劉興華，王艷麗

（廣東省核工業(yè)地質調查院韶關基地，廣東廣州510800）

地面高精度磁法在廣東省懷集縣某地區(qū)磁鐵礦勘查中的應用

劉興華*，王艷麗

（廣東省核工業(yè)地質調查院韶關基地，廣東廣州510800）

利用地面CZM-3質子磁力儀，對廣東省懷集縣某地區(qū)進行了1∶1萬高精度磁法測量。在研究前期地質、化探等工作的相關成果，圈定高精度磁法測量靶區(qū)，查明磁法靶區(qū)內地面磁異常分布情況，根據(jù)異常分布尋找地下隱伏巖體及鐵磁性礦物，查明礦體所在范圍。從而說明了地面高精度磁法測量找尋磁鐵礦的可行性和有效性。

地面高精度磁法；磁鐵礦；找礦預測

1　概述

隨著近年來地表礦及淺部礦的減少，找礦難度加大，向深部找礦已成為未來的一種趨勢。地球物理方法在找礦勘查中發(fā)揮著越來越重要的作用，表現(xiàn)出其具有的不可替代性。地球物理異常是綜合地質異常的一種重要表現(xiàn)形式，是地質體或地質體組合及不同地質體界面的物理特性在時間上、空間上及成因上的反映［1-8］。地面高精度磁法［9-10］作為多物探方法中的一部分越來越突顯其可行性、重要性、高效性。

2　高精度磁勘探的原理

根據(jù)《磁法勘探》［11］，地面磁法勘探是在地面觀測地下介質磁性差異引起的磁場變化的一種地球物理勘查方法。含有磁性礦物的各種巖（礦）石和其他磁性物體，由于具有不同的剩余磁性和感應磁性，能形成相應的磁場異常，疊加在正常地磁場上。通過儀器測量，研究地面磁異常的特征，達到找礦和解決其他地質問題的目的。根據(jù)《地面高精度磁測技術規(guī)程》［12］，高精度磁法勘探是指磁總誤差小于或等于5nT的磁測工作。主要用于弱磁性目標物的勘查以及隱伏磁性體在地表產(chǎn)生的弱磁異常研究等工作。

3　項目概況

探礦區(qū)位于廣東省肇慶市懷集縣內，在該區(qū)域內分布的主要為鐵礦及其伴生的錳多金屬礦產(chǎn)資源。

本次物探任務是在探礦權所在區(qū)域內開展1∶10000地面高精度磁法測量。主要測量范圍為區(qū)域南邊已知礦脈，西北角巖性接觸帶以及外圍西邊的礦區(qū)所在區(qū)域。研究前期地質、化探等工作的相關成果，圈定高精度磁法測量靶區(qū)，查明磁法靶區(qū)內地面磁異常分布情況，根據(jù)異常分布尋找地下隱伏巖體及鐵磁性礦物，在已知礦脈附近查明礦體所在范圍，為進一步的找礦工作提供有利依據(jù)。

4　探礦區(qū)地球物理特征

探礦區(qū)主要位于燕山晚期黑云母花崗巖與郁江組巖層接觸帶附近，該兩種地層之間夾雜有1條矽卡巖化帶，多金屬礦中的矽卡巖性礦床往往含有磁鐵礦或者磁黃鐵礦，這些礦石均具有強磁性，為磁法找礦提供有利的地球物理條件。測區(qū)周圍已發(fā)現(xiàn)有4條NE向、1 條SN向的斷裂帶和1條較長的礦脈，部分褐鐵礦化和錳礦化出露地表，具有良好的物探找礦基礎。

5　野外工作方法

在探礦區(qū)內開展網(wǎng)度為200m×20m的磁法掃面工作，首先利用森林羅盤儀進行基線測量，基線方位角為2°，基線每隔200m定一個樁，依次編號作為每條測線的起點。測量過程中，同時利用GPS導航儀和森林羅盤儀對網(wǎng)度進行控制，東西向測線的方位角92°，南北向測線的方位角182°。北區(qū)東西向共9條測線，從南到北編號為1～9，每條測線長1.8km，部分實際當中加長測量，北區(qū)南北向共5條測線，從西到東編號為15～19，每條測線長1.6km，南區(qū)東西向共5條測線，從南到北依次編號為10～14，每條測線長800m。北區(qū)測網(wǎng)敷設以覆蓋矽卡巖化帶為原則，探明其主要磁鐵礦位置，南區(qū)測網(wǎng)敷設以垂直已知礦體走向為原則。

此次野外測量投入的儀器為重慶奔騰地質儀器廠生產(chǎn)的WCZ-3型質子磁力儀2臺，根據(jù)規(guī)范要求，在正式開工前，對投入生產(chǎn)所用的儀器進行了全面的檢查和校驗，內容包括：儀器噪聲測定，一致性檢驗，基點選擇，日變站選擇及校正點選擇等。

