地面高精度磁測在金礦勘查中的應用效果研究

傅 冬

（甘肅省地礦局第二地質礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730020）

地面高精度磁測作為一種常用的物探方法，不但可準確尋找鐵磁相關礦物，還可應用到其他金屬礦物的勘查之中。隨著科技的不斷發(fā)展，磁測技術不斷更新優(yōu)化，當前磁測精度已經(jīng)達到1nT，且此種方式的效率較高、簡單方便、可靠性強，將其應用到金礦勘查中可取得理想的效果。

1 地面高精度磁測技術基礎

1.1 原理

磁測是指在地面觀察地下物質間的磁性差異引發(fā)的磁場變化，屬于物理勘查領域的探測手法。對于地下磁性物質來說，彼此之間的感應磁性與剩余磁性不盡相同，由此可產(chǎn)生異常磁場，與常規(guī)磁場疊加起來。通過使用相關探測儀器，可對地下物質的特性進行研究，由此尋找埋藏在地下的金礦。在相關規(guī)程中指出，地面磁測的總誤差精度不可超過5nT，可見將高精度磁測應用到金礦勘查中，可取得良好的勘查效果。

1.2 應用流程

對于金礦來說，礦脈寬度較窄、磁性較低，采用常規(guī)方式效果甚微。根據(jù)金礦勘查特征，將地面磁測的方式引入其中，可使金礦勘查效果得到顯著提升，主要的操作流程如下：一是設備檢驗，在野外磁測之前，應對儀器噪聲、高度與一致性等進行調(diào)試，將探頭調(diào)整到最佳高度；二是構建測試點，根據(jù)金礦特點設置磁測精度高，嚴格按照技術規(guī)程的內(nèi)容進行測試。在探測區(qū)建立日變站、儀器校正點，與總基站之間構建聯(lián)系；三是選擇日變采樣時間，該儀器數(shù)據(jù)采集時間間隔較短，噪聲逐漸增加，磁測精度下降。技術人員分別對2s、10s、20s和30s間隔進行測試，最終選出最佳采樣間隔，使儀器噪聲得到有效抑制，探測精度得以提高；四是對設備日變、高度、正常場進行校正。在數(shù)據(jù)采集過程中，日變改正由相應的觀測和生產(chǎn)儀器來完成，利用RS232接口連接，使內(nèi)部數(shù)據(jù)之差得以校正；在高斯球諧的基礎上，對高度與正常場進行分析，計算得出經(jīng)緯、高度等方面的校正值，再對相關指標進行校正；五是合理選定比例尺與測網(wǎng)。大量磁測實踐表明，磁測的關鍵在于從低信噪信息中提取有效的弱磁異常，并選擇合理的比例尺與測網(wǎng)，對測試地段開展剖面實驗，明確信噪比，以此為依據(jù)確定測網(wǎng)密度；六是采集巖石樣本。在金礦區(qū)勘測過程中對巖石標本進行采集和分析，并利用高精度磁力儀，對磁化率數(shù)值進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

當前金礦的磁測精度逐漸提升，根據(jù)原始數(shù)據(jù)繪制的圖紙較為粗糙，究其原因，主要由淺層磁性不均產(chǎn)生噪聲，強度范圍在幾nT與幾十nT之間，對礦區(qū)探測產(chǎn)生較大負面影響，并將弱異常進行掩埋。對此，需要技術人員對原數(shù)據(jù)進行預處理，否則將會影響金礦的探測效果。通常情況下，對資料中的干擾因素進行過濾，對有效信息進行提取，尤其是礦區(qū)內(nèi)的高精度磁測。根據(jù)探測結果可知，采用插值切割法可獲得更好的效果，有助于快速準確的尋找弱異常圖；將提取的信息進行處理后，使有效與無效信息分離，便于更好的分析磁測資料，以向上延拓法為主，可對相關定量進行計算，準確描述地質問題[1]。

2 高精度磁測在金礦勘查中的應用

與其他物探方式相比，高精度磁測在金礦中的應用可快速準確的體現(xiàn)地質條件，反映該區(qū)域內(nèi)的磁性特征。對此，本文以雜恰勒布金礦為例，對該技術在金礦勘查中的具體應用與效果進行分析和研究。

