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        井中三分量磁測(cè)在攀西地區(qū)深部找礦中的應(yīng)用*

        2015-01-17 09:42:04趙順林李金忠
        現(xiàn)代礦業(yè) 2015年10期
        關(guān)鍵詞:磁測(cè)矢量圖磁鐵礦

        鄧 波 趙順林 李金忠

        (1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四〇三地質(zhì)隊(duì);2.成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院)

        井中三分量磁測(cè)在攀西地區(qū)深部找礦中的應(yīng)用*

        鄧 波1,2趙順林1李金忠1

        (1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四〇三地質(zhì)隊(duì);2.成都理工大學(xué)地球物理學(xué)院)

        井中三分量磁測(cè)是地面磁測(cè)向鉆孔中的發(fā)展與延伸,對(duì)于探尋鉆孔周圍和底部隱伏礦體優(yōu)勢(shì)明顯。結(jié)合實(shí)例,詳細(xì)討論了井中三分量磁測(cè)在深部隱伏磁鐵礦體勘查中的應(yīng)用成果,并總結(jié)了井中三分量磁測(cè)在資料處理過(guò)程中應(yīng)引起重視的問(wèn)題,為提高深部找礦效率提供參考。

        井中三分量磁測(cè) 深部找礦 磁異常 隱伏磁鐵礦體

        隨著找礦勘探工作的不斷深入,在地表淺部找到大型或超大型金屬礦床的難度日益增大,為了緩解礦產(chǎn)資源危機(jī),必須進(jìn)行深部找礦[1-3]。地面磁測(cè)是探尋磁鐵礦體最為有效的物探工作方法,但由于測(cè)量?jī)x器位于地面,距離深部隱伏磁鐵礦體較遠(yuǎn),很難發(fā)現(xiàn)深部隱伏磁鐵礦體。為了縮短測(cè)量?jī)x器與磁鐵礦體間的距離,井中三分量磁測(cè)應(yīng)運(yùn)而生。該方法是將測(cè)量?jī)x器置于鉆孔中,由于距離深部隱伏磁鐵礦體較近,有利于發(fā)現(xiàn)深部隱伏礦體,因而該方法在探尋深部隱伏磁鐵礦體方面得到了廣泛應(yīng)用[4-5]。結(jié)合實(shí)例,就該方法在攀西地區(qū)深部找礦成果進(jìn)行分析,以期為相關(guān)的深部找礦工作提供參考。

        1 方法原理

        井中三分量磁測(cè)是一種以研究巖(礦)石的磁性特征為物理基礎(chǔ),探尋鉆孔周圍及底部隱伏礦體的物探方法[5]。不同磁性的巖(礦)石產(chǎn)生不同形態(tài)和強(qiáng)度的磁異常,根據(jù)磁異常的形態(tài)特征,可獲得磁性體的空間分布信息。井中三分量磁測(cè)通過(guò)測(cè)定磁性巖(礦)體在它周圍所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度,對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理,并按照解釋需要繪制成相應(yīng)的圖形,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的推斷解釋。

        2 應(yīng)用實(shí)例

        2.1 地質(zhì)概況

        2.2 應(yīng)用成果

        礦區(qū)共施工了4個(gè)鉆孔(ZK004、ZK402、ZK1502、ZK1702),對(duì)各鉆孔進(jìn)行了井中三分量磁測(cè)工作,都發(fā)現(xiàn)了明顯磁異常。根據(jù)磁異常垂直分量和水平分量異常曲線形態(tài)特征,采用定性解釋與半定量解釋相結(jié)合的方法,推測(cè)部分異常是由井壁礦體引起,部分異常是由井旁盲礦體引起。ZK004鉆孔深1 153.8 m,該鉆孔井中三分量磁測(cè)異常見(jiàn)圖1。

