井中磁測鉆孔底部異常特征快速分析

王一鳴, 劉冬節(jié)

(1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地球物理地球化學(xué)勘查院，安徽 合肥 230022；2.安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230031)

井中磁測鉆孔底部異常特征快速分析

王一鳴1, 劉冬節(jié)2

(1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地球物理地球化學(xué)勘查院，安徽 合肥 230022；2.安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230031)

分析鉆孔底部磁性異常體的不同產(chǎn)狀、不同方向的磁異常場垂直分量及水平分量的空間分布特征，對磁異常進(jìn)行解釋，能有效地判斷孔底磁性體的賦存情況,估算磁性體埋深。本文對不同產(chǎn)狀(水平、向北緩傾、向南緩傾、向北陡傾和向南陡傾板狀體等)磁性體(模板)產(chǎn)生的孔鉆孔內(nèi)底部磁異常特征歸納分析，總結(jié)井中磁測鉆孔底部異常規(guī)律，為異常的解釋及尋找深部磁性礦體提供參考。并將這一方法對泥河鐵礦ZK0301孔實測曲線進(jìn)行了分析。

磁場垂直分量;水平分量；磁化強(qiáng)度；磁化率

王一鳴,劉冬節(jié).2017. 井中磁測鉆孔底部異常特征快速分析[J].東華理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，40(3)：267-274.

Wang Yi-ming, Liu Dong-jie.2017. Rapid analysis on borehole magnetic anomaly features at borehole bottom[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):267-274.

地球物理探測和科學(xué)鉆探實驗，實現(xiàn)了地球深部探測的技術(shù)創(chuàng)新和深部資源能源探測、深地科學(xué)前沿研究的重大發(fā)現(xiàn)，形成了針對不同層次、不同尺度、不同精度深部地質(zhì)問題的探測技術(shù)方法體系。我國井中磁測的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)50年代末，井中磁力儀從早期的磁飽和式垂直分量井中磁力儀、小口徑三分量井中磁力儀發(fā)展到現(xiàn)在的井中三分量磁力儀，其定位精度與分辨率也有了大幅提高，如JCX-3型井中三分量磁力儀，其X、Y、Z的相互垂直偏差度小于1°，分辨率≦5 nT。自上世紀(jì)60年代以來井中磁測取得了長足發(fā)展，解決了不少地質(zhì)問題。對井中磁測資料的解釋，許多學(xué)者(蔡柏林,1989;劉天佑等,2006; Bosum et al. 1997;Li et al., 1996;Silva et al.,1981;地質(zhì)礦產(chǎn)部第一綜合物探大隊,1985) 做過大量的研究工作，介紹了井中磁測的方法原理、儀器及資料的整理與解釋方法。范志雄(2006)等利用井中磁異常矢量分布特征判斷磁性體位置；古瑞龍(1984)以垂直磁異常曲線結(jié)合水平模量差曲線進(jìn)行解釋；許延清等(1998)指出井中磁測具有探測范圍大，能提供各種磁場信息和良好的空間定位能力；熊選文(2008)等設(shè)計和實現(xiàn)了對三分量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及繪圖；習(xí)宇飛等(2012)利用歐拉反褶積對井中磁異常數(shù)據(jù)進(jìn)行快速反演；王慶乙等(2009)通過對井中三分量磁測采集處理現(xiàn)狀和應(yīng)用的分析，認(rèn)為高精度井中三分量磁測是礦山深部找礦的有效手段。然而，由于儀器本身性能特點以及儀器精度低的影響，井中磁測在儀器精度水平、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、解釋方法方面同地面磁測勘探相比存在一定差距。目前國內(nèi)主流井中磁測儀器在有磁性異常體存在的情況下，儀器認(rèn)定的“磁北”方向為磁總場方向，所以測量出的方位是不準(zhǔn)確的；磁異常水平分量方向在有磁性異常體存在的情況下很難確定的，因此根據(jù)水平分量矢量及磁異常垂直分量矢量圖來進(jìn)行交匯解釋時要特別注意。

由于淺部礦床已基本查明，尋找中深部礦床是當(dāng)前地質(zhì)工作者的首要任務(wù)，井中三分量磁測是配合鉆探尋找地下深部磁性礦體并了解其賦存狀態(tài)的重要方法技術(shù)手段( 許延清等，1998)(在未來高精度井中磁測儀器誕生時可勘查深部巖體的賦存情況)，它能有效地解決井底磁性體的賦存情況，計算井底磁性體埋深，為繼續(xù)鉆進(jìn)、終、布孔工作提供依據(jù)，為下一步地質(zhì)工作提供參考意見。在深部異常反映到地表已很微弱的情況下，井中磁測由于磁傳感器距離磁性體近，磁異常場強(qiáng)度大，井中磁測也就顯現(xiàn)出它的巨大優(yōu)勢，解決地質(zhì)效果非常明顯(劉天佑等,2006)。針對目前井中磁測解釋方面存在的不足，筆者結(jié)合多年來的工作實踐就不同的井底異常做些總結(jié)，為從事井中磁測的同行提供一些參考。

1 不同產(chǎn)狀鉆孔底部磁性異常體磁異常特征分析

不同產(chǎn)狀鉆孔底部磁性異常體在孔底產(chǎn)生的異常是不一樣的，所以總結(jié)不同產(chǎn)狀異常體的鉆孔底部異常形態(tài)對野外工作者快速判斷底部異常的賦存狀態(tài)具有重要意義。由于異常的多解性(如北東方向和北西方向異常一致)，野外工作者在這兩種解的情況下需結(jié)合已知和地質(zhì)信息進(jìn)行綜合解釋，北東方向或北西方向異常通常又與北部異常形態(tài)接近，只是異常幅值和異常的極值點的位置有所變化，磁異常水平分量模差在不同方向相對磁異常水平分量的值會有所衰減，越接近東西向衰減越大，在南北方向兩者一致，所以本文就南北方向的5種(水平、向北緩傾、向南緩傾、向北陡傾和向南陡傾板狀體等)不同產(chǎn)狀底部異常體的典型情況進(jìn)行分析。

① 吳明安，趙文廣.2015.安徽省廬江縣泥河鐵礦勘探報告[R].

