高精度磁法勘探讲义
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浅谈矿产勘探中高精度磁法的原理与实例分析摘要:高精度磁法勘探在矿产资源勘查中应用广泛,其一是直接用于磁铁矿床的普查和勘探,可精确查明磁铁矿的平面分布范围;利用各岩、矿测定的磁参数,通过专用软件可以进一步推断确定矿体的埋深;其二用于寻找与磁性矿物共生的金属矿床,要重视弱磁异常的分析解释工作,充分研究引起弱磁异常的真正原因,结合地质的研究,查找有利成矿构造异常带进行验证,以达到找矿目的。
地面高精度磁法勘探资料的解释成果,对指导地质勘探找矿具有较好的地质效果。
关键词:高精度磁法;多金属矿;勘探Abstract: High precision magnetic survey in the exploration of mineral resources is widely used, it is directly used for magnet ore prospecting and exploration, can accurately identify magnetite plane distribution range; the rock, ore determination of the magnetic parameters, through special software can further inference to determine the buried depth; second for finding and magnetic minerals symbiotic metal deposit, pay attention to weak magnetic anomaly analysis and interpretation work, full of the true reasons caused by weak magnetic anomaly, combining with geologic research, find favorable ore-forming tectonic belt is verified, in order to achieve the prospecting target. Ground high precision magnetic survey data interpretation results, to guide geological exploration prospecting has good geological effect.Key words: high precision magnetic method; ore prospecting;1 高精度磁勘探的原理根据《磁法勘探》地面磁法勘探是在地面观测地下介质磁性差异引起的磁场变化的一种地球物理勘查方法。
矿产勘探中高精度磁法的原理与实例分析磁法勘探是一种十分古老的物探手段,在矿产勘探过程中,采取磁法勘探手段,能够较为准确且有效地探测到一些矿产的平面分布范畴,最终实现寻找矿产的目标。
鉴于此,文章将对高精度磁法勘探的基本工作原理进行阐述,且以某地的一铅锌矿区的矿体测定作为实例,对其运用高精度磁法勘探矿体,以此来说明高精度磁法勘探方法在矿产勘探中的具体运用效果。
标签:矿产勘探高精度磁法原理0引言近些年来,伴随着找矿工作的日益推进与发展,一些比较容易发现、察觉且辨别的矿产已基本上被找出来,而现今对一些比较难发现且辨别难度较大的矿产,进行预测与勘探,是目前我国找矿工作中的一个焦点。
采取一些切实可行的手段构建找矿标志,是开展深部隐伏矿找矿预测工作的重点所在。
其中,高精度磁法勘探,就是当前一种较好的找矿预测方法,从一个角度而言,高精度磁法勘探能够对隐伏的控矿构造进行圈定,继而对其成矿区带加以明确,从另一个角度而言,其能够经由对强磁性与弱磁性地质体边界的准确圈定,继而对隐伏强磁性矿体与弱磁性矿体加以圈定[1]。
在我国,采取该方法对一些矿产进行勘探,获得了比较好的成果。
1高精度磁法勘探的基本工作原理高精度磁法勘探的基本工作原理为:通过质子旋进磁力仪(其中包含了一种带有氢原子的液体),在极化场的影响之下发生旋进效应,对磁场加以测定,使极化直流电流经由一(其环绕在液体试样之上)线圈,将形成一百高斯的辅助磁通密度[2]。
