趙 盾，趙鈞儒

（1.山東省煤田地質(zhì)局第五勘探隊(duì)，山東 濟(jì)南 250104；2.山東省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì)，山東 濟(jì)南 250104）

磁法作為一種主要的物探方法曾為我國(guó)物探事業(yè)的發(fā)展起過(guò)重要作用尤其是磁法用于尋找磁性鐵礦的效果更為人知[1]。但是近年來(lái)隨著鐵礦地質(zhì)工作的減少以及磁法在其它固體礦產(chǎn)普查中的效果也較礦為差磁法的工作量日益減少并無(wú)重大發(fā)現(xiàn)要“重現(xiàn)”磁法在地質(zhì)普査找礦中的作用只有在儀器換代、技術(shù)更新、磁測(cè)精度顯著提高并能進(jìn)行多參量后才能實(shí)現(xiàn)。

我國(guó)在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上生產(chǎn)了一批微機(jī)質(zhì)子磁力儀且配備了梯度探頭能同時(shí)進(jìn)行垂向梯度和水平梯度等多參量磁測(cè)。與中、低精度磁法相比高精度磁法不單是磁精度的提高也是磁測(cè)任務(wù)確定儀器作用原理、結(jié)構(gòu)性能操作及工作方法資料整理、解釋推斷和效果評(píng)價(jià)等方面的大轉(zhuǎn)變[2]。高精度磁法勘探是基于巖石的磁差異，來(lái)檢測(cè)地層和巖石的不同磁特性。并通過(guò)磁異常，推斷地質(zhì)構(gòu)造或地層空間分布。在勘探手段中屬于目前數(shù)一數(shù)二的方法。與傳統(tǒng)的磁測(cè)量相比，它提高了高精度磁測(cè)量?jī)x器的靈敏度，并提高了分析的準(zhǔn)確性，因此在用于直接和間接勘探時(shí)的作用更加突出。

1 高精度磁測(cè)法在地質(zhì)探礦中的應(yīng)用

1.1 查證區(qū)域內(nèi)磁異常分布

磁法探測(cè)工作目的就是查證區(qū)域內(nèi)磁異常分布。在地質(zhì)學(xué)圖紙?zhí)畛涞幕A(chǔ)上，將假設(shè)區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，規(guī)劃后在使用高精度磁測(cè)法檢測(cè)，從而推斷鐵礦找礦遠(yuǎn)景。首先，先明確測(cè)區(qū)的面積，然后裂構(gòu)造格架。假設(shè)測(cè)區(qū)面積為600m×300m工作比例尺為1：2000，測(cè)線排布的幾個(gè)重要因素一定要保證，首先就是地層的走向一定要清晰，根據(jù)地層的走向判斷礦體的位置，最后在進(jìn)行布設(shè)。

1.2 進(jìn)行測(cè)網(wǎng)布設(shè)

根據(jù)清晰的規(guī)劃要求，務(wù)必要采用相關(guān)工作量表，并由中海達(dá)8來(lái)確定基線。實(shí)際位置誤差小于設(shè)計(jì)要求。測(cè)量點(diǎn)布局同時(shí)采用手持式和電磁式測(cè)量操作。操作前需要修改參數(shù)，如果需要設(shè)計(jì)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，則必須首先確定測(cè)量線的方向。測(cè)量線的方向應(yīng)垂直于參考線，并且參考線應(yīng)放置在主要檢測(cè)對(duì)象附近或測(cè)量區(qū)域的中心，以減少主要異常的定點(diǎn)誤差。測(cè)網(wǎng)密度與比例尺的確定見下表（表1）。

表1 側(cè)網(wǎng)密度及比例尺的確定

1.3 建立并選擇基點(diǎn)

基點(diǎn)的設(shè)計(jì)非常重要，因?yàn)榛c(diǎn)是全局因素的統(tǒng)領(lǐng)點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)必須保持在正確位置，一般處于法向磁場(chǎng)內(nèi)。截面觀察的時(shí)候可以參考航空磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并觀察航空磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中的穩(wěn)定磁場(chǎng)主要參考點(diǎn)的位置。只有當(dāng)滿足參考點(diǎn)條件時(shí)，才能確定重要基點(diǎn)位置。觀察基點(diǎn)的日變化，計(jì)算平均值以獲得基點(diǎn)的T0值，并插入一個(gè)放樣標(biāo)記。在沒有磁性測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下，可以根據(jù)地質(zhì)條件測(cè)量弱磁巖質(zhì)量分布區(qū)域中的磁場(chǎng)橫截面，并且最好在200m～500m的距離內(nèi)通過(guò)工作區(qū)域。在測(cè)得的磁場(chǎng)中，必須選擇一個(gè)準(zhǔn)確的法向場(chǎng)。如果滿足不了所需要的要求，則需在操作達(dá)到所需水平后，參考得出的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行總基地的確立。

