地面高精度磁法在廣東省懷集縣某地區(qū)磁鐵礦勘查中的應(yīng)用

劉興華，王艷麗

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院韶關(guān)基地，廣東廣州510800）

地面高精度磁法在廣東省懷集縣某地區(qū)磁鐵礦勘查中的應(yīng)用

劉興華*，王艷麗

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院韶關(guān)基地，廣東廣州510800）

利用地面CZM-3質(zhì)子磁力儀，對(duì)廣東省懷集縣某地區(qū)進(jìn)行了1∶1萬高精度磁法測量。在研究前期地質(zhì)、化探等工作的相關(guān)成果，圈定高精度磁法測量靶區(qū)，查明磁法靶區(qū)內(nèi)地面磁異常分布情況，根據(jù)異常分布尋找地下隱伏巖體及鐵磁性礦物，查明礦體所在范圍。從而說明了地面高精度磁法測量找尋磁鐵礦的可行性和有效性。

地面高精度磁法；磁鐵礦；找礦預(yù)測

1　概述

隨著近年來地表礦及淺部礦的減少，找礦難度加大，向深部找礦已成為未來的一種趨勢(shì)。地球物理方法在找礦勘查中發(fā)揮著越來越重要的作用，表現(xiàn)出其具有的不可替代性。地球物理異常是綜合地質(zhì)異常的一種重要表現(xiàn)形式，是地質(zhì)體或地質(zhì)體組合及不同地質(zhì)體界面的物理特性在時(shí)間上、空間上及成因上的反映［1-8］。地面高精度磁法［9-10］作為多物探方法中的一部分越來越突顯其可行性、重要性、高效性。

2　高精度磁勘探的原理

根據(jù)《磁法勘探》［11］，地面磁法勘探是在地面觀測地下介質(zhì)磁性差異引起的磁場變化的一種地球物理勘查方法。含有磁性礦物的各種巖（礦）石和其他磁性物體，由于具有不同的剩余磁性和感應(yīng)磁性，能形成相應(yīng)的磁場異常，疊加在正常地磁場上。通過儀器測量，研究地面磁異常的特征，達(dá)到找礦和解決其他地質(zhì)問題的目的。根據(jù)《地面高精度磁測技術(shù)規(guī)程》［12］，高精度磁法勘探是指磁總誤差小于或等于5nT的磁測工作。主要用于弱磁性目標(biāo)物的勘查以及隱伏磁性體在地表產(chǎn)生的弱磁異常研究等工作。

3　項(xiàng)目概況

探礦區(qū)位于廣東省肇慶市懷集縣內(nèi)，在該區(qū)域內(nèi)分布的主要為鐵礦及其伴生的錳多金屬礦產(chǎn)資源。

本次物探任務(wù)是在探礦權(quán)所在區(qū)域內(nèi)開展1∶10000地面高精度磁法測量。主要測量范圍為區(qū)域南邊已知礦脈，西北角巖性接觸帶以及外圍西邊的礦區(qū)所在區(qū)域。研究前期地質(zhì)、化探等工作的相關(guān)成果，圈定高精度磁法測量靶區(qū)，查明磁法靶區(qū)內(nèi)地面磁異常分布情況，根據(jù)異常分布尋找地下隱伏巖體及鐵磁性礦物，在已知礦脈附近查明礦體所在范圍，為進(jìn)一步的找礦工作提供有利依據(jù)。

4　探礦區(qū)地球物理特征

探礦區(qū)主要位于燕山晚期黑云母花崗巖與郁江組巖層接觸帶附近，該兩種地層之間夾雜有1條矽卡巖化帶，多金屬礦中的矽卡巖性礦床往往含有磁鐵礦或者磁黃鐵礦，這些礦石均具有強(qiáng)磁性，為磁法找礦提供有利的地球物理?xiàng)l件。測區(qū)周圍已發(fā)現(xiàn)有4條NE向、1 條SN向的斷裂帶和1條較長的礦脈，部分褐鐵礦化和錳礦化出露地表，具有良好的物探找礦基礎(chǔ)。