(1)當(dāng)鉆孔位于底部磁性異常體以南(鉆孔距離異常體在地面投影具有一定距離，見圖1-a)時，磁異常垂直分量值表現(xiàn)為隨深度增加而增大，增大到一個最高值時再隨深度增加而較小，磁異常水平分量則隨深度增加而增大；

(2)當(dāng)鉆孔位于底部磁性異常體的南部邊界上部時(見圖1-b)，磁異常垂直分量及磁異常水平分量模值皆隨深度增加而增大，但磁異常垂直分量值接近磁性體附近時遠(yuǎn)大于磁異常水平分量值；

(3)當(dāng)鉆孔位于底部磁性異常體上部的中心位置時(見圖1-c)，磁異常垂直分量值隨深度的增加而增大，但到接近磁性體附近時與南邊界相比要小得多，磁異常水平分量值則隨深度增加而減小，如圖1實測曲線與理論基本一致；

(4)當(dāng)鉆孔位于底部磁性異常體的北部邊界上部時(見圖1-d)，磁異常垂直分量及磁異常水平分量模值皆隨深度增加而減小，但磁異常水平分量值接近磁性體附近時遠(yuǎn)大于磁異常垂直分量值；

(5)當(dāng)鉆孔位于底部磁性異常體的以北(鉆孔距離異常體在地面投影具有一定距離，見圖1-e時)，磁異常垂直分量值表現(xiàn)為隨深度增加而減小，磁異常水平分量則隨深度增加而減小，減小到一個最小值時則隨深度的增加而增大。

可以總結(jié)的是當(dāng)磁異常垂直分量梯度值隨深度增加而積聚增大時值，一般反映鉆孔位于水平或向北緩傾的異常體的南邊界或位于陡立異常體的頂部。

2 實例分析

圖1～圖5的曲線可用于野外快速定性分析。圖6為泥河鐵礦ZK0301孔實測曲線①(鉆孔位于礦體中心位置)，可看出此異常與模板圖4異?；疽恢?，深度解釋應(yīng)進(jìn)行反演擬合計算，做到定量解釋，有條件時可進(jìn)行井地聯(lián)合反演解釋(習(xí)宇飛等，2012 )。在復(fù)雜情況下，異?？赡軄碜远鄠€異常體的疊加效應(yīng)，故要根據(jù)具體情況結(jié)合地質(zhì)進(jìn)行綜合處理分析。

3 結(jié)語

通過對不同產(chǎn)狀磁性體(模板)產(chǎn)生的孔鉆孔內(nèi)底部磁異常特征(磁異常垂直分量及磁異常水平分量模值的變化)進(jìn)行了歸納分析，全面總結(jié)了各種底部磁異常對應(yīng)的下部磁性賦存情況，為廣大的井中磁測工作者提供一個根據(jù)不同的底部異?？焖倥袛嘞虏看判缘V體的位置狀態(tài)的解釋方法起到參考作用。

圖1 水平異常體不同位置井底異常曲線Fig.1 Anomaly curve of the bottom hole at different locations of anomalous body with the horizontal

圖2 向北緩傾異常體不同位置井底異常曲線Fig.2 Abnormal curves of the bottom hole at different positions of anomalous body with the gently inclined in the northward

圖3 向南緩傾異常體不同位置井底異常曲線Fig.3 Abnormal curves of the bottom hole at different positions of anomalous body with the gently inclined in southward

圖4 向北陡傾異常體不同位置井底異常曲線Fig.4 Abnormal curves of bottom hole in different positions of anomalous body with the steep inclined in northward

圖5 向南陡傾異常體不同位置井底異常曲線Fig.5 Abnormal curves of the bottom hole of anomaly body with steep inclined in the southward

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圖6 泥河鐵礦ZK0301孔磁測曲線圖Fig.6 Magnetotelluric sounding curve of ZK0301 borehole of the Nihe iron ore deposit

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RapidAnalysisonBoreholeMagneticAnomalyFeaturesatBoreholeBottom

WANG Yi-ming1, LIU Dong-jie2

(1.Geophysical and Geochemical Prospecting Institute of Anhui Province，Bureau Geology and Mineral Resources Exploration of Anhui Province， Hefei AH 230022; 2.Institute of Exploration Technology of Anhui Province, Hefei AH 230031,China)

The bottom of the borehole magnetic anomaly analysis of different shape, different direction of magnetic anomalies in the vertical component and the horizontal component of the spatial distribution characteristics of magnetic anomaly interpretation, can effectively judge the hole body occurrence, the magnetic body to estimate the depth of magnetic body. In this paper, the characteristics of magnetic anomalies at the bottom of the borehole generated by the magnetic bodies (templates) of different occurrences (horizontal, northward dipping, southward dipping, northward dipping, and steeply dipping plates) are analyzed. This paper summarizes the anomaly law of borehole bottom in borehole magnetic survey, and provides reference for abnormal interpretation and prospecting for deep magnetic ore bodies. The method is used to analyze the ZK0301 curve of Mud River iron mine.

magnetic horizontal component; vertical component; intensity of magnetization; magnetisability

P631.81

A

1674-3504(2017)03-0267-08

2017-08-06

王一鳴 (1963—)，男，高級工程師，長期從事地球物理勘探工作。E-mail: 138514116@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.008