付佳+霍成勝+孟軍海+王宜慶+華天平

【摘 要】 本文通過作者在多年磁法勘探工作中經常遇到的問題的簡析，提出了實際工作中忽略的細節(jié)問題，往往直接影響著工作質量及資料的推斷解釋。

【關鍵詞】 磁法勘探 工作設計 野外施工 推斷解釋

磁法勘探主要包括工作設計，野外施工、圖件制作和解釋推斷四個過程。

1 工作設計中的幾個問題

1.1 磁法勘探的任務

磁法勘探應用最廣泛的是對與強磁性礦物有關的礦產進行普查和詳查，并且具有良好的效果，如勘查磁鐵礦床以及與磁鐵礦共生的多金屬礦床。對于研究與礦產有關的地質問題和解決某些區(qū)域性和局部性構造、巖漿巖活動、地層深淺起伏變化等問題，磁法勘探也是應用廣泛的地球物理勘探方法之一。在礦山地質勘探和開發(fā)勘探中，進行磁法勘探，圈定地磁異常，搞清地層巖石、巖漿巖及礦石的磁物性特征，圈定斷裂構造和接觸帶等問題，磁法勘探也有其獨特的作用。在礦區(qū)地質工作中，磁法往往與重力及其它地球物理勘探方法結合，進行綜合物探。應用條件：探測對象必須與周圍巖石之間有較明顯的磁性差異；應對探測對象的范圍大小、埋藏深度和巖石磁性大小諸因素綜合考慮，磁異常體必須能產生足以使磁力儀觀測到的異常場；探測對象的磁異常能夠從其它干擾背景中分辨出來，或者能夠消除它們的影響。

1.2 比例尺和測網

磁測比例尺反映了對磁異常場的研究程度。磁測工作的比例尺是和測網相對應的，即比例尺確定后，測網密度也就由此而定。一般情況下，線距相當于相同比例尺的圖上1cm代表的長度。因此確定比例尺大小也基本上確定了測網的密度。選擇比例尺和測網（表1），主要是根據地質任務的要求和磁異常場的形態(tài)及范圍。對于測網的形態(tài)，當探測對象有明顯的走向時，采用矩形測網，測線應垂直于磁異常體的走向方向，當無明顯走向時，采用正方形網。在進行詳查時，為使異常形態(tài)特征反映清晰，至少應有3～5條測線穿過異常區(qū)，點距應使曲線保持連續(xù)，使得再加密測網時，異常曲線形態(tài)不再發(fā)生變化。

目前在開展1：5萬高磁時已極少使用大于100米的點距了。在針對金屬礦勘探時，點距應更小，我們做過實驗，在帶狀礦脈上，100米點距就沒反映，到點距縮到60米才有所反映，至40米時反映較明顯，至20米時較好。

1.3 磁測的精度要求

磁測工作的精度，一般是用觀測誤差來表示。觀測誤差包括偶然誤差、系統(tǒng)誤差，過失誤差三種。其中，系統(tǒng)誤差是有規(guī)律的，是由儀器的零位移、溫度變化、地磁日變等原因引起的，可通過一系列措施來校正和消除，過失誤差是由于施工操作人員或計算人員的過失造成的，這類誤差在資料處理和繪制成果圖時是可以發(fā)現和消除的，偶然誤差是由不可避免的偶然因素造成的，如儀器性能的變化、操作誤差，觀測條件變化等，這種誤差滿足統(tǒng)計規(guī)律，其大小用均方根誤差來衡量。

磁測的觀測誤差

式中——兩次（原始觀測和重復檢查觀測）重復觀測差值的平方總和；

n——重復觀測的點數。

誤差理論：大于三倍均方誤差的磁異常就認為是可靠的。例如磁測均方誤差5nT，那么大于15nT的異常是可信異常。

進行磁法普查時，目的是發(fā)現異常，其精度取決于有意義的最弱異常強度，一般選擇其異常峰值△Tmax的1/3作為磁測精度。在實際工作中，△Tmax不易測到，但至少能測到1/2△Tmax，由此確定其精度為1/6△Tmax。例如最弱的有意義異常的△Tmax為30nT，磁測精度確定為±5nT比較恰當。一般均方誤差應低于等值線間隔的1/2～1/3。如等值線間隔為10nT，其精度可確定為±5nT。