5　野外工作方法

在探礦區(qū)內(nèi)開展網(wǎng)度為200m×20m的磁法掃面工作，首先利用森林羅盤儀進(jìn)行基線測量，基線方位角為2°，基線每隔200m定一個(gè)樁，依次編號(hào)作為每條測線的起點(diǎn)。測量過程中，同時(shí)利用GPS導(dǎo)航儀和森林羅盤儀對(duì)網(wǎng)度進(jìn)行控制，東西向測線的方位角92°，南北向測線的方位角182°。北區(qū)東西向共9條測線，從南到北編號(hào)為1～9，每條測線長1.8km，部分實(shí)際當(dāng)中加長測量，北區(qū)南北向共5條測線，從西到東編號(hào)為15～19，每條測線長1.6km，南區(qū)東西向共5條測線，從南到北依次編號(hào)為10～14，每條測線長800m。北區(qū)測網(wǎng)敷設(shè)以覆蓋矽卡巖化帶為原則，探明其主要磁鐵礦位置，南區(qū)測網(wǎng)敷設(shè)以垂直已知礦體走向?yàn)樵瓌t。

此次野外測量投入的儀器為重慶奔騰地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的WCZ-3型質(zhì)子磁力儀2臺(tái)，根據(jù)規(guī)范要求，在正式開工前，對(duì)投入生產(chǎn)所用的儀器進(jìn)行了全面的檢查和校驗(yàn)，內(nèi)容包括：儀器噪聲測定，一致性檢驗(yàn)，基點(diǎn)選擇，日變站選擇及校正點(diǎn)選擇等。

6　測量數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)述

（1）野外質(zhì)量檢查工作盡可能采用“一同三不同”的方式進(jìn)行，即同點(diǎn)位，不同儀器，不同人，不同時(shí)間。

（2）磁測的質(zhì)量檢查率，面積性工作不少于3%，剖面性工作不少于10%。

（3）測點(diǎn)觀測均方差計(jì)算公式為：

式中：σi——第i點(diǎn)經(jīng)日變改正后的原始觀測與檢查觀測之差；

n——檢查點(diǎn)數(shù)；i=1，2，3……n。

對(duì)于異常磁場區(qū)可用平均相對(duì)誤差來衡量，其公式為：

式中：Ti2、Ti1——第i點(diǎn)的原始觀測與檢查觀測值（ΔT）。

計(jì)算均方誤差時(shí)，可將誤差過大的個(gè)別點(diǎn)舍棄，但舍棄點(diǎn)數(shù)不得超過相應(yīng)檢查點(diǎn)的1%；當(dāng)舍棄點(diǎn)去掉后，結(jié)果仍然超過設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加檢查量，以提高檢查結(jié)果的可信度。

根據(jù)規(guī)范要求，在野外磁法掃面完成后，選取了部分點(diǎn)進(jìn)行了檢查觀測，檢查觀測范圍：7號(hào)線80～103號(hào)點(diǎn)，6號(hào)線的72～88號(hào)點(diǎn)，8號(hào)線的75～84號(hào)點(diǎn)，檢查觀測總共50個(gè)點(diǎn)，位于異常區(qū)域，檢查量為3.65%，符合規(guī)范要求?，F(xiàn)將檢查觀測與原始觀測結(jié)果如表1所示。

表1　檢查觀測與原始觀測對(duì)照表

通過計(jì)算得觀測誤差為0.36%，本次野外測量數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定，可信度高。

7　資料整理與數(shù)據(jù)處理

7.1日常處理

每日野外工作完成后，要對(duì)當(dāng)天的野外數(shù)據(jù)及時(shí)回放，日變改正當(dāng)天完成，并按統(tǒng)一編號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編排存放，一旦發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，應(yīng)在次日的工作上及時(shí)采用重測補(bǔ)救措施進(jìn)行檢查和改正。

7.2各項(xiàng)改正

7.2.1日變改正

根據(jù)儀器行走測量站和日變觀測站的原始數(shù)據(jù)，利用WCZ-3型質(zhì)子磁力儀所配套軟件WCZ質(zhì)子磁力儀通訊及校正程序進(jìn)行日變校正，該項(xiàng)改正在每日野外測量結(jié)束后便已完成。

