張華利

（四川中科金巖物探工程有限公司，四川 西昌 615000）

高精度磁法具有效率高、成本低、工作范圍廣、操作便捷、不受地域限制等一系列優(yōu)勢，是地球物理勘探工作中不可或缺的重要手段。找尋找礦床的過程中，高精度磁法通過尋找構(gòu)造或者具有磁性的伴生礦物來實(shí)現(xiàn)間接找礦的目的，精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以清晰、直觀、準(zhǔn)確的呈現(xiàn)找礦信息，以提高作業(yè)效率。

1 高精度磁法數(shù)據(jù)處理技術(shù)簡介

1.1 技術(shù)原理

地下的不同介質(zhì)，磁性也存在差異，這種差異會(huì)引起磁場變化。磁法勘探正是以此為原理，在地面觀察地下的磁場變化來進(jìn)行找礦的一種物理勘探技術(shù)。由于礦物賦存在地下的磁性的不同，礦物的剩余磁性和感應(yīng)磁性會(huì)受到一定的影響，因此也促使其出現(xiàn)獨(dú)立磁場并疊加于正常的磁場上。通過專業(yè)的找礦設(shè)備，能夠探測、感應(yīng)到地面磁場表現(xiàn)出的異常特點(diǎn)，繼而判斷此地有無礦物，地質(zhì)是否出現(xiàn)異常[1]。高精度磁法數(shù)據(jù)處理技術(shù)的穩(wěn)定性更好、精準(zhǔn)度更高、自動(dòng)化水平更高、受溫度的影響更小，根據(jù)《地面高精度磁測技術(shù)規(guī)程》中的定義，高精度磁法勘探是指磁總誤差≤5nT 的磁法勘測技術(shù)，在磁性較弱的勘測目標(biāo)或者隱伏磁性體中應(yīng)用前景十分樂觀。

1.2 數(shù)據(jù)采集和處理

戶外施工中，每結(jié)束一個(gè)工作日，各個(gè)磁測組和日變組的操作人員都要把當(dāng)日獲得的原始資料交給微機(jī)操作員，確認(rèn)無誤后雙方辦理交接手續(xù)。微機(jī)會(huì)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的處理與計(jì)算，并分析野外獲得的△T 數(shù)據(jù)，最終通過計(jì)算把數(shù)據(jù)生成圖件形式。

1.3 技術(shù)優(yōu)勢

1.3.1 推斷磁性異常

礦區(qū)的地形地貌、地質(zhì)特點(diǎn)會(huì)因溫濕度、氣候、天氣等因素而發(fā)生變化，從而影響礦區(qū)的磁性，表現(xiàn)出磁異?，F(xiàn)象，影響找礦工作的開展[2]。運(yùn)用高精度磁法勘探能夠準(zhǔn)確推斷、分析磁異常，降低勘探失誤率。

1.3.2 尋找共生礦

高精度磁法在尋找和磁性礦物共同的金屬礦中具有極高的應(yīng)用價(jià)值，高精度磁法可以根據(jù)礦石本身特有的“同性相吸、異性相斥”的特點(diǎn)來判斷礦區(qū)的磁性含量，迅速、準(zhǔn)確的獲得共生金屬礦的信息，極大的節(jié)約了時(shí)間、人力、物力、財(cái)力成本。

1.3.3 提高找礦效率

各礦區(qū)的磁性不同，礦區(qū)的磁場強(qiáng)，勘探相對(duì)容易，反之則會(huì)增加勘探難度，這就是傳統(tǒng)磁法勘探技術(shù)受限的主要原因。運(yùn)用高精度磁法勘探技術(shù)，可以根據(jù)各礦區(qū)的磁性差異來明確地質(zhì)勘探范圍，提高找礦效率與采礦安全性。

