1∶5萬高精度磁法測(cè)量在青海省都蘭縣五龍溝地區(qū)找礦應(yīng)用

臧歌

河南省航空物探遙感中心 河南 鄭州 450000

1 區(qū)域地質(zhì)背景

青海省都蘭縣的區(qū)域構(gòu)造線呈北西—北西西走向，地層區(qū)劃歸屬華北地層大區(qū)秦祁昆地層區(qū)之東昆侖—中秦嶺地層分區(qū)。測(cè)區(qū)地層從古元古代—新生代均有發(fā)育，其中以元古代、三疊紀(jì)地層最為發(fā)育，石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、新近紀(jì)、第四紀(jì)地層也有不同程度的出露。

2 1：5萬高精度磁法測(cè)量

2.1 測(cè)網(wǎng)布設(shè)

測(cè)網(wǎng)按點(diǎn)線距500×100m規(guī)則網(wǎng)布設(shè)，測(cè)線方位30°。野外工作時(shí)根據(jù)測(cè)點(diǎn)理論坐標(biāo)使用GPS導(dǎo)航行進(jìn)至測(cè)點(diǎn)位置，測(cè)點(diǎn)靜態(tài)觀測(cè)其有效時(shí)間滿足1分鐘，觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)不少于4顆，pdop≤10，GPS衛(wèi)星屏蔽高度角≥15°，待GPS顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定后將實(shí)測(cè)坐標(biāo)儲(chǔ)存至GPS內(nèi)存。每天開工前將GPS儀器置于野外控制點(diǎn)上作系統(tǒng)檢查觀測(cè)，確保儀器精度達(dá)到5m以內(nèi)，然后再進(jìn)行野外測(cè)點(diǎn)觀測(cè)。高精度定位，從而保證了定位精度[1]。

2.1.1 儀器噪聲測(cè)定。噪聲水平測(cè)定是將用于野外生產(chǎn)的所有（25臺(tái)）儀器置于磁場(chǎng)平穩(wěn)且不受人為因素干擾的地區(qū)，使各探頭間距大于20m以上，而后使所有（25臺(tái)）儀器在秒級(jí)同步下作日變觀測(cè)，在觀測(cè)數(shù)大于100次以上后，計(jì)算每臺(tái)儀器的噪聲均方根值S。

2.1.2 磁力儀主機(jī)一致性試驗(yàn)。磁力儀主機(jī)一致性試驗(yàn)，在開工前于2008年4月16日在測(cè)區(qū)內(nèi)對(duì)儀器進(jìn)行了儀器一致性測(cè)定，其測(cè)定方法是在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇磁場(chǎng)平穩(wěn)、淺層干擾較小的地段，段內(nèi)要有明顯的磁場(chǎng)變化，異常差值為18nT。在選好的地段內(nèi)布置一條測(cè)線，點(diǎn)距為20m，并用大方木樁做標(biāo)記，總計(jì)52個(gè)點(diǎn)。25臺(tái)儀器輪流在測(cè)點(diǎn)上作往返觀測(cè)（一臺(tái)儀器輪換做日變觀測(cè)），將觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行日變改正后，按下式計(jì)算每臺(tái)儀器的觀測(cè)誤差：

δi－某次觀測(cè)值（包括參與計(jì)算平均值的所有數(shù)值）與該點(diǎn)各次觀測(cè)值平均數(shù)之差；

m－總觀測(cè)次數(shù)，等于各檢查點(diǎn)上全部觀測(cè)值之和；

N－檢查點(diǎn)數(shù)（1，2，3，…，n）。

觀測(cè)均方誤差見表1：

表1 磁力儀主機(jī)一致性觀測(cè)均方誤差統(tǒng)計(jì)表

2.1.3 探頭一致性試驗(yàn)。探頭一致性試驗(yàn)工作于2008年4月16日在測(cè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行。首先將儀器所配探頭編上號(hào)（1-25），然后用一臺(tái)儀器作秒級(jí)同步日變觀測(cè)。其中臺(tái)站型儀器用1號(hào)探頭固定不變， 另一個(gè)儀器分別輪換 2-25號(hào)探頭 ，更換探頭時(shí)主機(jī)不關(guān)機(jī)，各探頭位置基本一致，調(diào)諧場(chǎng)值預(yù)先選好保持不變。每個(gè)探頭在定好的52個(gè)木樁上讀數(shù)并進(jìn)行重復(fù)觀測(cè) ，而后用任意一個(gè)探頭換1號(hào)探頭作日變，對(duì)1號(hào)也進(jìn)行同樣觀測(cè)。分別進(jìn)行日變改正，然后計(jì)算各臺(tái)儀器的均方差值，均方差值不應(yīng)大于2nT，由此求出探頭的一致性。