7.2.2正常梯度改正

利用國際地磁參考場IGRF2005模型提供的高斯系數(shù)進(jìn)行正常場計(jì)算，計(jì)算出工區(qū)經(jīng)向和緯向每米正常地磁場的變化量，作為經(jīng)向正常梯度改正系數(shù)。由于此次勘探區(qū)面積小，正常梯度改正量很小，此處忽略不做。

7.2.3高度改正

高度改正是為消除高程差對(duì)磁場的影響，以總基點(diǎn)為基準(zhǔn)，高度改正相當(dāng)于將所測磁場化歸到與總基點(diǎn)高程相同的磁場值，在本次勘探中，測區(qū)地形起伏小，高程相差不大，省略高度改正。

7.2.4磁異常的計(jì)算

磁異常的計(jì)算主要按照以下公式計(jì)算：

ΔT=Tc-T0+ΔTr+ΔTh+ΔTt

式中：ΔT——磁異常值；

Tc——實(shí)測磁場值；

T0——總基點(diǎn)磁場值；

ΔTr——日變改正值；

ΔTh——高度改正值；

ΔTt——正常梯度值。

（其中ΔTh=0；ΔTt=0）

經(jīng)過以上各項(xiàng)改正計(jì)算出整個(gè)勘探區(qū)內(nèi)的磁異常值，并進(jìn)行成圖處理，繪制平面等值線圖和曲線剖面平面圖見圖1、圖2。等值線圖中相鄰等值線之間的間隔為磁異常的3倍均方差，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，磁異常均方差約為3～4nT，兩相鄰等值線之間間隔取10nT，部分變化較大的區(qū)域加大間隔。

8　磁異常特征及解釋推斷

圖1　北區(qū)測線布置示意圖及ΔT平面等值線圖

（1）北區(qū)磁異常特征及解釋推斷。通過對(duì)比地質(zhì)資料及考察實(shí)地干擾情況發(fā)現(xiàn)，該區(qū)磁異常主要分布在東西2大區(qū)域及中部異常帶，6號(hào)線與7號(hào)線約300m位置處的磁異常經(jīng)考察為高壓線鐵塔和通信信號(hào)塔干擾所致；5號(hào)線與4號(hào)線400～500m位置有一成南北走向的異常帶并向南延伸，最高異常達(dá)451.94nT，部分異常地段東西兩邊出現(xiàn)負(fù)異常，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)資料，該處為花崗巖與砂巖的不整合接觸帶附近，異常與接觸帶內(nèi)礦化有關(guān)。

東邊異常區(qū)域分布較寬，其中5號(hào)線1500m位置與4號(hào)線1600～1700m位置異常位置有高壓線干擾；3號(hào)線1700～1800m左右有一異常，最高異常264.24nT，該處位于山溝之中，與東巖性接觸帶位置相接近，異常與接觸帶內(nèi)礦化有關(guān)；6號(hào)線1500～1700m位置，最高異常340.92nT，7號(hào)線1600～1800m位置與8號(hào)線1500～1800m位置的異常形成一北西走向異常帶，最高異常611.62nT，異常的西邊出現(xiàn)一孤立負(fù)極異常，與地表礦化富集有關(guān)。

1號(hào)線1500～1800m位置，磁異常曲線逐漸增大，然后趨于平穩(wěn)狀態(tài)，結(jié)合地質(zhì)資料，此處位于第一亞群與郁江組地層接觸帶附近，郁江組地層主要為紫紅色底礫巖，成分主要為變質(zhì)砂巖、粉砂巖及泥質(zhì)頁巖，膠結(jié)物為砂泥質(zhì)，基底型膠結(jié)；第一亞群為灰綠色砂巖，巖石由石英碎屑及膠結(jié)物組成，個(gè)別巖石含有長石碎屑，因其膠結(jié)物含鐵質(zhì)，故其磁異常相對(duì)于郁江組地層要高。

西部異常區(qū)域，15號(hào)線0～100m位置異常點(diǎn)，最大異常679.91nT。16號(hào)線500～1000m位置有一比較長的異常帶，最大異常1363.84nT，根據(jù)異常的形態(tài)來看，尚未開采礦脈的走向近南北方向。從整個(gè)形態(tài)來看，礦體（礦化）主要富集于北端高異常區(qū)域，不排除礦體（礦化）由北向南往地下延伸的可能，需要其他方法驗(yàn)證。

