物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

段小剛 師亞璐 張嵐峰

摘要：物探磁法勘探在我國(guó)從萌芽到發(fā)展，從直接找磁鐵礦床發(fā)展到普查預(yù)測(cè)有色、稀有及貴金屬礦床。不斷提高觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，用包含信息量更多的新數(shù)據(jù)代替老數(shù)據(jù)，引用新技術(shù)，發(fā)展數(shù)據(jù)處理技術(shù)和反演方法，對(duì)重要金屬礦成礦區(qū)帶進(jìn)行高精度大比例尺綜合航空地球物理勘探，結(jié)合地面重力進(jìn)行地質(zhì)填圖及礦產(chǎn)預(yù)測(cè)，建立磁測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)成圖、處理及解釋推斷系統(tǒng)以及建立待找礦產(chǎn)的地球物理-地質(zhì)綜合找礦模式，必將促使磁法勘探有更大的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：物探磁法;區(qū)域地質(zhì)調(diào)查;應(yīng)用

1引言

對(duì)于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作來講，地表調(diào)查取得了很重要的地質(zhì)信息，但對(duì)于地下地質(zhì)體的分布情況，要依靠其它勘探方法，如物探、鉆探、坑槽洞探等，其中物探以其方法種類多、應(yīng)用領(lǐng)域廣、經(jīng)濟(jì)效益高、工作效率高、探測(cè)效果好等特點(diǎn)，使其在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中得到廣泛應(yīng)用，主要解決的地質(zhì)問題有：地下金屬礦產(chǎn)勘查、地下水勘查、基巖埋深探測(cè)、隱伏斷層位置確定等。物探方法既可以進(jìn)行面積性普查，也可以進(jìn)行剖面測(cè)量，還可以進(jìn)行單點(diǎn)探測(cè)，方法使用靈活，野外施工方便，是其它勘探方法不可替代的。

2物探磁法分析

2.1大地電磁測(cè)深法

此方法主要是指，利用被動(dòng)場(chǎng)源電磁測(cè)深方法，以天然交變電磁場(chǎng)為場(chǎng)源，利用被動(dòng)場(chǎng)源導(dǎo)致的地表電磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，觀測(cè)地下巖石、礦石電性以及分布特征。在上世紀(jì)80年左右礦產(chǎn)勘查時(shí)便開始應(yīng)用此方法，此方法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是可探深度較大，深至地幔，不會(huì)受高阻層阻礙，分辨能力較強(qiáng)，在良導(dǎo)介質(zhì)中效果明顯，具有明顯的勘查效果，此勘查方法成本花費(fèi)成本較低，有更加輕便的野外操作裝備，可利用此方法對(duì)巖石圈深部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究、可強(qiáng)化對(duì)油氣勘探的效果?？擅舾徐`活的感知地下低阻層，此方法可應(yīng)用對(duì)隱伏金屬礦的勘查。

2.2瞬變電磁法

此方法又被稱之為時(shí)間域電磁法，是電磁測(cè)深法的行間方法之一，相比于大地電磁測(cè)深法其主要區(qū)別在于場(chǎng)源脈沖電流訊號(hào)存在差異，此技術(shù)為主動(dòng)場(chǎng)源時(shí)間域電磁勘查技術(shù)。其應(yīng)用的理論基礎(chǔ)為電磁感應(yīng)理論，通過感生探測(cè)目標(biāo)物渦流場(chǎng)周圍的二次電磁場(chǎng)，研究其時(shí)間變化相應(yīng)特征，以此對(duì)該目標(biāo)的形態(tài)進(jìn)行分析。此技術(shù)主要應(yīng)用于對(duì)高導(dǎo)電性、大體積礦體的搜查中。此方法不受體積效應(yīng)影響，可高效分辨縱橫向地質(zhì)狀態(tài)，有較深地質(zhì)探測(cè)范圍，敏感的感知異常，作業(yè)更具有便捷性、勘探效率高，受地形因素影響不大。