2.1 礦區(qū)概況

雜恰勒布金礦區(qū)位于夏河縣城以南，行政區(qū)劃屬夏河縣拉卜楞鎮(zhèn)管轄?？辈閰^(qū)面積為3.41km2。礦區(qū)為典型的高原中高山地貌，海拔2800m～4000m，最高峰4179m，相對高差300m～1000m，地形切割較強烈。在地層方面，礦區(qū)地層處于中秦嶺地層分區(qū)，出露地層以三疊系為主，地層總體展布方向為近北西向，與區(qū)域構造線一致。在構造方面，區(qū)內(nèi)主體褶皺為新堡-力士山復背斜，其軸部位于力士山-德合茂北一帶，軸線方向為北西，傾伏端位于力士山西側，兩側二疊系，三疊系地層呈NW向分布。地層強烈變形，次級尖棱褶皺，倒轉褶皺十分發(fā)育，層間板、劈理發(fā)育。區(qū)內(nèi)斷裂構造普遍發(fā)育，以北西向斷裂為主，對區(qū)內(nèi)的巖漿活動及礦點分布，具有十分重要的控制作用。

2.2 磁性特征

為了對礦區(qū)內(nèi)的巖石特點進行探究，在該區(qū)域范圍內(nèi)較為系統(tǒng)的采集巖礦石標本，重點放在已知礦化帶、異常區(qū)與激電異常區(qū)中，在野外采集時明確實地采集點坐標，并對標本姓名與編號進行記錄。在礦區(qū)范圍內(nèi)對磁性參數(shù)進行測定，利用SM30型磁化率儀器得出標本的磁化率，每個樣本從三個不同的方向進行檢測，取三次檢測的平均值。

2.2.1 巖石物性特點

在本次勘測工作中，共計對164塊物性標本進行采集，磁性參數(shù)如下表1所示。根據(jù)磁性參數(shù)可知，該區(qū)域范圍內(nèi)巖性變化較為簡單，磁化率的變化特點為：板巖相對較高，平均值為11×10-5SI，區(qū)內(nèi)砂巖與石英閃長玢巖較低，平均值為3×10-5～6×10-5SI，巖性變化不夠顯著[2]。

表1 雜恰勒布金礦巖（礦）石標本磁性參數(shù)

2.2.2 剖面異常特點

在本礦區(qū)中共計設置6條磁測剖面，通過曲線圖體現(xiàn)出該區(qū)磁場數(shù)值情況，△T的范圍處于-10nT～10nT之間，這意味著該區(qū)域內(nèi)地層巖性的磁性差異相對較小，無法以此為參考對地層界線進行劃分。在剖面Ⅱ-Ⅱ＇在520點～640點、剖面Ⅲ在200點～280點、剖面Ⅳ在220點～280點、剖面Ⅴ在220點～280點間板巖與砂巖接觸帶上均體現(xiàn)出斷裂帶中反映出的正異常，剩余地段沒有明顯的體現(xiàn)，這意味著該區(qū)域范圍內(nèi)磁異常在斷裂帶尋找中具有一定幫助作用。

2.3 磁測勘查

2.3.1 儀器性能檢驗

按照物理勘查規(guī)范中的規(guī)定，在野外作業(yè)之前應對全部儀器的質量進行檢驗，在完成生產(chǎn)工作的同時，針對儀器性能與噪聲情況進行檢查。在本次研究中，采用GSM-19T型號的質子磁力儀，在正式開工之前，對儀器的噪聲情況進行測定，時間為下午17點～20點。在操作過程中，將儀器放置在礦區(qū)平穩(wěn)場中，儀器之間的距離超過20m，以日變觀測的方式，秒級同步，每間隔5s進行一次觀測，每個儀器觀測數(shù)量為100，對觀測結果進行整理和統(tǒng)計，并利用一下公式對噪聲均方根數(shù)值進行計算，公式為：