磁測精度指的是總精度，它包括了由于儀器因素、基點觀測、野外觀測、各項校正，計算等均方誤差。當總精度的要求確定后，要求各環(huán)節(jié)的均方誤差的平方和應小于或等于磁測的總均方誤差的平方。

2 施工過程中的幾個問題

2.1 磁力儀的選擇和檢查調節(jié)

不同類型的磁力儀有不同的精度，高精度的磁測必須選用高精度的儀器。選擇好儀器后，要進行檢查調節(jié)和儀器常數的測定，并滿足沒計規(guī)定的性能要求。在進行儀器的噪聲水平、一致性等試驗時，要對不符合設計要求的，有明顯系統(tǒng)誤差和觀測均方誤差達不到精度要求的儀器，應查明原因，必須重新進行調節(jié)和檢驗。如仍達不到要求的，應停止使用。

2.2 基點和基點網

當工作地區(qū)面積不大時（不超過控制半徑50km），可設立一個基點?；c是絕對測量的磁異常起算點，磁異常的強弱都是相對基點而言的，所以基點應建立在正常磁場上，代表正常場的場值。選擇基點可以利用實測長剖面，在磁場穩(wěn)定的非異常地段確定其位置。基點的另一作用是檢查和校正儀器的性能變化。如果測區(qū)面積較大（超過控制半徑50km），可以建立總基點和若干分基點，無需進行聯測?；c的作用是檢查磁力儀在工作過程中的零位移情況，確定零位移校正系數；控制普通觀測點的精度，減少積累誤差；隨時檢查儀器的工作狀態(tài)。

2.3 觀測數據的各項改正

1）日變改正

將日變儀器與野外觀測儀器觀測數據下載到計算機中，然后用儀器廠家提供的專用軟件自動改正之，然后將改正數據輸出。日變改正時要將日變曲線進行圓滑處理，剔除磁暴等影響點（圖1）。

2）正常場改正如果測區(qū)面積較大或者磁異常比較低緩，應進行正常場梯度改正。這是由于地磁場強度及其分量是隨緯度而變化的，這種變化和磁異常疊加在一起。如不消除梯度變化的影響，將會使異常發(fā)生畸變。

一般采用國際地磁參考場IGRF2010模型提供的高斯系數，計算出測區(qū)內1km*1km節(jié)點地磁場的T0值，然后以1nT的間距繪制T0等值線圖，以此圖做正常場改正。

3）高程改正

高程改正公式：式中R為地球平均半徑。R=6371km。每個測點都要測出高程，高度改正從總基點高程起算，以T0=50000nT為例，約每42m 高差改正1nT，比總基點高42m時加1nT，比總基點低42 m時減1nT 。endprint

4）基點改正：所有數據經日變、正常場、高度改正后再減去基點磁場值得到磁異常值（ΔT）。

3 磁異常的基礎圖件

野外各測點的觀測值減去基點觀測值，并經過必要的各項改正之后就得到磁異常值（ΔT）。目前我國地面磁法勘探主要測量利用質子旋進式磁力儀，測量總磁場強度異常△T。對磁異常水平分量Ha的測量，由于技術上的一些困難，目前還很少應用。為了清楚地顯示磁異常的各種特征，需要將測區(qū)各點的異常值繪制成各種圖件來形象地表示磁異常的全貌和變化特點。最基本的圖件是磁異常剖面圖（圖2），磁異常剖面平面圖（圖2）和磁異常等值線平面圖（圖3）。

3.1 磁異常剖面圖

此圖是進行異常定性和定量解釋的基本圖件。其作法是：以測量剖面為橫軸，按工作比例尺將測點層布在橫軸上，并按適當比例尺在縱軸上標記磁異常值，然后將各測點的磁異常值用點標在圖上.并用拆線將它們連接起來。