        圖1 ZK004鉆孔井中三分量磁測(cè)異常

        由圖1可知:在630~990 m井段發(fā)現(xiàn)明顯磁異常,磁異常強(qiáng)度較大,垂直分量和水平分量磁異常絕對(duì)值達(dá)5 000 nT,異常梯度較大,曲線呈鋸齒狀波動(dòng),明顯指示出該異常是由鉆探揭露磁鐵礦體引起;在1 035~1120 m井段發(fā)現(xiàn)一明顯磁異常,該異常曲線較圓滑,異常強(qiáng)度較高,△Z異常值為 -1 000~5 000 nT,異常曲線形態(tài)較清晰,為“雙S”形特征;△H′異常值為2 000~10 000 nT,為正異常,異常曲線形態(tài)較清晰,為反“C”形特征,結(jié)合鉆孔巖芯資料分析認(rèn)為,該異常是由井旁盲礦體引起。根據(jù)ΔT′矢量圖特征,勾繪出盲礦體空間磁場(chǎng)分布形態(tài),推測(cè)盲礦體位于鉆孔的南、南東、南西側(cè),NE傾向。結(jié)合地質(zhì)資料,推測(cè)盲礦體位于鉆孔的南西側(cè),鉆孔剛好打在盲礦體沿傾向的一端。利用異常特征點(diǎn)法計(jì)算得盲礦體近井端埋深約1 060 m,近井端距離鉆孔約20 m。

        ZK402鉆孔深1 121.11 m,該鉆孔井中三分量磁測(cè)異常見(jiàn)圖2。

        圖2 ZK402鉆孔井中三分量磁測(cè)異常

        由圖2可知:在605~910 m和970~1 100 m井段分別發(fā)現(xiàn)2個(gè)磁異常,該2段磁異常強(qiáng)度較大,以負(fù)值為主,極大值達(dá)5 000 nT;形態(tài)相似,垂直分量和水平分量異常曲線圓滑、形態(tài)規(guī)整,△Z異常曲線均表現(xiàn)為“S”形特征,△H異常曲線均表現(xiàn)為“C”形特征。從ΔT′矢量圖來(lái)看,該2段磁異常ΔT′矢量線收斂和發(fā)散規(guī)律一致,均表現(xiàn)為收斂矢量與發(fā)散矢量的方向相同,即收斂矢量的正向交匯方向與發(fā)散矢量的反向交匯方向相反(鉆孔未見(jiàn)礦),說(shuō)明該鉆孔打在礦體沿走向端部的一側(cè),結(jié)合地質(zhì)資料綜合分析,推測(cè)盲礦體位于鉆孔北西側(cè)。利用異常特征點(diǎn)法進(jìn)行半定量計(jì)算得出, CXT-2頂板埋深約607 m,距鉆孔約87 m;CXT-3頂板埋深約970 m,距鉆孔約43 m。

        ZK1502鉆孔深474.83 m,該鉆孔井中三分量磁測(cè)異常見(jiàn)圖3。

        圖3 ZK1502鉆孔井中三分量磁測(cè)異常

        由圖3可知:在300~350 m井段發(fā)現(xiàn)1個(gè)磁異常,該異常強(qiáng)度不大,△Z異常值約-2 000 nT,△H′異常值約500 nT,但異常曲線較圓滑,形態(tài)較規(guī)整,局部異常顯示明顯,△Z異常曲線表現(xiàn)為“C”形特征,△H′異常曲線表現(xiàn)為“反S”形特征。從ΔT′矢量圖來(lái)看,該段磁異常收斂矢量與發(fā)散矢量的方向相反,即收斂矢量的正向交匯方向與發(fā)散矢量的反向交匯方向一致,說(shuō)明該鉆孔打在礦體傾向的旁側(cè),結(jié)合鉆孔巖芯資料分析認(rèn)為,該異常是由井旁盲礦體引起。根據(jù)ΔT′矢量圖特征,勾繪出盲礦體空間磁場(chǎng)分布形態(tài),推測(cè)盲礦體位于鉆孔的北、北東、北西側(cè),傾向SW。結(jié)合地質(zhì)資料,推測(cè)盲礦體位于鉆孔的北東側(cè),鉆孔剛好打在盲礦體沿傾向的一端。利用異常特征點(diǎn)法進(jìn)行半定量計(jì)算得出,盲礦體近井端埋深約338 m,距鉆孔約40 m。