3物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用概述

自然界中不同的巖石和礦石具有不同強(qiáng)度的磁性，產(chǎn)生不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，使地球磁場(chǎng)在局部區(qū)域發(fā)生改變，從而導(dǎo)致局部區(qū)域地磁異常，只要探測(cè)目標(biāo)體與圍巖有明顯的磁性差異，通過儀器發(fā)現(xiàn)和研究這些磁異常，達(dá)到尋找磁性礦體和研究地質(zhì)構(gòu)造的目的。目前磁法勘探的應(yīng)用范圍較廣，在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用包括：①進(jìn)行大地構(gòu)造分區(qū)，研究深大斷裂，確定接觸帶、斷裂帶、破碎帶和基底構(gòu)造;②劃分沉積巖、侵入巖、噴出巖以及變質(zhì)巖的分布范圍，進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)填圖;③研究區(qū)域礦產(chǎn)的形成和分布規(guī)律。在尋找礦床、地層、構(gòu)造、蝕變巖的中應(yīng)用包括：①直接尋找各種金屬礦產(chǎn)，圈定火山頸以尋找金剛石，圈出熱液蝕變帶以尋找矽卡巖型礦床和熱液礦床;②普查油氣田和煤田構(gòu)造，研究磁性基底控制的含油氣構(gòu)造，圈定沉積蓋層中的局部構(gòu)造，以及探測(cè)與油氣藏有關(guān)的磁異常;③普查與火成巖有關(guān)的煤田構(gòu)造及圈定煤層火燒區(qū)的范圍。磁法勘探以目標(biāo)體的磁異常為基礎(chǔ)，不同于別的物探方法，且磁測(cè)設(shè)備輕便，施工簡(jiǎn)便、效率高，因此在磁性礦產(chǎn)勘探中有不可替代的作用。

4實(shí)例應(yīng)用分析

4.1地質(zhì)概況

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位置地處華北板塊與柴達(dá)木-祁連板塊交界處，大部分區(qū)域處于華北板塊，華北古陸西南緣加里東褶皺帶，北祁連褶皺帶，南邊小部分處于柴達(dá)木-祁連板塊，北祁連早古生代褶皺帶，中祁連中間地塊。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，構(gòu)造線方向以北西向?yàn)橹鳌?/p>

4.2方法原理

4.2.1磁測(cè)數(shù)據(jù)取得

本次磁測(cè)工作測(cè)線布置大致垂直測(cè)區(qū)主構(gòu)造走向方向，根據(jù)磁測(cè)技術(shù)要求，磁測(cè)工作選用GSM-19T型質(zhì)子磁力儀，觀測(cè)參數(shù)為地磁場(chǎng)總場(chǎng)強(qiáng)度（T），經(jīng)日變改正、正常梯度改正、高度改正等計(jì)算參數(shù)為總磁場(chǎng)的相對(duì)異常（ΔT）。

4.2.2數(shù)據(jù)處理

對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)的處理，依據(jù)調(diào)查區(qū)內(nèi)地質(zhì)情況和地球物理?xiàng)l件，選用延拓、方向?qū)?shù)換算、小波分析，對(duì)數(shù)功率譜分析等方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便突出有效信息，壓制干擾，提高物探資料解釋結(jié)果的準(zhǔn)確性。（1）化極處理：將實(shí)測(cè)△T轉(zhuǎn)化為垂直磁化條件下Za分量，目的是為了減小磁性體△T異常在位置上的偏移現(xiàn)象。（2）向上延拓：為了區(qū)分不同深度磁性體的延展?fàn)顩r，要對(duì)磁異常進(jìn)行100m、200m、300m、500m、1000m、2000m等高度的向上延拓，并勾繪等值線進(jìn)行異常形態(tài)判別。（3）方向?qū)?shù)：主要是為了突出局部異常、確定磁性體邊界，解譯斷裂構(gòu)造，要對(duì)磁異常進(jìn)行0°、45°、90°、135°及垂直方向的求導(dǎo)計(jì)算。

