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【摘 要】 本文主要集中分析了高精度磁法在铁矿勘查中的应用问题,通过论述高精度磁法在铁矿勘查过程中的具体的应用,提出了一些应用的有效方法和手段,以期可以提高高精度磁法的使用效果。
【关键词】 高精度磁法;铁矿;勘查
一、前言
对于铁矿勘查工作来说,如果能够科学合理的借助高精度磁法,就可以大大提高勘查的效果,为勘查工作奠定坚实的基础。利用高精度磁法的要点在于科学合理的利用其优势。
二、铁矿勘查的意义及途径
1、缓解铁矿资源不足的途径
提高铁矿地质勘查能力,科学评估中国的铁矿资源储量,提出有关找矿靶区和及时进行勘查验证,这对于扩大中国铁矿资源量、缓解铁矿石大量进口的严峻形势具有十分重要的意义。另一方面,需要组织有关科研队伍对难选难冶的铁矿石进行充分利用的攻关研究,使其得以实现最合理的利用。上一世纪六十年代中期,中国在一些重点工业区进行过两次以寻找富铁矿为重点的铁矿会战,并取得了重要成果。但是由于当时的条件十分有限,技术水平十分局限,对于一些隐伏的铁矿和深部矿床未能进行有效勘探和评价。因此,在新一轮的全国找矿工作中。国家要全面贯彻新的找矿思想,采用新的找矿理论和先进的磁法技术及勘探评价体系。
2、铁矿勘查的主要方法
对于铁矿勘查,寻找和发现铁矿最有效的技术是磁法和重力。磁法用于找磁铁矿,重力用于找无磁性(弱磁性)的赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、菱铁矿、镜铁矿等。重力和磁法的科学组合是勘查铁矿、寻找富铁矿、区分磁性的有效而综合的找矿方法。
三、高精度磁法勘探原理
依照我国所颁布的《磁法勘探》,所谓地面磁法勘探,其实就是一种从地球表面对地下由于介质的磁性差异而导致的磁场变化进行观测的地球物理勘查方法。内部存在不同磁性矿物的磁性物体与各种矿石,因为其具有感应磁性与剩余磁性的不同,可以引起磁场异常,并于正常地磁场进行叠加。用相关仪器对其磁场进行测量,对地面磁异常具体特征进行研究,以此达到找矿或者对其它地质问题进行解决的目的。依照《高精度磁法技术规程》,所谓高精度磁法,其实就是一种磁总误差在5nT以下的磁测工作。高精度磁法主要用于勘查弱磁性目标物和研究潜伏在磁性体表面而引起的弱磁异常等相关工作。
根据矿产勘查工作目的地具体要求,并与矿区具体情况进行有效结合,依照各地区地质物理特征,对具备磁测基础的地层、矿床、有关蚀变岩石以及控矿构造等为勘查目标物进行寻找,将高精度磁法在地质填图、构造研究、矿区勘探以及间接或者直接找矿等作用充分发挥出来。在设计磁力勘测时,一定要依照磁测具体任务,对矿产测区范围予以确定:测区范围一定要确保勘探矿产成果轮廓的完整性,矿产周围存在正常场背景。布置测网:高精度磁法的测线距离一定要比成图比例尺中的长度大,而且还要确保相关地质体中最小要通过一条测线,矿产测点距离一定要确保测线中存在3个以上的连续测点,以此对地质中所存在的异常进行反映。
四、高精度磁法在铁矿勘查中的应用
普查区位于某省县区。面积38.77km2。区内地势东南高,北部低,海拔标高最高453.8m,最低80m,相对高差一般100~200m,最高达350m,属低山丘陵。本区属亚热带多雨气候,植被十分发育;沟谷纵横,但无大的水系。区域构造位置处于华南活动带,武功-诸广褶皱带北缘。区域上出露的地层包括加里东褶皱基底变质岩系、印支海相盖层岩系和新生代陆盆岩系。区域地层构造线总体呈北东或北东东向。经历了加里东形变期、印支形变期和燕山-喜马拉雅形变期,各期形变的性质、强度各异。断裂构造以北东向、北西向和南北向为主。伴随区域构造演化规律,区域岩浆活动主要为加里东期—燕山期侵入岩。区内矿产较丰富,主要有铁、锰、金、银和煤等。
工区主要以四种岩性为主(表1)。其中以磁铁矿的磁性为最强,磁化率均值为20272×10-5SI,磁铁矿的磁化率变化较大,剩磁较强,属强磁性;板岩和千枚岩的磁化率与剩磁都变化都不大,远比磁铁矿的磁性低;铁英岩的磁化率也偏高。