3.2 磁異常剖面平面圖

將測區(qū)內各測線按工作比例尺和實際位置繪在圖上，并按一定比例尺繪出各測線的磁異常剖面曲線。這類圖件常用于中大比例尺磁法測量中，可對比各剖面異常的平面分布特征，了解測區(qū)內磁異常的全貌，較清楚地展示異常的走向和細節(jié)變化。做此圖的關鍵是縱向比例尺的選擇，比例尺選擇的過大，就會忽略了一些弱小磁異常，過小了圖面又雜亂無章，影響美觀（圖2）。

3.3 磁異常等值線平面圖

磁異常等值線平面圖的繪制方法與地形等高線的繪制方法類似，是按照設計要求的比例尺，把測點的坐標位置全部標在圖上，然后注明每一點的磁力異常值，再按一定的異常值線距用線性內插的方法把異常值相同的點連起來。等值線一般都取整數，等值間距—般不小于異常均方誤差的2～3倍。等值線勾制的方法與地形等高線的勾制方法相似。磁力異常等值線平面圖表示了全區(qū)磁力異常的平面分布特征和變化規(guī)律，反映了測區(qū)內磁力異常的位置、特征、走向及分布范圍（圖3）。

4 巖石磁性參數的測定

進行磁法勘探，測量巖石的磁性參數是不可缺少的環(huán)節(jié)，其目的是為進行工作設計提供資料，以及能夠對磁異常作出正確的解釋推斷。目前，測定巖石磁性參數普遍采用室內測量巖石標本的磁場方法。每種巖石標本的采集應均勻分布全區(qū)，使其具有代表性，每種標本的數量也應滿足統(tǒng)計計算的要求，一般不少于30塊，并有一定體積大小。為了測定巖石的剩磁方向，還應采集一定數量的定向標本，即標出其方位、傾角和上下表面，以便在室內恢復原來的位置。

在實際工作中，往往采用高斯第一位置或第二位置，觀測參數為磁化率k、剩余磁化強度Jr兩種，使用儀器為高精度質子磁力儀。測定距離：弱磁性標本一般小于15cm，強磁性標本一般為15-35cm。標本測定在野外工作結束前完成。

巖石的磁性參數是一個受復雜地質因素影響的隨機變量，同類巖石的磁性變化也很大，但一般滿足正態(tài)分布規(guī)律。為了得到具有代表性的磁性參數數值，要對大量的巖石標本磁性測定結果進行統(tǒng)計整理，從統(tǒng)計特征值得出代表巖石磁性特點的參數。在磁參數的統(tǒng)計計算中，常用的統(tǒng)計特征值有平均值、常見值等，以表示數據的平均趨勢；還有一類表示數據波動性特征，如極差、均方差（標準差）、常見變化范圍等，反映了數據的離散程度。

5 推斷解釋

磁異常的推斷解釋是對磁異常進行定性、定量和半定量解釋。利用磁異常進行磁性巖體、磁性地層的立體地質解釋，劃分標準層，斷裂構造等。通過計算和解釋在一定條件下可定量獲得磁性體的空間產狀，包括深度、下延、寬度、傾向及頂點位置（圖4），計算性體的體積（礦石量），但在定量解釋時應注意以下幾個問題：多解性的問題：這必須結合地質情況，在定性解釋基礎上進行；傾向問題：傾向的計算依賴于磁化強度方向的已知，但在明顯有限延深條件下，它相對具有肯定解；計算精度問題：對磁性體向下延深（即底界）計算精度相對較差，為提高精度，需要足夠長的剖面和相對較大的正常場面積，粗略估計要看曲線下降的快慢，數據要非常完整；定量計算問題：定量計算大多使用規(guī)則體，但有時較規(guī)則體相差較遠，造成深度計算出現較大誤差。J會計算過大，因此有時需要其它物探方法協(xié)助；推斷解釋問題：在解釋時不能只看剖面，對平面形態(tài)要作認真分析，這對定性和定量解釋都是重要的，也不是異常體的中心投影都在正值區(qū)；其他問題：要注意分析多個異常體的垂直、水平疊加和地形影響。