4.3斷裂構(gòu)造推斷

在區(qū)域構(gòu)造研究中，磁異常的地質(zhì)因素是比較單一的，它主要利用地層、巖體之間磁性差異來推斷斷裂構(gòu)造，而這種差異常在磁異常等值線圖或剖平圖上常形成不同異常特征，我們主要利用異常的不同分布特征來劃分?jǐn)嗔褬?gòu)造。主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)：①斷裂是異常兩側(cè)形成截然不同性質(zhì)磁場(chǎng)的分界線;②呈線性延伸很大的正異常帶和正負(fù)相伴的異常帶或呈線性分布的串珠狀異常帶;③若磁性地層與非磁性地層斷裂接觸，則磁異常兩側(cè)均為斷裂;④國(guó)內(nèi)學(xué)者基本認(rèn)為對(duì)磁異常求方向?qū)?shù)及延拓處理可以得到與構(gòu)造相關(guān)的信息。

5物探磁法的重要應(yīng)用效果及意義分析

物探磁法在資源勘探中起到了重要的應(yīng)用作用，無論是對(duì)鉻鐵礦、石棉礦以及金剛石的勘探，都有著良好的應(yīng)用結(jié)果。磁法的高精度磁測(cè)技術(shù)成為我國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)中不可或缺的技術(shù)應(yīng)用形式，對(duì)磁場(chǎng)特征的判斷以及磁異常的讀取分析都有著重要的應(yīng)用意義。對(duì)比1：10萬航磁異常圖，大巖墻位于航磁高值正異常帶上，說明利用航磁異?？梢匀Χù髱r墻的分布范圍和走向。通過1：5000地面高精度磁法測(cè)量結(jié)果異?？傮w走向?yàn)楸北睎|向，呈中間低四周高分布。在測(cè)區(qū)中間為穩(wěn)定的負(fù)異?；蚍€(wěn)定的低值正異常，向測(cè)區(qū)四周邊磁場(chǎng)值逐漸升高，到測(cè)區(qū)的邊緣過渡到跳躍的正負(fù)交替的雜亂場(chǎng)。在平面等值線圖上表現(xiàn)為牛眼狀的正負(fù)相間異常。地質(zhì)構(gòu)造中磁法也是物探資料地質(zhì)解釋的重要對(duì)象。當(dāng)斷裂切割錯(cuò)動(dòng)磁性體時(shí)就會(huì)發(fā)生一定的反應(yīng)，這時(shí)磁異常就會(huì)有一定的變化。隱伏的斷裂也是磁法的重要解釋對(duì)象。當(dāng)斷裂錯(cuò)動(dòng)磁性地質(zhì)體，或斷裂中充填磁性物質(zhì)，磁場(chǎng)都會(huì)發(fā)生變化。表現(xiàn)為：低或高值呈帶狀分布。資料中，常會(huì)有異常的現(xiàn)象發(fā)生。這些異?，F(xiàn)象的發(fā)生更有利于我們對(duì)磁法的深入研究，并且在出現(xiàn)異常時(shí)，可對(duì)在這種地質(zhì)情況下的巖體進(jìn)行深入的研究，從而更有效的探索礦產(chǎn)資源。

6結(jié)束語

物探磁法是物理探測(cè)法中最古老的一種，我國(guó)于 1950 年后開始大規(guī)模展開物探磁法勘測(cè)，是使用較為廣泛的勘測(cè)方法之一，由于物探磁法可以根據(jù)測(cè)量地磁異常情況來確定含磁性礦物的地質(zhì)礦體及其他探測(cè)對(duì)象存在的空間位置和幾何形狀，而且隨著科技的發(fā)展物探磁法技術(shù)水平越來越高采集到的數(shù)據(jù)越來越精確，所以磁法勘測(cè)在地質(zhì)勘測(cè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文結(jié)合某工程實(shí)例分析了物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用，僅供同行借鑒參考。

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