6　測量數(shù)據(jù)質量評述

（1）野外質量檢查工作盡可能采用“一同三不同”的方式進行，即同點位，不同儀器，不同人，不同時間。

（2）磁測的質量檢查率，面積性工作不少于3%，剖面性工作不少于10%。

（3）測點觀測均方差計算公式為：

式中：σi——第i點經(jīng)日變改正后的原始觀測與檢查觀測之差；

n——檢查點數(shù)；i=1，2，3……n。

對于異常磁場區(qū)可用平均相對誤差來衡量，其公式為：

式中：Ti2、Ti1——第i點的原始觀測與檢查觀測值（ΔT）。

計算均方誤差時，可將誤差過大的個別點舍棄，但舍棄點數(shù)不得超過相應檢查點的1%；當舍棄點去掉后，結果仍然超過設計要求時，應適當增加檢查量，以提高檢查結果的可信度。

根據(jù)規(guī)范要求，在野外磁法掃面完成后，選取了部分點進行了檢查觀測，檢查觀測范圍：7號線80～103號點，6號線的72～88號點，8號線的75～84號點，檢查觀測總共50個點，位于異常區(qū)域，檢查量為3.65%，符合規(guī)范要求。現(xiàn)將檢查觀測與原始觀測結果如表1所示。

表1　檢查觀測與原始觀測對照表

通過計算得觀測誤差為0.36%，本次野外測量數(shù)據(jù)質量穩(wěn)定，可信度高。

7　資料整理與數(shù)據(jù)處理

7.1日常處理

每日野外工作完成后，要對當天的野外數(shù)據(jù)及時回放，日變改正當天完成，并按統(tǒng)一編號對數(shù)據(jù)進行編排存放，一旦發(fā)現(xiàn)有錯誤數(shù)據(jù)或出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，應在次日的工作上及時采用重測補救措施進行檢查和改正。

7.2各項改正

7.2.1日變改正

根據(jù)儀器行走測量站和日變觀測站的原始數(shù)據(jù)，利用WCZ-3型質子磁力儀所配套軟件WCZ質子磁力儀通訊及校正程序進行日變校正，該項改正在每日野外測量結束后便已完成。

7.2.2正常梯度改正

利用國際地磁參考場IGRF2005模型提供的高斯系數(shù)進行正常場計算，計算出工區(qū)經(jīng)向和緯向每米正常地磁場的變化量，作為經(jīng)向正常梯度改正系數(shù)。由于此次勘探區(qū)面積小，正常梯度改正量很小，此處忽略不做。

7.2.3高度改正

高度改正是為消除高程差對磁場的影響，以總基點為基準，高度改正相當于將所測磁場化歸到與總基點高程相同的磁場值，在本次勘探中，測區(qū)地形起伏小，高程相差不大，省略高度改正。

7.2.4磁異常的計算

磁異常的計算主要按照以下公式計算：

ΔT=Tc-T0+ΔTr+ΔTh+ΔTt

式中：ΔT——磁異常值；

Tc——實測磁場值；

T0——總基點磁場值；

ΔTr——日變改正值；

ΔTh——高度改正值；

ΔTt——正常梯度值。

（其中ΔTh=0；ΔTt=0）

經(jīng)過以上各項改正計算出整個勘探區(qū)內的磁異常值，并進行成圖處理，繪制平面等值線圖和曲線剖面平面圖見圖1、圖2。等值線圖中相鄰等值線之間的間隔為磁異常的3倍均方差，根據(jù)以往經(jīng)驗，磁異常均方差約為3～4nT，兩相鄰等值線之間間隔取10nT，部分變化較大的區(qū)域加大間隔。

8　磁異常特征及解釋推斷

圖1　北區(qū)測線布置示意圖及ΔT平面等值線圖

（1）北區(qū)磁異常特征及解釋推斷。通過對比地質資料及考察實地干擾情況發(fā)現(xiàn)，該區(qū)磁異常主要分布在東西2大區(qū)域及中部異常帶，6號線與7號線約300m位置處的磁異常經(jīng)考察為高壓線鐵塔和通信信號塔干擾所致；5號線與4號線400～500m位置有一成南北走向的異常帶并向南延伸，最高異常達451.94nT，部分異常地段東西兩邊出現(xiàn)負異常，結合實際地質資料，該處為花崗巖與砂巖的不整合接觸帶附近，異常與接觸帶內礦化有關。

東邊異常區(qū)域分布較寬，其中5號線1500m位置與4號線1600～1700m位置異常位置有高壓線干擾；3號線1700～1800m左右有一異常，最高異常264.24nT，該處位于山溝之中，與東巖性接觸帶位置相接近，異常與接觸帶內礦化有關；6號線1500～1700m位置，最高異常340.92nT，7號線1600～1800m位置與8號線1500～1800m位置的異常形成一北西走向異常帶，最高異常611.62nT，異常的西邊出現(xiàn)一孤立負極異常，與地表礦化富集有關。