6 結語

磁法依據的是磁性差異，就是探查鐵磁性礦物的存在。它在基礎地質調查、能源勘查（主要是研究磁性基底的形態(tài)）、中大比例尺地質填圖，金屬礦產的直接找礦和間接找礦，發(fā)揮著重要的作用。因此在實際生產過程中的方法選擇、工作比例尺的確定、野外生產、成果圖件的制作、資料的綜合分析等細節(jié)問題，往往直接影響著工作質量及資料的推斷解釋。endprint

4）基點改正：所有數據經日變、正常場、高度改正后再減去基點磁場值得到磁異常值（ΔT）。

3 磁異常的基礎圖件

野外各測點的觀測值減去基點觀測值，并經過必要的各項改正之后就得到磁異常值（ΔT）。目前我國地面磁法勘探主要測量利用質子旋進式磁力儀，測量總磁場強度異常△T。對磁異常水平分量Ha的測量，由于技術上的一些困難，目前還很少應用。為了清楚地顯示磁異常的各種特征，需要將測區(qū)各點的異常值繪制成各種圖件來形象地表示磁異常的全貌和變化特點。最基本的圖件是磁異常剖面圖（圖2），磁異常剖面平面圖（圖2）和磁異常等值線平面圖（圖3）。

3.1 磁異常剖面圖

此圖是進行異常定性和定量解釋的基本圖件。其作法是：以測量剖面為橫軸，按工作比例尺將測點層布在橫軸上，并按適當比例尺在縱軸上標記磁異常值，然后將各測點的磁異常值用點標在圖上.并用拆線將它們連接起來。

3.2 磁異常剖面平面圖

將測區(qū)內各測線按工作比例尺和實際位置繪在圖上，并按一定比例尺繪出各測線的磁異常剖面曲線。這類圖件常用于中大比例尺磁法測量中，可對比各剖面異常的平面分布特征，了解測區(qū)內磁異常的全貌，較清楚地展示異常的走向和細節(jié)變化。做此圖的關鍵是縱向比例尺的選擇，比例尺選擇的過大，就會忽略了一些弱小磁異常，過小了圖面又雜亂無章，影響美觀（圖2）。

3.3 磁異常等值線平面圖

磁異常等值線平面圖的繪制方法與地形等高線的繪制方法類似，是按照設計要求的比例尺，把測點的坐標位置全部標在圖上，然后注明每一點的磁力異常值，再按一定的異常值線距用線性內插的方法把異常值相同的點連起來。等值線一般都取整數，等值間距—般不小于異常均方誤差的2～3倍。等值線勾制的方法與地形等高線的勾制方法相似。磁力異常等值線平面圖表示了全區(qū)磁力異常的平面分布特征和變化規(guī)律，反映了測區(qū)內磁力異常的位置、特征、走向及分布范圍（圖3）。

4 巖石磁性參數的測定

進行磁法勘探，測量巖石的磁性參數是不可缺少的環(huán)節(jié)，其目的是為進行工作設計提供資料，以及能夠對磁異常作出正確的解釋推斷。目前，測定巖石磁性參數普遍采用室內測量巖石標本的磁場方法。每種巖石標本的采集應均勻分布全區(qū)，使其具有代表性，每種標本的數量也應滿足統(tǒng)計計算的要求，一般不少于30塊，并有一定體積大小。為了測定巖石的剩磁方向，還應采集一定數量的定向標本，即標出其方位、傾角和上下表面，以便在室內恢復原來的位置。

在實際工作中，往往采用高斯第一位置或第二位置，觀測參數為磁化率k、剩余磁化強度Jr兩種，使用儀器為高精度質子磁力儀。測定距離：弱磁性標本一般小于15cm，強磁性標本一般為15-35cm。標本測定在野外工作結束前完成。

