淺議井中磁測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

劉雄飛

摘要：井中磁測(cè)是鉆孔中磁法勘探的一種方法，它是以研究巖、礦體的磁性為物理基礎(chǔ)的。不同磁性的巖、礦體會(huì)產(chǎn)生不同形態(tài)和強(qiáng)度的磁異常，井中三分量磁測(cè)就是測(cè)定磁性巖、礦體在它周圍所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度的異常。本文對(duì)井中磁測(cè)技術(shù)的原理、應(yīng)用等進(jìn)行總結(jié)分析，以為實(shí)際工作提供參考。

關(guān)鍵詞：井中磁測(cè)；磁三分量測(cè)井；磁化率測(cè)井

井中磁測(cè)目前包括鉆孔中磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量和磁化率測(cè)井。它們是以巖礦石的磁性差異為物理基礎(chǔ)，通過儀器測(cè)定鉆孔中的磁場(chǎng)強(qiáng)度和孔壁附近巖礦石的磁化率，了解井中磁異常及巖礦磁化率的變化特征，并且在掌握了工區(qū)地質(zhì)和地面磁測(cè)資料后，經(jīng)過資料的分析研究，然后作出地質(zhì)解釋達(dá)到找礦和解決其它地質(zhì)問題的目的。

一、井中磁測(cè)的技術(shù)特點(diǎn)

井中磁測(cè)與地面磁測(cè)相比有一些特殊性，主要在以下幾個(gè)方面。

1.井中磁測(cè)受到鉆孔數(shù)量的限制，一個(gè)鉆孔只相當(dāng)?shù)孛嬉粭l測(cè)線。這樣，由于鉆孔數(shù)量較少，得到的空間磁異常信息很有限。

2.由于只能沿鉆孔方向測(cè)量，井中磁測(cè)得到的信息可能是鉆孔周圍任何方向上的地質(zhì)體引起的，判別地質(zhì)體的方位需要很好的分量測(cè)量精度。分量測(cè)量精度的最大影響因素是儀器定位精度。這不僅取決于三分量測(cè)井儀器本身，還要受到鉆孔方位準(zhǔn)確性影響。鉆孔方位測(cè)量要借助陀螺測(cè)斜儀完成，所以分量測(cè)量的精度還會(huì)受到陀螺測(cè)斜精度的影響。

3.井中磁測(cè)有時(shí)會(huì)因鉆孔穿過地質(zhì)體而測(cè)到地質(zhì)體內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)，這和地面磁測(cè)只會(huì)得到地質(zhì)體外部的磁場(chǎng)情況是完全不同的。地面磁測(cè)是在空氣進(jìn)行，井中磁測(cè)在是在介質(zhì)中進(jìn)行，測(cè)量結(jié)果要受到圍巖介質(zhì)磁性的影響，而且是圍巖介質(zhì)的內(nèi)部場(chǎng)。這就使得資料解釋變得很復(fù)雜。

4.由于地質(zhì)體是有限體積，鉆孔和地質(zhì)體的相對(duì)位置不同，井中磁測(cè)可以測(cè)到正向磁化和反向磁化兩種情況。和地面磁測(cè)只能觀測(cè)到的正向磁化相比，測(cè)量信息更加豐富但也更復(fù)雜。

5.由于受井下儀器外形尺寸限制，井中磁測(cè)采用的磁場(chǎng)傳感器精度還不夠高。又因?yàn)榇艌?chǎng)分量測(cè)量要受到所采用的定向方法等精度影響，總的觀測(cè)精度也不高。目前比地面磁測(cè)低一個(gè)數(shù)量級(jí)。影響井下磁測(cè)精度的因素還有井溫，鉆孔孔徑等等。

6.現(xiàn)在最先進(jìn)的井中磁三分量?jī)x器已經(jīng)沒有重錘一類的活動(dòng)靈敏框架，采用全固態(tài)的磁傳感器進(jìn)行測(cè)量。由上海地學(xué)儀器研究所研制的JCC3-2（A）型高精度磁三分量測(cè)井儀就是采用巨磁效應(yīng)的磁敏元件測(cè)量磁場(chǎng)。三個(gè)正交安裝的巨磁傳感器和重力加速度傳感器配合測(cè)量，同時(shí)得到北向（Y）—東向（X）—垂直（Z）正交坐標(biāo)系下的三個(gè)磁場(chǎng)分量值。重力加速度傳感器的作用是提供測(cè)量三分量所需的定向信息。由于重力加速度傳感器精度高（分辨率為角秒級(jí)），所以定向精度比過去的井中磁三分量測(cè)量?jī)x器高很多。過去井中磁三分量測(cè)量?jī)x器是采用重錘和偏心塊來定向，不僅精度差，可靠性也很差，儀器很嬌氣。新型儀器采用的巨磁傳感器有較高的測(cè)量靈敏度，JCC3-2（A）型高精度磁三分量測(cè)井儀分量測(cè)量精度比過去大大提高。JCC3-2（A）型高精度磁三分量測(cè)井儀內(nèi)部沒有活動(dòng)部件，儀器有很高的可靠性。儀器內(nèi)部還設(shè)有自動(dòng)溫度補(bǔ)償電路，儀器可以應(yīng)用到較深的鉆孔中。JCC3-2（A）型高精度磁三分量測(cè)井儀有著可靠性高、測(cè)量精度高、測(cè)量方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