（2）南區(qū)磁異常特征及解釋推斷。異常主要分布在已知礦脈周圍，13號(hào)線約600m位置為露天采礦區(qū)，14號(hào)線700m位置有一窄異常區(qū)，最大磁異常1074.19nT，其西邊出現(xiàn)負(fù)極異常，根據(jù)地質(zhì)資料，該處異常為13號(hào)線600m位置的礦脈延伸至此所致，在此處異常變得狹小，礦脈趨于尖滅。整個(gè)南區(qū)異常主體位于12號(hào)線與13號(hào)線的中間段，其中幾處異常相對(duì)較高，12號(hào)線最大磁異常415.64nT，位于24號(hào)點(diǎn)，13號(hào)線最大磁異常522.54nT，位于29號(hào)點(diǎn)。14號(hào)線的100～360m位置磁異常相對(duì)偏高，該處離北邊高壓線約200m，干擾相對(duì)較大。

南區(qū)的異常分布在已知礦脈附近，反映的主要為礦體（礦化體）的分布范圍。根據(jù)地質(zhì)資料，在該異常區(qū)域的東部，地表已可見礦脈出露，但品味不高，不具工業(yè)利用價(jià)值。

圖2　南區(qū)測線布置示意圖及ΔT平面等值線圖

9　結(jié)論與建議

通過本次磁法勘探，探明了勘探區(qū)域內(nèi)磁異常的分布特征及范圍，從勘探結(jié)果來看，在該區(qū)域內(nèi)具有良好的找礦潛力，特別是北區(qū)東部異常區(qū)域，該處成礦可能性較大，可作為下一步找礦的重點(diǎn)區(qū)域。南區(qū)的異常分布明顯，周圍無明顯干擾現(xiàn)象，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，建議采取深部揭露方法，確定礦體的埋深及品味。本次物探成果可以成為下一步找礦工作的可靠依據(jù)。

總之，地面高精度磁法在多金屬及磁鐵礦中發(fā)揮著越來越重要的作用，本文利用一工程應(yīng)用實(shí)例說明了該方法在找礦勘查中應(yīng)用的可行性、合理性。

［1］趙鹛大，池順都.初論地質(zhì)異常［J］.地球科學(xué)，1991，16（3）：241-248.

［2］於崇文，岑況，鮑征宇，等.熱液成礦作用動(dòng)力學(xué)［M］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1993：1-218.

［3］於崇文.成礦作用動(dòng)力學(xué)［J］.理論體系和方法論地學(xué)前緣，1994，1（3）：54-82.

［4］趙鵬大，王京貴，饒明輝，等.中國地質(zhì)異常［J］.地球科學(xué)，1995，20（2）：117-127.

［5］趙鵬大，池順都.當(dāng)前礦產(chǎn)勘探問題的思考［J］.地球科學(xué)，1998，23（1）：70-74.

［6］於祟文，岑況，鮑征宇，等.成礦作用動(dòng)力學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1998：1-24.

［7］鄧軍，翟裕生，楊立強(qiáng)，等.論剪切帶構(gòu)造成礦系統(tǒng)［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，1998，19（4）：493-450.

［8］翟裕生，鄧軍，崔彬，等.成礦系統(tǒng)及綜臺(tái)地質(zhì)異常［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，1999，13（1）：99-104.

［9］梁德超，邦廣如，侯連第.高精度航碰資料在桂滇黔地區(qū)金礦普查中的應(yīng)用效果［J］.物探與化探，1995，19（2）：128-134.

［10］管志寧.我國磋法勘探的研究與進(jìn)展［J］.地球物理學(xué)報(bào)，1997（40）：299-307.

［11］西安地質(zhì)學(xué)院.磁法勘探［M］.北京：地質(zhì)出版社，2008：6-16.

［12］地質(zhì)礦產(chǎn)部.地面高精度磁測技術(shù)規(guī)程［S］.北京：地質(zhì)出版社，1996：1-8.

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1004-5716（2016）02-0179-04

2015-11-02

2015-11-03

劉興華（1985-），男（漢族），江西吉安人，工程師，現(xiàn)從事物探技術(shù)工作。