度自我測量工作的檢查率應達到40%以上，精密測量輪廓的質量檢查率應不少于百分之十，絕對分數應達到30分以上。同時，在質量檢查中產生的點一定要均勻分布。

1.4 對磁測工作數據進行處理

完成必要的高精度磁測檢測活動后，有必要在工作場所取樣演示。在可以開采新鮮巖石的異常礦化蝕變區，必須收集想采集區域的標本進行測量。各種磁參數的點應至少為5個樣本。為了提高表示效果增加準確性，構成樣本的主要巖石一定要超過30個。標本的每側長度為6-8立方，長短需要對，在相同橫截面中穿孔的所有巖心和其他相關探針進行磁測量，巖心采樣密度取決于礦體的巖石學和特征。在每個點取兩個樣本，盡量從一些典型的標本中進行選擇，有利于進行巖石和礦物鑒定，以及光譜學或其他分析。

用來進行高精度磁測的磁力計，是來自加拿大的GSM-19T，這是一種靈敏度極其高的磁力計，該時段內觀測點處地磁場的總強度T，就是測出的觀測值。在開始現場生產之前和開始生產之后，我們會根據高精度磁法測量技術法規的要求，來測量儀器的性能。選擇符合條件的參考點，以及每日更換站和校準點。現場觀察探針的高度為1.9m，如果在觀察過程中發生干擾等不可抗力因素，應合理避免。

磁場相對穩定但不會干擾磁場的位置是選擇測量時的重要測量步驟，將探頭和儀器設置準確。此時，斜率讀數應接近于零或基數應很小，然后在使用設備的點號在頂盒表面上按數字，并圍繞Z軸，每90度讀取一次該數字，另一側在頂部時相同。在觀察期間放置樣本之前，請檢查讀數n0，將樣本盒放置在樣本架上，選擇距離r來改變很多儀器讀數，并根據可讀取的上部盒表面上的數字n1，n2...來進行說明。取樣并按步驟完成，首先檢查基數n0，其次調整好儀器的狀態統計出平均值，如：

計算出的數字即為樣品量，也可以以體積秤稱量樣品。

探針軸沿南北方向放置，而樣品盒0置于非磁性鏈板的傾斜表面上。斜盤表面的傾斜角度必須與局部地磁傾斜角度匹配，并且傾斜表面必須面向北。將探頭向東或向西放置在軸的任一側，以使標本盒的中心與磁系統的中心齊平。

在測量過程中，樣品架和探頭支架不應移動，且在樣品測量期間n0更不應改變。磁參數的確定也應進行質量檢查，檢查率應不低于百分之十。

1.5 分析磁性參數

分析收集的磁參數的方法是對巖石和礦石的磁參數進行計數。在進行統計之前，原則上應該對相似巖石和礦石的磁化率分布規律和剩余磁化方法進行統計驗證，例如少于29個樣本時，則可以通過以下公式計算幾何平均值x。

式中xi為剩余磁化強度的測定值或單個標本的磁化率，橫坐標為參加統計的標本塊數。

當樣本數大于29時。根據上圖（圖1），觀察上圖中，確定統計的分組的組數，以相等的間隔對參數進行分組，并計算該數字與每組樣本數的比率。得出此類巖石和礦石樣本總數的百分比。其中fi稱為組頻率，縱坐標為百分比，利用這些數值和橫坐標中的數據確定每個應該表示點的位置。在研究關于磁化強度平均值的問題時，應確定好最大的極值點數值，再進行計算。在其累積到第j組時，需要統計出組頻率fi，后包括各組的累積頻率

圖1 標本塊數與段數對比圖

然后以fi(x)為縱坐標概率分劃，橫坐標為對數數值，使用相應的累積截止值并確定該點正確。如果相似巖石和礦物的磁化率或剩余磁化強度遵循算術正態分布規則，則可以根據公式計算平均值。

當遵循對數正態分布定律時，可以根據分組方法繪制頻率分布曲線或累積頻率線，將橫坐標全部用算術代替，并從該曲線圖中確定平均值x。

2 結束語

通過地質探礦的實驗，說明磁法勘探圈定地質礦體效果明顯，特別是巖礦體與圍巖的接觸帶上效果顯著。一方面，地面高精度磁測勘查地下礦體可以為中深部查找接觸交代型礦產提供依據；另一方面，地面高精度磁測勘查地下隱伏礦體可以為巖體上的工程勘查提供有利的條件。高精度磁測法可以根據現有的地理信息和資料分析出磁場的特點以及磁場某些因素是否處于正常狀態。由此可知，高精度磁測在地質探礦中具有良好的效果。