2.1.4 探頭高度試驗(yàn)。為減少和壓制測(cè)區(qū)內(nèi)地表對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)的干擾。在野外生產(chǎn)前，應(yīng)確定探頭最佳高度，其方法是：在測(cè)區(qū)內(nèi)沿一條自定測(cè)線上布置25個(gè)測(cè)點(diǎn)，探頭采用1.5m、2.0m、2.5m的高度沿測(cè)線逐點(diǎn)觀測(cè)3個(gè)高度的磁測(cè)數(shù)據(jù)，工作人員發(fā)現(xiàn)探頭1.5m高時(shí)，由于探頭離人體較近，干擾相對(duì)較大，探頭2.0m與2.5m測(cè)量結(jié)果則較平穩(wěn)相差甚小，2.5m高的探頭不利于野外工作,因此選擇探頭高度為2.0m。

2.2 日變站選擇

日變站是通過進(jìn)行多次地實(shí)地勘測(cè)才定的，它的四周沒有磁性干擾物，無磁性影響物質(zhì)，屬磁場(chǎng)穩(wěn)定區(qū)，地勢(shì)平坦，根據(jù)航磁圖和實(shí)地測(cè)量，設(shè)金水口J47E023002的基點(diǎn)為全區(qū)總基點(diǎn),另設(shè)分基點(diǎn)5個(gè)。經(jīng)測(cè)量試驗(yàn)，6個(gè)基點(diǎn)在5m及高差0.5m范圍內(nèi)磁場(chǎng)變化不超過1nT，符合《規(guī)范》要求[2]。

2.3 校正點(diǎn)的建立

校正點(diǎn)設(shè)在基點(diǎn)附近，其目的是觀察儀器在進(jìn)行一天的工作之后的狀態(tài)是否正常，要保障校正點(diǎn)周圍沒有干擾，便于利用。開始每天的野外生產(chǎn)之前要對(duì)一次校正點(diǎn)，結(jié)束之后再對(duì)一次。通過日變改正后的兩次校正點(diǎn)的差值必須≦2倍均方誤差，如此才能說明儀器工作無誤。

2.4 基本磁場(chǎng)的確定

在選定的日變站上觀測(cè)24小時(shí)，讀數(shù)間隔不大于20秒，選擇2小時(shí)內(nèi)地磁場(chǎng)平均值變化不超過2 nT的時(shí)間段，將觀測(cè)數(shù)據(jù)取平均值即得到基本磁場(chǎng)。本次工作采用的基本磁場(chǎng)值T0：53404.66nT，分基點(diǎn)5個(gè)分別為：T1、T2、T3、T4、T5。各分基點(diǎn)用日變儀器進(jìn)行24小時(shí)日變觀測(cè)，選擇其間最平靜的磁場(chǎng)值（變化不超過2nT）的平均值作為基點(diǎn)場(chǎng)值，并求出各分基點(diǎn)間的真正場(chǎng)值。用GPS確定基點(diǎn)位置。測(cè)定結(jié)果見高精度磁法測(cè)量磁參數(shù)基點(diǎn)T0值觀測(cè)記錄表。

2.5 磁力儀野外測(cè)點(diǎn)觀測(cè)

日變站有專人守護(hù)，定時(shí)查看，以避免有物體接觸儀器，防止帶有鐵磁物質(zhì)影響儀器的測(cè)量。每天野外工作前在日變儀開機(jī)后，野外儀器均在校正點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量并儲(chǔ)存，對(duì)校正點(diǎn)后開始野外物理點(diǎn)的觀測(cè)。觀測(cè)時(shí)，及時(shí)注意觀察周圍地形地物，盡量避開干擾，也避開行人的圍觀。在遇水庫、河流等工作人員無法到達(dá)的地點(diǎn)時(shí)，在不影響磁測(cè)質(zhì)量的前提下舍點(diǎn)，但連續(xù)舍點(diǎn)均未超過3個(gè)。本次工作共完成磁法測(cè)線251條，測(cè)點(diǎn)68207個(gè)。