二、井中磁測(cè)對(duì)鉆探方面的要求。

1.測(cè)孔前應(yīng)使用終孔孔徑的鉆頭掃孔并循環(huán)井液，待測(cè)井人員到達(dá)后提鉆。

2.在使用泥漿護(hù)孔的鉆孔中進(jìn)行井中磁測(cè)時(shí)要求泥漿含沙量不大于5%，粘度不大于30秒，密度不大于1.3克/立方厘米。

3.為保證井中磁測(cè)工作的正常進(jìn)行，應(yīng)保留必要的鉆探設(shè)備，器材和防寒、防暑、防雨、避雷等設(shè)施。

4.在測(cè)井過程中，鉆探方面不要進(jìn)行危及測(cè)井人員、儀器設(shè)備安全和影響測(cè)井工作的任何活動(dòng)，以保證安全生產(chǎn)。

三、井中磁測(cè)應(yīng)用的范圍

1.配合地質(zhì)鉆探驗(yàn)證地面磁異常，判斷引起磁異常的原因；

2.發(fā)現(xiàn)孔旁或孔底盲礦并大致確定其位置；

3.找出鉆探打丟、打薄的磁性礦層并確定其深度和厚度，了解礦體的延伸和邊界，確定板狀礦體的產(chǎn)狀。在地質(zhì)地球物理?xiàng)l件良好的勘探礦區(qū)，用以確定磁鐵礦層的全鐵品位；

4.結(jié)合地面磁測(cè)，確定礦體的規(guī)模和分布范圍，提高對(duì)磁性礦體賦存情況解釋推斷的準(zhǔn)確程度。

四、井中磁測(cè)的工作精度及技術(shù)要求。

1.三分量磁測(cè)的精度，以中強(qiáng)磁性層井段外磁場(chǎng)觀測(cè)的平均絕對(duì)誤差為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)。

2.磁化率測(cè)井的精度，一般以異常段觀測(cè)的平均相對(duì)誤差為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)。

3.井中磁場(chǎng)強(qiáng)度的正常場(chǎng)應(yīng)與工區(qū)地面磁異常零線相一致。

4.比例尺一般可按下列原則確定。

①井中磁測(cè)成果圖件的深度比例應(yīng)與鉆孔柱狀（或剖面）圖相一致，其橫向比例在同一工區(qū)內(nèi)應(yīng)盡可能統(tǒng)一。

②在井場(chǎng)工作時(shí)可根據(jù)所解決的地質(zhì)任務(wù)選用不同的深度比例。1：1000或1：2000常用于驗(yàn)證地面磁異常，發(fā)現(xiàn)孔旁和孔底盲礦，了解礦層的大致延伸等；1：200常用于普查礦層，對(duì)厚度超過3.5米、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的礦層進(jìn)行定厚解釋；1：50或1：100常用于對(duì)厚度小于3.5米或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的礦層進(jìn)行定厚解釋。

③磁場(chǎng)強(qiáng)度草圖的橫向比例，根據(jù)現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)儀器的精度，除礦層外一般每厘米為2000伽瑪。

④在磁化率測(cè)井工作中，主礦層的異常幅度應(yīng)不低于4厘米。當(dāng)用于劃分磁性剖面時(shí)應(yīng)使不同磁性的巖層反映清楚。曲線超格要作輔助曲線。

五、結(jié)語

磁化率測(cè)井在鉆孔施工的同時(shí)及采樣結(jié)果未獲得前就和解決對(duì)地質(zhì)編錄剖面的修正、定量化分層、細(xì)分礦體與礦化層的界限問題等問題，是一種高效、經(jīng)濟(jì)、便捷定量化的地質(zhì)編錄手段。三分量測(cè)井技術(shù)是一個(gè)比較直觀、細(xì)致的工作，現(xiàn)在越來越成熟，在地質(zhì)找礦中起著越來越重要的作用。井場(chǎng)需要快捷準(zhǔn)確的解釋，以指導(dǎo)鉆進(jìn)。矢量坐標(biāo)能夠準(zhǔn)確簡(jiǎn)單的對(duì)未見礦旁側(cè)異常做出判斷，并對(duì)井底盲礦進(jìn)行預(yù)判，能夠滿足井場(chǎng)解釋的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁緒榮主編.普通物探教程——重力及磁測(cè).北京.地質(zhì)出版社，1990，P168～P185.

[2]武漢地質(zhì)學(xué)院地下物探教研室.金屬礦鉆孔地球物理勘探.北京.地質(zhì)出版社，1980，P118～P156.

[3]王慶乙，李學(xué)圣，徐立忠.高精度井中三分量磁測(cè)是礦山深部找礦的手段.物探化探，2009，33（3）：P235～P239

[4]崔偉，髙孝敏，馬廣海.JGS-1B型綜合測(cè)井儀在冀東鐵礦勘查中的應(yīng)用.河北地質(zhì)礦產(chǎn)信息，2005，02，P18～P21.