五、数据处理与转换
ΔT数據的预处理(圆滑滤波);位场转换(主要有化极、分量转换、向上延拓等);实测剖面反演计算。应用编制的重磁数据处理程序(中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院软件MAGS2.0),对整个工区的ΔT数据进行预处理。为了消除高频干扰和畸变,笔者对原始ΔT数据进行了正则化滤波处理,正则化滤波尺寸为5点。滤波处理后,在达到圆滑滤波目的的同时,尽可能地保留异常细节,提高了数据处理的效果。
根据解释工作的需要,对经滤波处理后的ΔT原始数据进行位场转换处理(中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院软件MAGS2.0)。考虑到工区范围及地磁场的变化规律,位场转换时取当地地磁倾角为42.5°,地磁偏角为-3.0°。首先,对ΔT数据在原平面上进行化极和分量转换,以便更好的揭示磁源体的性质,形态及空间位置等特征。其次,对原平面垂直磁化时磁场的Z⊥分量分别向上延拓至50m和250m,突出规模较大的或深部的异常信息。采用水平有限延伸多边形截面二度半组合模型的二维实时正反演方法,对实测剖面反演计算和定量解释确定磁性体大致的空间分布位置。测区图件坐标采用1954北京坐标系统,根据地质和磁场特征,等值线间隔最小值选择为20nT。
六、资料解释
P04号磁测剖面长2080m(图1),P04线主要有2个比较大的磁异常:在10号和15号点之间,负异常强度大、正负变化剧烈,可能为地表局部磁性体引起的异常;从60号到82号点之间,异常幅值变化较大,磁场呈锯齿状跳动,局部存在磁性不均匀体,靠近岩体的接触带,表现为该区较典型的岩体磁异常特征。对磁铁矿引起的异常解释结果如图1,图上部分表示理论曲线与实测ΔT曲线拟合情况,下部分为推测的地质剖面。60~82号点之间的矿体为薄脉状,呈之字型折叠,薄脉的宽度约为2m,延深可达500m左右,磁化强度J=23.08A/m=23080×10-6CGSM。 为了更好地研究区内磁异常的特征,笔者将原始的ΔT平面剖面图做适当的滤波处理,并对地面磁测资料进行了转换处理,为了研究本区的地质构造和磁异常与磁性岩体的关系,对该区磁异常做了向上延拓与磁场分量换算计算,通过转换处理,可以从中提取更多的有用信息,将该区的磁异常解释如下:该区的磁异常主要为该测区的地质构造破碎带和各种磁性岩体引起的,而地表出露有板岩和千枚岩的地区,磁场变化相对较平缓。从该地区原平面化极ΔT等值线平面图和上延50m和250m化极ΔT等值线平面图可以看出磁异常与与本区地质构造破碎带、各类磁性岩体之间的关系。
图2为矿区ΔT向上延拓250m平面等值线图,反映了更深部岩体的分布情况,而从图3矿区ΔT向上延拓50m平面等值线图可以看出,与原始平面等值线图对比,局部负异常基本消失,异常向东延伸较为明显,很可能是由铁英岩引起的。
综合ΔT磁异常的走向和磁异常梯度带变化特征,笔者推断了两个磁性岩体(图4)。根据转换处理结果,根据磁异常的走向和磁异常梯度带变化特征,对该区构造进行了推断,划分了两组构造破碎带,一组为近东西向的构造,从F11—F15;另一组为近南北向的构造,从F21—F24。从向上延拓等值图可以看出两个异常区,磁性地质体都有一定的向下延伸,其中A区异常可能较为深部的磁性体引起,由图4可以看出A、B两个异常体的走向均为北东向,深部磁性体向东延伸的可能性大;B异常区正磁异常范围在上延图上范围变小,说明磁性地质体向下延伸相对较浅。
七、结束语
综上所述,在铁矿勘查中应用高精度磁法已经成为了一个趋势,同时,针对当下存在的应用问题,我们要结合铁矿勘查和高精度磁法的特点,综合考虑高精度磁法的应用方法。
参考文献:
[1]陈伟军,刘红涛.综合地球物理方法在隐伏矿床勘查中的应用——以内蒙赵家围子银铅锌多金属矿床为例口].地球物理学进展,2012,24(1):293-301.