1.3.4 準(zhǔn)確查找鐵礦的分布范圍

根據(jù)磁、鐵相吸原理，高精度磁法在應(yīng)用過程中會(huì)和鐵礦發(fā)生反應(yīng)，迅速明確鐵礦的分布地區(qū)，提高鐵礦開采效率。

1.3.5 準(zhǔn)確劃分構(gòu)造格架

運(yùn)用高精度磁法勘探技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的劃分基低構(gòu)造、斷裂構(gòu)造的格架，避免這兩種構(gòu)造格架相互連接，以便維持巖石的規(guī)律性，避免勘探人員分析錯(cuò)誤，為勘探工作的開展奠定了良好基礎(chǔ)。

2 地質(zhì)找礦中高精度磁法勘探的應(yīng)用

2.1 在玄武巖地區(qū)找礦中的應(yīng)用

玄武巖地區(qū)分布著多條EW、NE、NW 方向發(fā)育明顯的斷裂帶。由此可以判斷出該區(qū)域氣候條件差、出現(xiàn)低溫時(shí)間較長。為了提高找礦效率，應(yīng)用高精度磁法勘探，避免環(huán)境因素給找礦造成的不便。而且該地區(qū)的地形地貌比較復(fù)雜，分布著多種類型的礦石，高精度磁法可以更加全面的了解礦石的分布情況。

2.1.1 準(zhǔn)備工作

（1）布設(shè)測網(wǎng)：勘探地區(qū)的所有作業(yè)點(diǎn)全部采用GPS定位，測試前校對(duì)GPS 的精度。GPS 的實(shí)際測量與理論測點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)誤差控制在5m 以內(nèi)，平面坐標(biāo)誤差控制在15m以內(nèi)。

（2）實(shí)際勘查中設(shè)置測量點(diǎn)：用劃分單元的方式將測量位置進(jìn)行區(qū)分，分別進(jìn)行兩次讀數(shù)，該方法是閉合基點(diǎn)的方案，主要特點(diǎn)為測量精度較高。磁會(huì)受到電、磁、金屬物的影響，所以要堅(jiān)決杜絕工作人員攜帶以上物品，保證測量的準(zhǔn)確性。

（3）對(duì)地質(zhì)找礦區(qū)域內(nèi)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集：設(shè)置多個(gè)測量位置，T 表示地質(zhì)測量參數(shù)，負(fù)責(zé)勘測人員需在每日固定時(shí)間將所設(shè)置的測量位置的數(shù)據(jù)收集起來并進(jìn)行匯總，保證數(shù)據(jù)采集時(shí)間控制在10s 左右。

（4）檢查測試數(shù)據(jù)：本工程共有8532 個(gè)物探點(diǎn)，其中558 個(gè)點(diǎn)場值和坐標(biāo)為了減少誤差經(jīng)過了反復(fù)檢測。計(jì)算方法選擇的是均方誤差法，以提高異常區(qū)的觀測質(zhì)量。用Z 表示檢查觀測值，用Z’表示原始觀測值，用s 表示差值，相對(duì)誤差的計(jì)算公式為：

異常區(qū)平均相對(duì)誤差的計(jì)算公式如下：

公式②中的n 表示異常區(qū)的觀測指數(shù)，計(jì)算結(jié)果代表了數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

2.1.2 檢測方法

選擇CZM-3 型號(hào)的質(zhì)子磁力儀作為探測作業(yè)設(shè)備，手動(dòng)采樣周期4s/次，自動(dòng)采樣參數(shù)IOs/次。探測過程中在玄武巖北東向和斷裂北側(cè)都發(fā)現(xiàn)了異常反應(yīng)，范圍在1.5km～1.8km 區(qū)間段，異常反應(yīng)強(qiáng)度為660nT～1550nT，最大值3670nT，曲線呈現(xiàn)復(fù)雜形態(tài)。巖石對(duì)磁有著不同的類型，根據(jù)巖石種類分為兩類，即中等強(qiáng)度磁性的礦石和弱磁性的礦石。采用高精度磁法進(jìn)行地質(zhì)找礦，其實(shí)是依據(jù)礦石對(duì)磁所產(chǎn)生的反應(yīng)來進(jìn)行測量的，從測量儀器顯示的數(shù)據(jù)可以判斷出礦石巖性反應(yīng)情況，根據(jù)勘測結(jié)果，將地質(zhì)礦物分布情況繪制成圖。