式中，?Xi代表的是第i時觀測值與起始值Xo之差；n代表的是總觀測數(shù)；?Xi代表的是全部儀器在相同時間的觀測均值。

2.3.2 野外觀測方法

通過對比和探勘，將總基點設置在礦區(qū)周圍的平穩(wěn)場中，參數(shù)為x=3884529，y=550164，h=3576，T0=53150nT。對T0值進行確定，日變觀測器在基點中24h連續(xù)日變觀測，在此過程中，選擇2h磁場平穩(wěn)段對其均值進行計算，由此得出T0的數(shù)值；在野外觀測方面，利用型號為GSM-19T的質子磁力儀，以測量模式，探頭高度為1.7m，且全區(qū)一致；針對可疑點或者突變點，可開展2次～3次的重復觀測。在日變觀測方面，采用相同型號的質子磁力儀，調(diào)節(jié)為自動循環(huán)模式，采樣的間隔為20s，時間上涵蓋全部野外儀器的觀測時間。

2.3.3 磁性參數(shù)測定

為了對礦區(qū)范圍內(nèi)巖石的物性特點進行深入分析，在區(qū)域內(nèi)采集多種巖石標本，尤其是在礦致異常區(qū)、激電異常區(qū)、礦化帶等方面更應重點采集。在野外采集時明確實地采集點坐標，并對標本姓名與編號進行記錄。在礦區(qū)范圍內(nèi)對磁性參數(shù)進行測定，利用SM30型磁化率儀器得出標本的磁化率，每個樣本從三個不同的方向進行檢測，取三次檢測的平均值。

2.3.4 質量檢查

根據(jù)設計書與物理勘查規(guī)范中的規(guī)定，在野外作業(yè)之前應對全部儀器的質量進行檢驗，在完成生產(chǎn)工作的同時，堅持一同三不同原則，對磁法、電法等多種測量方式進行質量檢查。在本礦中，布設點位對Ⅱ剖面線0點～600點設置61個點，并對點位設置情況進行質量檢查，對Ⅰ剖面0點～270點，Ⅱ剖面1000點～1190點，Ⅳ剖面10點～200點進行高精度磁測質檢，在Ⅲ剖面設置67個點位，利用激電測深的方式進行質量檢查。由于儀器的供電周期較短，該區(qū)域范圍內(nèi)巖性極化率較小，極化率中除低質量數(shù)據(jù)之外，剩余各項指標均與規(guī)范要求相符，質量檢驗結果如下表2所示。

表2 雜恰勒布金礦物探測量質量結果

2.4 應用效果

在金礦勘查方面，根據(jù)勘查與研究結果顯示，巖漿巖與區(qū)域內(nèi)產(chǎn)礦關系緊密。在勘查區(qū)范圍內(nèi)，全部內(nèi)生礦產(chǎn)均是巖體與周圍接觸帶附件所衍生。因此，在金礦勘查過程中，對巖性接觸帶進行劃分十分必要。在高精度磁測應用中，對礦區(qū)地面進行測量后，根據(jù)磁場總強度T，對日變與正常場、高程進行校正之后，通過基點差值對礦區(qū)測點磁異常進行計算，并對其進行濾波和化極后，繪制磁異?；瘶O等值線圖。該金礦區(qū)域內(nèi)的磁異常分帶較為顯著，整體由西向東遞減；在勘查區(qū)域內(nèi)，利用磁測方式找礦時，還應利用該技術對當?shù)匚g變斷裂破碎帶進行推測，結合當?shù)氐V化帶受斷裂構造的影響特點，對金礦進行找尋。最后，因勘查區(qū)為斷裂帶金礦分布帶，根據(jù)勘查結果可知，礦頭磁性特點相對不夠明顯，低值帶中磁性提升較為顯著。由此可確定金礦化帶，對磁測剖面線進行分析，借助低值磁場中局部異常的找礦標志，使金礦化帶最終被確定。

3 結論

綜上所述，隨著礦產(chǎn)資源的日益匱乏，金礦勘查找礦工作受到廣泛關注。高精度磁測技術在金礦勘查中具有突出優(yōu)勢，可幫助探測者發(fā)現(xiàn)更多隱伏的破損蝕變與控礦巖體，對強干擾異常進行過濾，為金礦尋找提供更多幫助，便于準確勘查金礦位置，促進我國礦產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。