在这种情况之下,在极化作用下质子的净磁化强度被提升到一定的高度,且和比较高的磁通密度之间形成热平衡。
若这一辅助磁通中止,那么极化的质子就会出现旋进,继而重新排列且恢复到正常磁通密度状态之下。
从以下公式可见,质子旋进频率(f0)和磁通密度(B)之间有一定的关联性,即:f0=(γp/2π)Bγp/2π=42.5763751MHz/T在测定质子旋进的过程中,应当依据一定的顺序展开,就是最初有一个初始的极化,然后测定其频率,之后反复开展探测工作。
高精度磁法勘探
一、出队前的生产准备
包括对生产设计和高精度磁测规范的学习;对磁法仪器和测量仪器的准备,保证各种仪器性能良好;生产用GPS、地形图、地质图、1/5万航磁图;还有对野外或室内生产材料的准备等,野外主要有红布(设立测量标志)、木桩(埋石)、记号笔、铅笔、圆珠笔、小刀、记录本等,室内主要有笔记本电脑、打印机、打印纸、大的方格厘米纸、三角板、铅笔、彩色铅笔等。
只有准备工作做充分了,才能保证野外顺利的开展工作。
二、仪器性能校验
到野外后在工作现场进行,共校验两次,野外开工前和工作结束后各一次。
在校验之前要把仪器编上号(或使用仪器出厂时本身的编号,不要搞乱)。
1、磁力仪噪声水平的测定
选择一处磁场平稳而又不受人文干扰影响的地区(驻地附近)进行。
各仪器间的距离要在20米以上,避免探头磁化时互相影响,然后使所有仪器同时作日变测量,观测时各仪器达到秒一级同步。
取100个左右的观测值按公式计算每台仪器的噪声均方根值S。
公式见规范。
2、仪器一致性校验
观测点不少于50个,其中少数点要处于较强的异常场上(大于5倍的均方误差),全部仪器做往返观测。
有一台仪器作日变观测,
对其他仪器的观测结果做日变改正。
一致性对比时各仪器探头高度要保持一致,避免垂直梯度变化的影响(如选在树林中进行)。
对比结果按规范中的公式计算总均方误差,要求误差不大于设计总均方误差值的2/3。
对于性能不好(达不到要求)的仪器不能投入野外生产使用。
磁测误差分配表
三、基点的选择与联测
1、基点的选择
总基点位置首先在区域内已有航磁图上选址,最好在区域磁场零基值线附近。
并据交通地形等条件,选点在半径2m,高差0.5m范围内磁场变化不超过2nT,附近没有磁性干扰物,有利于长期保存的地方。
分基点亦即日变站选址要求位于平稳磁场内,靠近驻地(最好是独立的房屋内)使用方便,附近没有磁性干扰物。
仪器校正点:基本要求同分基点的要求。
对野外实地的选择结果要有记录。
日变站使用控制范围小于50km。
2、基点联测
HC-95光泵磁力仪仪器间可能存在系统误差,联测结果要把该误差去掉,统一到总基点的仪器上。
方法见规范(基站T0值测定工作)。
另一种联测方法是采用以往中、低精度磁测使用的方法,如多台仪器往返观测法或三程小循环法(此法联测结果需要平差)。
四、野外工作方法
1、测网布设
野外测网布设选用(导航型)GPS定位,测量测点三维坐标(x、y、z),单个测点GPS定点与理论测点误差应不大于5m,直读平面坐标,偏差在15m内即可按理论正点计,但高程实记,并实地做标志(本桩及点线号)。
遇特殊情况点位偏差允许25m,最大偏差应小于50m,要如实记录偏离后点位坐标、高程。
每天将记录坐标、高程输入计算机。
GPS在投入使用前应在已知三角点或坐标点上校正。
2、磁测基、测点观测的要求
基点一般为两次读数,测点作单次观测即可,每个闭合观测单元的观测,必须始于基点(校正点),终于基点(校正点)。
当在基点(校正点)上的早、晚基两次读数经日变改正后的差值超过2倍观测均方误差时,该仪器的当天工作作废,并查明原因。
观测时观测人员必须“去磁”即不能带小刀,皮带扣、鞋扣等磁性物品。
必须携带的磁性物件和磁性的设备应离开测点一定距离,以不影响观测结果为原则。
观测时应保证点位正确,每次观测时探头的高度均应保持一致。
观测时遇有事故(如仪器受震),仪器性能可能发生突然变化时,应即回到震前测过的几个测点上作重复观测,以检验仪器性能,当确认仪器性能正常后方可连续观测。
观测时遇有磁性干扰物时(如铁路、矿坑、尾矿堆等),须合理移动点位,并加注记。
3、日变观测