2.2 在熱水東鐵礦預(yù)查中的應(yīng)用

該礦區(qū)處于秦祁昆地層區(qū)、祁連—北秦嶺地層分區(qū)、中祁連山、北祁連山小區(qū)。礦區(qū)內(nèi)的地層發(fā)育從古代到第四紀(jì)都有分布，以早、中元古代、古生代的地層為主，其次是中生代地層。該地區(qū)的磁參數(shù)測定結(jié)果見表1。

2.2.1 礦體的磁場特點(diǎn)

預(yù)查區(qū)的中北部出現(xiàn)C30-1 磁異常，異常表現(xiàn)為橢球狀—串珠狀，主要呈北西南東向展布，異常長度1410m 左右、寬度420m～1100m，面積1.07km2，異常正負(fù)伴生，正異常的最高值為2900nT，通常在541nT～2200nT 范圍內(nèi)，負(fù)異常的最小值是-3670nT，通常在-496nT～-175-nT范圍內(nèi)。礦體磁異常所呈現(xiàn)特點(diǎn)為北側(cè)較陡，南側(cè)較緩，判斷磁性礦體出露形狀為南西向傾[3]。礦體的磁異常范圍展現(xiàn)出的地層為早奧陶世陰溝群地層第三巖性段，所含礦層的碎屑巖段（O1y1a-3），巖性主要以蝕變安山巖、泥鈣質(zhì)板巖、板巖、灰?guī)r為主。工作區(qū)發(fā)現(xiàn)巖體和推斷磁異常體的產(chǎn)狀相一致，但礦體規(guī)模不大，因此推斷引起高磁異常的地質(zhì)體是出露鐵礦向地下的延伸，圍繞磁異常區(qū)域布設(shè)了三條（44、48、52 線）1/2 千地磁剖面，用來調(diào)查、證實(shí)磁異常的實(shí)際形態(tài)。推測磁異常的礦體呈現(xiàn)的產(chǎn)狀相同，礦體出露規(guī)模較小，所以推測出

表1 熱水東地區(qū)巖礦石磁參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.2.2 剖面反演

經(jīng)過平面等值線延拓處理后，明確了磁異常底部的埋深為400m，磁鐵礦石的平均磁化強(qiáng)度取值30000×10-3A/m，圍巖的磁性可忽略不計(jì)，淺部埋深90m。在GeoIPAS 軟件中對(duì)礦體的剖面反演情況進(jìn)行模擬，設(shè)計(jì)出剖面反演模型，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整其中各個(gè)參數(shù)。實(shí)際所測得的平面等值線與理論曲線大致相同時(shí)，剖面反演模型為礦體剖面理論模型。

沿剖面方向推斷有三個(gè)磁鐵礦礦體。1 號(hào)磁鐵礦礦體對(duì)應(yīng)南部磁異常，寬100m，異常值-560nT～570nT。磁異常曲線陡峭，相對(duì)狹窄。推測磁性體向南傾斜，頂板埋深約5m，鐵礦體寬度7m，磁異常段出露巖性為泥質(zhì)鈣質(zhì)板巖，發(fā)現(xiàn)磁鐵礦[4]。2 號(hào)鐵礦體傾向南傾，礦體的頂板埋深約90m，較厚，在進(jìn)行開槽鉆探過程中未見出露礦體，，轉(zhuǎn)向深部地層進(jìn)行鉆探出現(xiàn)了2 條礦體，鉆探結(jié)果與反演結(jié)果一致，經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)礦體最大厚度為44.57m，主礦體IV-2Fe厚度39.47m、IV-4Fe 厚度5.1m。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際案例，綜述了高精度磁法在玄武巖地區(qū)找礦、熱水東鐵礦預(yù)查中的應(yīng)用情況，希望能給地質(zhì)找礦工作提供參考。