使用單一觀察方法觀察測(cè)量點(diǎn)，觀察時(shí)該點(diǎn)的位置必須正確。同時(shí)，每次觀察的探針高度應(yīng)相同。日常觀察任務(wù)應(yīng)由專職人員管理，該人員需要分配日常工作量，并填寫日常室內(nèi)批準(zhǔn)表。相關(guān)人員必須根據(jù)自己的需要認(rèn)真撰寫。每日關(guān)閉觀察設(shè)備應(yīng)從校準(zhǔn)點(diǎn)開始，最終校準(zhǔn)點(diǎn)的關(guān)閉時(shí)間不應(yīng)超過(guò)9小時(shí)。校正點(diǎn)必須埋在文件標(biāo)記中，如果在完成工作后一天之內(nèi)無(wú)法返回到校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行觀察，則有必要在當(dāng)天觀察到的輪廓結(jié)尾處建立2-3個(gè)連續(xù)點(diǎn)，并從觀察每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)之中，開始第二天的連接點(diǎn)。日觀測(cè)法的周期為20秒，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)觀察之前和之后開始，并包括基線校準(zhǔn)觀察。在觀察日常變化時(shí)，要注意磁力計(jì)的保護(hù)，并將磁力計(jì)放置在避免風(fēng)吹雨淋的容器中，以防日曬。專用人員必須每天觀察并收集數(shù)據(jù)，每個(gè)操作員應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到負(fù)責(zé)人的計(jì)算機(jī)。高精度自我測(cè)量工作的檢查率應(yīng)達(dá)到40%以上，精密測(cè)量輪廓的質(zhì)量檢查率應(yīng)不少于百分之十，絕對(duì)分?jǐn)?shù)應(yīng)達(dá)到30分以上。同時(shí)，在質(zhì)量檢查中產(chǎn)生的點(diǎn)一定要均勻分布。

1.4 對(duì)磁測(cè)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

完成必要的高精度磁測(cè)檢測(cè)活動(dòng)后，有必要在工作場(chǎng)所取樣演示。在可以開采新鮮巖石的異常礦化蝕變區(qū)，必須收集想采集區(qū)域的標(biāo)本進(jìn)行測(cè)量。各種磁參數(shù)的點(diǎn)應(yīng)至少為5個(gè)樣本。為了提高表示效果增加準(zhǔn)確性，構(gòu)成樣本的主要巖石一定要超過(guò)30個(gè)。標(biāo)本的每側(cè)長(zhǎng)度為6-8立方，長(zhǎng)短需要對(duì)，在相同橫截面中穿孔的所有巖心和其他相關(guān)探針進(jìn)行磁測(cè)量，巖心采樣密度取決于礦體的巖石學(xué)和特征。在每個(gè)點(diǎn)取兩個(gè)樣本，盡量從一些典型的標(biāo)本中進(jìn)行選擇，有利于進(jìn)行巖石和礦物鑒定，以及光譜學(xué)或其他分析。

用來(lái)進(jìn)行高精度磁測(cè)的磁力計(jì)，是來(lái)自加拿大的GSM-19T，這是一種靈敏度極其高的磁力計(jì)，該時(shí)段內(nèi)觀測(cè)點(diǎn)處地磁場(chǎng)的總強(qiáng)度T，就是測(cè)出的觀測(cè)值。在開始現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)之前和開始生產(chǎn)之后，我們會(huì)根據(jù)高精度磁法測(cè)量技術(shù)法規(guī)的要求，來(lái)測(cè)量?jī)x器的性能。選擇符合條件的參考點(diǎn)，以及每日更換站和校準(zhǔn)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)觀察探針的高度為1.9m，如果在觀察過(guò)程中發(fā)生干擾等不可抗力因素，應(yīng)合理避免。