巖石的磁性參數是一個受復雜地質因素影響的隨機變量，同類巖石的磁性變化也很大，但一般滿足正態(tài)分布規(guī)律。為了得到具有代表性的磁性參數數值，要對大量的巖石標本磁性測定結果進行統(tǒng)計整理，從統(tǒng)計特征值得出代表巖石磁性特點的參數。在磁參數的統(tǒng)計計算中，常用的統(tǒng)計特征值有平均值、常見值等，以表示數據的平均趨勢；還有一類表示數據波動性特征，如極差、均方差（標準差）、常見變化范圍等，反映了數據的離散程度。

5 推斷解釋

磁異常的推斷解釋是對磁異常進行定性、定量和半定量解釋。利用磁異常進行磁性巖體、磁性地層的立體地質解釋，劃分標準層，斷裂構造等。通過計算和解釋在一定條件下可定量獲得磁性體的空間產狀，包括深度、下延、寬度、傾向及頂點位置（圖4），計算性體的體積（礦石量），但在定量解釋時應注意以下幾個問題：多解性的問題：這必須結合地質情況，在定性解釋基礎上進行；傾向問題：傾向的計算依賴于磁化強度方向的已知，但在明顯有限延深條件下，它相對具有肯定解；計算精度問題：對磁性體向下延深（即底界）計算精度相對較差，為提高精度，需要足夠長的剖面和相對較大的正常場面積，粗略估計要看曲線下降的快慢，數據要非常完整；定量計算問題：定量計算大多使用規(guī)則體，但有時較規(guī)則體相差較遠，造成深度計算出現較大誤差。J會計算過大，因此有時需要其它物探方法協(xié)助；推斷解釋問題：在解釋時不能只看剖面，對平面形態(tài)要作認真分析，這對定性和定量解釋都是重要的，也不是異常體的中心投影都在正值區(qū)；其他問題：要注意分析多個異常體的垂直、水平疊加和地形影響。

6 結語

磁法依據的是磁性差異，就是探查鐵磁性礦物的存在。它在基礎地質調查、能源勘查（主要是研究磁性基底的形態(tài)）、中大比例尺地質填圖，金屬礦產的直接找礦和間接找礦，發(fā)揮著重要的作用。因此在實際生產過程中的方法選擇、工作比例尺的確定、野外生產、成果圖件的制作、資料的綜合分析等細節(jié)問題，往往直接影響著工作質量及資料的推斷解釋。endprint

4）基點改正：所有數據經日變、正常場、高度改正后再減去基點磁場值得到磁異常值（ΔT）。

3 磁異常的基礎圖件

野外各測點的觀測值減去基點觀測值，并經過必要的各項改正之后就得到磁異常值（ΔT）。目前我國地面磁法勘探主要測量利用質子旋進式磁力儀，測量總磁場強度異?！鱐。對磁異常水平分量Ha的測量，由于技術上的一些困難，目前還很少應用。為了清楚地顯示磁異常的各種特征，需要將測區(qū)各點的異常值繪制成各種圖件來形象地表示磁異常的全貌和變化特點。最基本的圖件是磁異常剖面圖（圖2），磁異常剖面平面圖（圖2）和磁異常等值線平面圖（圖3）。

3.1 磁異常剖面圖

此圖是進行異常定性和定量解釋的基本圖件。其作法是：以測量剖面為橫軸，按工作比例尺將測點層布在橫軸上，并按適當比例尺在縱軸上標記磁異常值，然后將各測點的磁異常值用點標在圖上.并用拆線將它們連接起來。

3.2 磁異常剖面平面圖

將測區(qū)內各測線按工作比例尺和實際位置繪在圖上，并按一定比例尺繪出各測線的磁異常剖面曲線。這類圖件常用于中大比例尺磁法測量中，可對比各剖面異常的平面分布特征，了解測區(qū)內磁異常的全貌，較清楚地展示異常的走向和細節(jié)變化。做此圖的關鍵是縱向比例尺的選擇，比例尺選擇的過大，就會忽略了一些弱小磁異常，過小了圖面又雜亂無章，影響美觀（圖2）。