日变观测应使用与生产用同类型的仪器。
每日观测始于早校观测前,终于晚校正点观测之后。
日变观测采用循环时间一般设定在20秒—40秒之间。
野外生产时(包括日变观测)一定要爱护仪器,防摔、防碰、防震、防晒、防雨淋等,进行好日常保养,使仪器随时处于良好的运行状态。
4、质量检查
按设计要求进行,随时注意检查量和观测精度,在时间和空间上力争均匀分布。
正常场和异常场区均有兼顾,正常场的检查结果统计均方误差,异常场区统计平均相对误差(不大于5%)。
5、岩(矿)石磁性参数的采样及测定
采样:对全区域的主要地层、岩浆岩根据已有航磁成果和地质图统筹严格分类,相对均匀分布,采集代表性的标本样,并记录采样位置。
主要岩性采样不少于30件。
在异常区应有针对性的采集矿化蚀变样本,重点异常区带必须有对应的采样组(群)专列。
为保证岩(矿)石磁参数测定的准确,样本体积要适中,采用6×6×6cm。
对标本要及时定名。
磁参数测定方法和仪器及测定时间依具体情况确定。
6、原始记录
(1)原始记录要齐全,并转录光盘。
包括:仪器调节、校验及标定的观测记录。
基点选择与T0值确定的观测记录。
日变观测记录。
生产性的观测记录。
测网观测点GPS定点记录。
岩(矿)石磁性参数采样记录。
岩(矿)石磁性参数测定记录。
各种质量检查观测记录。
(2)对记录工作的基本要求
原始记录要按性质分类,依照统一的格式编制成标准化的文件,以便于数据处理。
如生产性观测按分幅编制点线号,质量检查、剖面性工作单列记录等。
各种原始记录要完整、规范,符号统一,首页、末页各栏填全。
五、室内资料整理
1、对磁测资料、日变资料做预处理,对数据进行编辑;对原始观测值进行各项改正。
改正值计算到0.1nT。
把经过预处理的磁测资料转存到光盘上,并用打印机把数据列表打出。
测点磁场值计算:
(1)、采用以往中、低精度磁测的联测方法时
测点磁场值=测点野外观测值-早基读数+基点改正值+日变改正值+正常梯度改正值(经、纬向都要改正)+高度改正值
(2)、采用规范中的联测方法时
测点磁场值=测点野外观测值+T0值(分基点)+基点改正值+日变改正值+正常梯度改正值(经、纬向都要改正)+高度改正值当先不考虑正常梯度改正和高度改正,只考虑日变改正时,HC-95a磁力仪的软件为:
测点磁场值=测点读数+T0值-日变站相应时刻的仪器读数值
53476.18=53559.93+53500-53583.75(计算实例)
当有多个日变站(分基点)时,各日变站都必须和总基点发生关系,必须求出各日变站与总基点的磁场差值,亦即必须进行联测。
先用分基T0值作日变改正,再统一到总基点上是正确的。
对于HC-95a 仪器配置的软件来说,规范中“先用分基T0值作日变改正后再作总基改正,与直接使用总基T0值作日变改正的结果是等效的”是不正确的。
2、对各种原始记录、表册进行整理,编目和编号,编制原始资料索引。
3、对于预处理自动改正和计算的结果,要检查计算程序和使用的重要常数是否正确,发现错误立即改正。
4、对检查中发现的错误数据,应设法补救,无法补救的应予作
废,并从有效文件中删除。
5、随时统计质检精度,做到心中有数。
6、对每日的野外工作进度(包括质量检查)要逐日上图。
7、对各仪器观测结果逐日进行日验收(以表格的形式予以记录)。
六、图件编制
1、应提交的主要成果图件:磁场剖面平面图、磁场等值线平面图、典型异常综合剖面图、推断成果图。
2、原始曲线图及其他辅助图件
日变曲线图、表示仪器性能的原始曲线图、质量检查对比曲线及误差分布图表、岩石磁性统计图表。
主要图件具体绘制按DZ/T0069-93、DZ/T0071-93要求执行。
并编辑文件,输入光盘,打印出图。
在野外应随时绘制△T剖面平面图和△T等值线平面图,以指导野外异常检查和综合研究工作。
七、推断解释
对主要的异常要根据地质背景、岩(矿)石磁性参数资料及其他找矿手段取得的信息,逐个作出定性解释,列表说明或作必要的图示。
对有找矿远景的异常要做必要的数据处理(如不同高度的延拓,水平一次导数、高频滤波等),但方法应用的目的性一定要明确。
效果好的才做附图。
正、反演模拟计算,数据利用要合理,有依据。
对目标物的推断(如埋深规模、形态、产状特征)尽可能量化,最好有其他找矿方法成果的佐证,即充分利用综合方法手段作结论。