磁場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定但不會(huì)干擾磁場(chǎng)的位置是選擇測(cè)量時(shí)的重要測(cè)量步驟，將探頭和儀器設(shè)置準(zhǔn)確。此時(shí)，斜率讀數(shù)應(yīng)接近于零或基數(shù)應(yīng)很小，然后在使用設(shè)備的點(diǎn)號(hào)在頂盒表面上按數(shù)字，并圍繞Z軸，每90度讀取一次該數(shù)字，另一側(cè)在頂部時(shí)相同。在觀察期間放置樣本之前，請(qǐng)檢查讀數(shù)n0，將樣本盒放置在樣本架上，選擇距離r來(lái)改變很多儀器讀數(shù)，并根據(jù)可讀取的上部盒表面上的數(shù)字n1，n2...來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。取樣并按步驟完成，首先檢查基數(shù)n0，其次調(diào)整好儀器的狀態(tài)統(tǒng)計(jì)出平均值，如：

計(jì)算出的數(shù)字即為樣品量，也可以以體積秤稱量樣品。

探針軸沿南北方向放置，而樣品盒0置于非磁性鏈板的傾斜表面上。斜盤表面的傾斜角度必須與局部地磁傾斜角度匹配，并且傾斜表面必須面向北。將探頭向東或向西放置在軸的任一側(cè)，以使標(biāo)本盒的中心與磁系統(tǒng)的中心齊平。

在測(cè)量過(guò)程中，樣品架和探頭支架不應(yīng)移動(dòng)，且在樣品測(cè)量期間n0更不應(yīng)改變。磁參數(shù)的確定也應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢查率應(yīng)不低于百分之十。

1.5 分析磁性參數(shù)

分析收集的磁參數(shù)的方法是對(duì)巖石和礦石的磁參數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)之前，原則上應(yīng)該對(duì)相似巖石和礦石的磁化率分布規(guī)律和剩余磁化方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證，例如少于29個(gè)樣本時(shí)，則可以通過(guò)以下公式計(jì)算幾何平均值x。

式中xi為剩余磁化強(qiáng)度的測(cè)定值或單個(gè)標(biāo)本的磁化率，橫坐標(biāo)為參加統(tǒng)計(jì)的標(biāo)本塊數(shù)。

當(dāng)樣本數(shù)大于29時(shí)。根據(jù)上圖（圖1），觀察上圖中，確定統(tǒng)計(jì)的分組的組數(shù)，以相等的間隔對(duì)參數(shù)進(jìn)行分組，并計(jì)算該數(shù)字與每組樣本數(shù)的比率。得出此類巖石和礦石樣本總數(shù)的百分比。其中fi稱為組頻率，縱坐標(biāo)為百分比，利用這些數(shù)值和橫坐標(biāo)中的數(shù)據(jù)確定每個(gè)應(yīng)該表示點(diǎn)的位置。在研究關(guān)于磁化強(qiáng)度平均值的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)確定好最大的極值點(diǎn)數(shù)值，再進(jìn)行計(jì)算。在其累積到第j組時(shí)，需要統(tǒng)計(jì)出組頻率fi，后包括各組的累積頻率

圖1 標(biāo)本塊數(shù)與段數(shù)對(duì)比圖

然后以fi(x)為縱坐標(biāo)概率分劃，橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)數(shù)值，使用相應(yīng)的累積截止值并確定該點(diǎn)正確。如果相似巖石和礦物的磁化率或剩余磁化強(qiáng)度遵循算術(shù)正態(tài)分布規(guī)則，則可以根據(jù)公式計(jì)算平均值。

當(dāng)遵循對(duì)數(shù)正態(tài)分布定律時(shí)，可以根據(jù)分組方法繪制頻率分布曲線或累積頻率線，將橫坐標(biāo)全部用算術(shù)代替，并從該曲線圖中確定平均值x。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)地質(zhì)探礦的實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明磁法勘探圈定地質(zhì)礦體效果明顯，特別是巖礦體與圍巖的接觸帶上效果顯著。一方面，地面高精度磁測(cè)勘查地下礦體可以為中深部查找接觸交代型礦產(chǎn)提供依據(jù)；另一方面，地面高精度磁測(cè)勘查地下隱伏礦體可以為巖體上的工程勘查提供有利的條件。高精度磁測(cè)法可以根據(jù)現(xiàn)有的地理信息和資料分析出磁場(chǎng)的特點(diǎn)以及磁場(chǎng)某些因素是否處于正常狀態(tài)。由此可知，高精度磁測(cè)在地質(zhì)探礦中具有良好的效果。