        ZK1702鉆孔深415.58 m,該鉆孔井中三分量磁測(cè)異常見(jiàn)圖4。

        圖4 ZK1702鉆孔井中三分量磁測(cè)異常

        由圖4可知:在135~275 m井段發(fā)現(xiàn)1個(gè)磁異常,該異常強(qiáng)度不大,△Z異常值約-2 500 nT,△H′異常為正負(fù)伴生,正值約1 000 nT,負(fù)值約-1 000 nT,異常曲線較圓滑,形態(tài)較規(guī)整,局部異常顯示明顯,△Z異常曲線表現(xiàn)為“C”形特征,△H′異常曲線表現(xiàn)為“反S”形特征。從ΔT′矢量圖來(lái)看,該段磁異常收斂矢量與發(fā)散矢量的方向相反,即收斂矢量的正向交匯方向與發(fā)散矢量的反向交匯方向一致,說(shuō)明該鉆孔打在礦體傾向的旁側(cè),結(jié)合鉆孔巖芯資料分析認(rèn)為,該異常是由井旁盲礦體引起。根據(jù)ΔT′矢量圖特征,勾繪出盲礦體的空間磁場(chǎng)分布形態(tài),推測(cè)盲礦體位于鉆孔的北、北東、北西側(cè),傾向SW。結(jié)合地質(zhì)資料,推測(cè)盲礦體位于鉆孔的北東側(cè),鉆孔剛好打在盲礦體沿傾向的一端。利用異常特征點(diǎn)法進(jìn)行半定量計(jì)算得出,盲礦體近井端埋深約237 m,距鉆孔約50 m。

        3 討 論

        (1)選擇正確的正常場(chǎng)。在對(duì)井中三分量磁測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理成圖時(shí),正常場(chǎng)選擇不合理,無(wú)法清晰反映出異常的存在,特別是一些低緩異常;另外,在對(duì)資料進(jìn)行推斷解釋時(shí),依賴于異常曲線形態(tài)特征和矢量圖發(fā)散與收斂規(guī)律,因此,若正常場(chǎng)選擇不合理,異常形態(tài)與ΔT′矢量圖發(fā)生變化,易導(dǎo)致推斷解釋結(jié)論與實(shí)際情況的誤差較大甚至錯(cuò)誤。

        (2)異常曲線圖應(yīng)以適當(dāng)?shù)谋壤@示。當(dāng)鉆孔中存在磁鐵礦體時(shí),在見(jiàn)礦位置磁異常強(qiáng)度較大。為了在同等大小的圖中完整顯示磁異常曲線,通常減小磁異常數(shù)值比例,如此容易使得井旁(底)盲礦體引起的弱磁異常顯示不明顯,特別當(dāng)井底存在盲礦體時(shí),需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速判斷以確定鉆孔是否需要繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí),如果現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)現(xiàn)井底盲礦體引起的弱磁異常,會(huì)造成無(wú)法補(bǔ)救的后果。

        (3)在推斷井旁盲礦體的空間分布情況時(shí),應(yīng)勾繪出盲礦體磁力線的空間分布形態(tài)。一般情況下,可根據(jù)磁異常的垂直分量和水平分量的曲線形態(tài)大致判斷盲礦體空間位置分布情況,如“S”形、反“S”形、“C”形、反“C”形等,但有時(shí)磁異常曲線的形態(tài)特征并不明顯,且比較抽象,根據(jù)該類形態(tài)特征推測(cè)出的盲礦體空間位置分布形態(tài)與實(shí)際情況誤差較大甚至與事實(shí)相悖,因此,只有勾繪出推測(cè)盲礦體磁力線的空間分布形態(tài),才能得到可靠的分析結(jié)論。

        [1] 騰吉文,劉建明,劉 財(cái),等.第二深度空間金屬礦產(chǎn)探查與東北戰(zhàn)略后備基地的建立和可持續(xù)發(fā)展[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2007,37(4):633-651.

        [2] 騰吉文.強(qiáng)化開(kāi)展地殼內(nèi)部第二深度空間金屬礦產(chǎn)資源地球物理找礦、勘探和開(kāi)發(fā)[J].地質(zhì)通報(bào),2006,25(7):767-771.

        [3] 周 平,陳勝禮,朱麗麗.幾種金屬礦地下物探方法評(píng)述[J].地質(zhì)通報(bào),2009,28(2):224-231.

        [4] 張麗霞.井中磁測(cè)技術(shù)發(fā)展評(píng)述[J].工程地球物理學(xué)報(bào),2007(4):375-380.

        [5] 孫秀國(guó).井中三分量磁測(cè)在尋找磁鐵礦床中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2015(4):96-97.

        *四川省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目(編號(hào):川國(guó)土資函[2011] 1272號(hào))。

        2015-08-13)

        鄧 波(1985—),男,工程師,碩士研究生,614200 四川省峨眉山市興隆街1號(hào)。

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