3.3 磁異常等值線平面圖

磁異常等值線平面圖的繪制方法與地形等高線的繪制方法類似，是按照設計要求的比例尺，把測點的坐標位置全部標在圖上，然后注明每一點的磁力異常值，再按一定的異常值線距用線性內插的方法把異常值相同的點連起來。等值線一般都取整數，等值間距—般不小于異常均方誤差的2～3倍。等值線勾制的方法與地形等高線的勾制方法相似。磁力異常等值線平面圖表示了全區(qū)磁力異常的平面分布特征和變化規(guī)律，反映了測區(qū)內磁力異常的位置、特征、走向及分布范圍（圖3）。

4 巖石磁性參數的測定

進行磁法勘探，測量巖石的磁性參數是不可缺少的環(huán)節(jié)，其目的是為進行工作設計提供資料，以及能夠對磁異常作出正確的解釋推斷。目前，測定巖石磁性參數普遍采用室內測量巖石標本的磁場方法。每種巖石標本的采集應均勻分布全區(qū)，使其具有代表性，每種標本的數量也應滿足統(tǒng)計計算的要求，一般不少于30塊，并有一定體積大小。為了測定巖石的剩磁方向，還應采集一定數量的定向標本，即標出其方位、傾角和上下表面，以便在室內恢復原來的位置。

在實際工作中，往往采用高斯第一位置或第二位置，觀測參數為磁化率k、剩余磁化強度Jr兩種，使用儀器為高精度質子磁力儀。測定距離：弱磁性標本一般小于15cm，強磁性標本一般為15-35cm。標本測定在野外工作結束前完成。

巖石的磁性參數是一個受復雜地質因素影響的隨機變量，同類巖石的磁性變化也很大，但一般滿足正態(tài)分布規(guī)律。為了得到具有代表性的磁性參數數值，要對大量的巖石標本磁性測定結果進行統(tǒng)計整理，從統(tǒng)計特征值得出代表巖石磁性特點的參數。在磁參數的統(tǒng)計計算中，常用的統(tǒng)計特征值有平均值、常見值等，以表示數據的平均趨勢；還有一類表示數據波動性特征，如極差、均方差（標準差）、常見變化范圍等，反映了數據的離散程度。

5 推斷解釋

磁異常的推斷解釋是對磁異常進行定性、定量和半定量解釋。利用磁異常進行磁性巖體、磁性地層的立體地質解釋，劃分標準層，斷裂構造等。通過計算和解釋在一定條件下可定量獲得磁性體的空間產狀，包括深度、下延、寬度、傾向及頂點位置（圖4），計算性體的體積（礦石量），但在定量解釋時應注意以下幾個問題：多解性的問題：這必須結合地質情況，在定性解釋基礎上進行；傾向問題：傾向的計算依賴于磁化強度方向的已知，但在明顯有限延深條件下，它相對具有肯定解；計算精度問題：對磁性體向下延深（即底界）計算精度相對較差，為提高精度，需要足夠長的剖面和相對較大的正常場面積，粗略估計要看曲線下降的快慢，數據要非常完整；定量計算問題：定量計算大多使用規(guī)則體，但有時較規(guī)則體相差較遠，造成深度計算出現較大誤差。J會計算過大，因此有時需要其它物探方法協(xié)助；推斷解釋問題：在解釋時不能只看剖面，對平面形態(tài)要作認真分析，這對定性和定量解釋都是重要的，也不是異常體的中心投影都在正值區(qū)；其他問題：要注意分析多個異常體的垂直、水平疊加和地形影響。

6 結語

磁法依據的是磁性差異，就是探查鐵磁性礦物的存在。它在基礎地質調查、能源勘查（主要是研究磁性基底的形態(tài)）、中大比例尺地質填圖，金屬礦產的直接找礦和間接找礦，發(fā)揮著重要的作用。因此在實際生產過程中的方法選擇、工作比例尺的確定、野外生產、成果圖件的制作、資料的綜合分析等細節(jié)問題，往往直接影響著工作質量及資料的推斷解釋。endprint