1號線1500～1800m位置，磁異常曲線逐漸增大，然后趨于平穩(wěn)狀態(tài)，結合地質資料，此處位于第一亞群與郁江組地層接觸帶附近，郁江組地層主要為紫紅色底礫巖，成分主要為變質砂巖、粉砂巖及泥質頁巖，膠結物為砂泥質，基底型膠結；第一亞群為灰綠色砂巖，巖石由石英碎屑及膠結物組成，個別巖石含有長石碎屑，因其膠結物含鐵質，故其磁異常相對于郁江組地層要高。

西部異常區(qū)域，15號線0～100m位置異常點，最大異常679.91nT。16號線500～1000m位置有一比較長的異常帶，最大異常1363.84nT，根據(jù)異常的形態(tài)來看，尚未開采礦脈的走向近南北方向。從整個形態(tài)來看，礦體（礦化）主要富集于北端高異常區(qū)域，不排除礦體（礦化）由北向南往地下延伸的可能，需要其他方法驗證。

（2）南區(qū)磁異常特征及解釋推斷。異常主要分布在已知礦脈周圍，13號線約600m位置為露天采礦區(qū)，14號線700m位置有一窄異常區(qū)，最大磁異常1074.19nT，其西邊出現(xiàn)負極異常，根據(jù)地質資料，該處異常為13號線600m位置的礦脈延伸至此所致，在此處異常變得狹小，礦脈趨于尖滅。整個南區(qū)異常主體位于12號線與13號線的中間段，其中幾處異常相對較高，12號線最大磁異常415.64nT，位于24號點，13號線最大磁異常522.54nT，位于29號點。14號線的100～360m位置磁異常相對偏高，該處離北邊高壓線約200m，干擾相對較大。

南區(qū)的異常分布在已知礦脈附近，反映的主要為礦體（礦化體）的分布范圍。根據(jù)地質資料，在該異常區(qū)域的東部，地表已可見礦脈出露，但品味不高，不具工業(yè)利用價值。

圖2　南區(qū)測線布置示意圖及ΔT平面等值線圖

9　結論與建議

通過本次磁法勘探，探明了勘探區(qū)域內磁異常的分布特征及范圍，從勘探結果來看，在該區(qū)域內具有良好的找礦潛力，特別是北區(qū)東部異常區(qū)域，該處成礦可能性較大，可作為下一步找礦的重點區(qū)域。南區(qū)的異常分布明顯，周圍無明顯干擾現(xiàn)象，數(shù)據(jù)真實可靠，建議采取深部揭露方法，確定礦體的埋深及品味。本次物探成果可以成為下一步找礦工作的可靠依據(jù)。

總之，地面高精度磁法在多金屬及磁鐵礦中發(fā)揮著越來越重要的作用，本文利用一工程應用實例說明了該方法在找礦勘查中應用的可行性、合理性。

［1］趙鹛大，池順都.初論地質異常［J］.地球科學，1991，16（3）：241-248.

［2］於崇文，岑況，鮑征宇，等.熱液成礦作用動力學［M］.武漢：中國地質大學出版社，1993：1-218.

［3］於崇文.成礦作用動力學［J］.理論體系和方法論地學前緣，1994，1（3）：54-82.

［4］趙鵬大，王京貴，饒明輝，等.中國地質異常［J］.地球科學，1995，20（2）：117-127.

［5］趙鵬大，池順都.當前礦產(chǎn)勘探問題的思考［J］.地球科學，1998，23（1）：70-74.

［6］於祟文，岑況，鮑征宇，等.成礦作用動力學［M］.北京：地質出版社，1998：1-24.

［7］鄧軍，翟裕生，楊立強，等.論剪切帶構造成礦系統(tǒng)［J］.現(xiàn)代地質，1998，19（4）：493-450.

［8］翟裕生，鄧軍，崔彬，等.成礦系統(tǒng)及綜臺地質異常［J］.現(xiàn)代地質，1999，13（1）：99-104.

［9］梁德超，邦廣如，侯連第.高精度航碰資料在桂滇黔地區(qū)金礦普查中的應用效果［J］.物探與化探，1995，19（2）：128-134.

［10］管志寧.我國磋法勘探的研究與進展［J］.地球物理學報，1997（40）：299-307.

［11］西安地質學院.磁法勘探［M］.北京：地質出版社，2008：6-16.

［12］地質礦產(chǎn)部.地面高精度磁測技術規(guī)程［S］.北京：地質出版社，1996：1-8.

P631.2

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1004-5716（2016）02-0179-04

2015-11-02

2015-11-03

劉興華（1985-），男（漢族），江西吉安人，工程師，現(xiàn)從事物探技術工作。