質(zhì)子磁力儀為半自動(dòng)儀器，按下測(cè)量鍵，儀器自動(dòng)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果顯示屏幕上，當(dāng)顯示數(shù)據(jù)可靠時(shí)，按下記錄鍵，此數(shù)據(jù)則存入儀器內(nèi)存中。當(dāng)數(shù)據(jù)不可靠時(shí)，儀器報(bào)警這時(shí)可重新按測(cè)量鍵進(jìn)行測(cè)量，直至數(shù)據(jù)可靠時(shí)再做記錄。

當(dāng)天野外工作結(jié)束再對(duì)校正點(diǎn)，對(duì)完校正點(diǎn)后日變儀關(guān)機(jī)收回。每天工作結(jié)束之后，要對(duì)所有儀器充電，以確保第二天工作的順利進(jìn)行。

2.6 磁性工作

2.6.1 標(biāo)本的采集。標(biāo)本的采集以長(zhǎng)剖面、點(diǎn)狀的形式或無固定方式進(jìn)行采集，有代表性的盡可能的均勻分布于基巖出露區(qū)，重點(diǎn)采集那些出露范圍廣、代表意義強(qiáng)的地層，通過地質(zhì)圖、地形圖以及巖性分類確定標(biāo)本采集位置。通過區(qū)調(diào)報(bào)告資料查看所采集地層的巖石類別，妥善安排采樣路線及要采集的巖石種類及數(shù)量，野外視地層出露情況適當(dāng)移動(dòng)采樣位置。工作中采用1∶5萬地形圖和GPS領(lǐng)航定點(diǎn)，各采樣點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)[3]。

標(biāo)本的采集時(shí)：①測(cè)區(qū)及周邊的主要地層和巖性，每種巖性標(biāo)本數(shù)目不少于30塊；②標(biāo)本采自新鮮露頭、避開漂石和風(fēng)化層；③磁性標(biāo)本的規(guī)格為≥6cm×6cm×6cm；④地層時(shí)代按本次設(shè)計(jì)確定的1∶5萬地質(zhì)圖所劃分的地層時(shí)代為準(zhǔn)；⑤巖石定名以目測(cè)定名為主。

2.6.2 巖石磁性標(biāo)本測(cè)定。①選擇避風(fēng)和無活動(dòng)性磁干擾的地點(diǎn)架設(shè)磁力儀。標(biāo)本測(cè)定采用第一位置測(cè)定，在儀器探頭北45°斜下方安置標(biāo)本架，調(diào)整成為標(biāo)本盒中心與儀器探頭的磁系中心在同一斜線上，由于巖石磁性強(qiáng)弱不一，所以間距選擇17～51cm；②標(biāo)本裝盒：記錄標(biāo)本號(hào)；將標(biāo)本放入盒內(nèi)用碎布塞緊，并注意使標(biāo)本中心與盒中心一致。本次未采集定向標(biāo)本；③觀測(cè)：放標(biāo)本前讀取初始n0，將標(biāo)本盒放在標(biāo)本架上，選擇距離r使儀器讀數(shù)變化范圍較大，且不超儀器測(cè)程，記錄距離r；按盒面上所標(biāo)的號(hào)碼依次讀取nl、n2…n6，拿去標(biāo)本盒，讀取終了n0，初始n0與終了n0之差小于0.5 nT，為減少標(biāo)本形狀不規(guī)則、磁性不均勻和標(biāo)本位置誤差的影響，在每個(gè)軸的正負(fù)方向都分別讀取兩個(gè)數(shù)，取平均值；④測(cè)定標(biāo)本體積：先將巖石標(biāo)本放入水中浸泡5min，然后利用排水法，用量杯量取毫升數(shù)，精確到毫升，記錄巖石標(biāo)本體積。

2.7 資料整理

2.7.1 數(shù)據(jù)野外預(yù)處理。野外預(yù)處理主要包括①原始測(cè)量數(shù)據(jù)裝入數(shù)據(jù)庫；②繪制測(cè)量路線航跡圖，根據(jù)航跡圖進(jìn)行目錄編輯工作；③對(duì)每條測(cè)線數(shù)據(jù)做時(shí)間、基準(zhǔn)號(hào)的連續(xù)性檢查，如發(fā)現(xiàn)時(shí)間、基準(zhǔn)號(hào)不連續(xù)現(xiàn)象，查明原因，對(duì)斷點(diǎn)處做必要的處理；④計(jì)算正常地磁場(chǎng)（區(qū)域背景場(chǎng)），對(duì)磁測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行正常地磁場(chǎng)校正。

所有的預(yù)處理報(bào)告裝訂成冊(cè)，與原始數(shù)據(jù)一起保存。

2.7.2 數(shù)據(jù)室內(nèi)處理。①正常地磁場(chǎng)校正：將每條測(cè)線的磁場(chǎng)總量與總基點(diǎn)磁場(chǎng)量的差值進(jìn)行逐點(diǎn)校正。用國(guó)際地磁參考場(chǎng)IJRF1990.0模型提供的高斯系數(shù)，用計(jì)算機(jī)算出測(cè)區(qū)內(nèi)1km×1km節(jié)點(diǎn)地測(cè)場(chǎng)T0值，而后以1nT的間距繪制T0等值線圖，作正常場(chǎng)改正，以通過總基點(diǎn)的等值線為零線，向北每過一條等值線減少1nT，向南每過一條等值線增加1nT，依次類推；②磁日變校正：根據(jù)每個(gè)日變站所控制的范圍，分區(qū)進(jìn)行逐點(diǎn)校正。將日變每一測(cè)點(diǎn)值減去總基點(diǎn)的總場(chǎng)值，作為日變改正數(shù)值，將測(cè)區(qū)每一測(cè)點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)減去相對(duì)應(yīng)時(shí)間的日變改正數(shù)值進(jìn)行校正，日變站的控制范圍不超過50km；③高度校正：用地形圖查獲高程，精度確定為40m，按公式：計(jì)算出磁場(chǎng)沿垂向衰減系數(shù)，以總基點(diǎn)高程為起點(diǎn)，對(duì)全測(cè)區(qū)測(cè)點(diǎn)高程進(jìn)行改正，改正精度確定為小數(shù)后約一位。高度校正從總基點(diǎn)高程起算，約每41.6m高差改正1nT，即比總基點(diǎn)高41.6m時(shí)加1nT，比總基點(diǎn)低41.6m時(shí)減1nT。

2.7.3 磁測(cè)數(shù)據(jù)位場(chǎng)轉(zhuǎn)換。磁測(cè)數(shù)據(jù)位場(chǎng)轉(zhuǎn)換主要涵蓋了消除斜磁化影響的化極處理、突出深部區(qū)域場(chǎng)的向上下延拓處理、突出局部異常和剩余異常的垂直導(dǎo)數(shù)處理和剖面剩余處理、突出不同方向磁場(chǎng)分布信息的方向?qū)?shù)處理以及反映測(cè)區(qū)巖石磁性分布信息的視磁化率計(jì)算等等。各種轉(zhuǎn)換處理方法的選取需根據(jù)測(cè)區(qū)所要解決的地質(zhì)任務(wù)來確定。

工作中嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，對(duì)礦化體的發(fā)現(xiàn)起到了指導(dǎo)作用，找礦效果較好。

3 結(jié)束語

磁總誤差小于或等于5nT的即為高精度磁法勘探測(cè)量。利用各巖、礦測(cè)定的磁參數(shù)，通過專用軟件可以進(jìn)一步推斷確定礦體的埋深以達(dá)到找礦目的。物探按總體設(shè)計(jì)要求，圓滿地完成了任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期目的，取得了較好的地質(zhì)效果。青海省都蘭縣五龍溝地區(qū)成礦地質(zhì)條件有利，已發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)較多，為礦化密集區(qū)，且物化遙異常分布密集，套合良好，具有好的找礦前景。