[2]孙晓猛,刘财,朱德丰.大兴安岭西坡德尔布干断裂地球物理特征与构造属性[J].地球物理学报,2011,54(2):433-440.
[3]張恒磊,刘天佑等.高精度磁测找矿效果——以青海尕林格矿区为例[J].物探与化探,2011,35(1):12-16.
[4]熊光楚.金属矿区磁异常的解释推断[M].北京:地质出版社,2012.
【关键词】 高精度磁法;铁矿;勘查
一、前言
对于铁矿勘查工作来说,如果能够科学合理的借助高精度磁法,就可以大大提高勘查的效果,为勘查工作奠定坚实的基础。利用高精度磁法的要点在于科学合理的利用其优势。
二、铁矿勘查的意义及途径
1、缓解铁矿资源不足的途径
提高铁矿地质勘查能力,科学评估中国的铁矿资源储量,提出有关找矿靶区和及时进行勘查验证,这对于扩大中国铁矿资源量、缓解铁矿石大量进口的严峻形势具有十分重要的意义。另一方面,需要组织有关科研队伍对难选难冶的铁矿石进行充分利用的攻关研究,使其得以实现最合理的利用。上一世纪六十年代中期,中国在一些重点工业区进行过两次以寻找富铁矿为重点的铁矿会战,并取得了重要成果。但是由于当时的条件十分有限,技术水平十分局限,对于一些隐伏的铁矿和深部矿床未能进行有效勘探和评价。因此,在新一轮的全国找矿工作中。国家要全面贯彻新的找矿思想,采用新的找矿理论和先进的磁法技术及勘探评价体系。
2、铁矿勘查的主要方法
对于铁矿勘查,寻找和发现铁矿最有效的技术是磁法和重力。磁法用于找磁铁矿,重力用于找无磁性(弱磁性)的赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、菱铁矿、镜铁矿等。重力和磁法的科学组合是勘查铁矿、寻找富铁矿、区分磁性的有效而综合的找矿方法。
三、高精度磁法勘探原理
依照我国所颁布的《磁法勘探》,所谓地面磁法勘探,其实就是一种从地球表面对地下由于介质的磁性差异而导致的磁场变化进行观测的地球物理勘查方法。内部存在不同磁性矿物的磁性物体与各种矿石,因为其具有感应磁性与剩余磁性的不同,可以引起磁场异常,并于正常地磁场进行叠加。用相关仪器对其磁场进行测量,对地面磁异常具体特征进行研究,以此达到找矿或者对其它地质问题进行解决的目的。依照《高精度磁法技术规程》,所谓高精度磁法,其实就是一种磁总误差在5nT以下的磁测工作。高精度磁法主要用于勘查弱磁性目标物和研究潜伏在磁性体表面而引起的弱磁异常等相关工作。
根据矿产勘查工作目的地具体要求,并与矿区具体情况进行有效结合,依照各地区地质物理特征,对具备磁测基础的地层、矿床、有关蚀变岩石以及控矿构造等为勘查目标物进行寻找,将高精度磁法在地质填图、构造研究、矿区勘探以及间接或者直接找矿等作用充分发挥出来。在设计磁力勘测时,一定要依照磁测具体任务,对矿产测区范围予以确定:测区范围一定要确保勘探矿产成果轮廓的完整性,矿产周围存在正常场背景。布置测网:高精度磁法的测线距离一定要比成图比例尺中的长度大,而且还要确保相关地质体中最小要通过一条测线,矿产测点距离一定要确保测线中存在3个以上的连续测点,以此对地质中所存在的异常进行反映。
四、高精度磁法在铁矿勘查中的应用
普查区位于某省县区。面积38.77km2。区内地势东南高,北部低,海拔标高最高453.8m,最低80m,相对高差一般100~200m,最高达350m,属低山丘陵。本区属亚热带多雨气候,植被十分发育;沟谷纵横,但无大的水系。区域构造位置处于华南活动带,武功-诸广褶皱带北缘。区域上出露的地层包括加里东褶皱基底变质岩系、印支海相盖层岩系和新生代陆盆岩系。区域地层构造线总体呈北东或北东东向。经历了加里东形变期、印支形变期和燕山-喜马拉雅形变期,各期形变的性质、强度各异。断裂构造以北东向、北西向和南北向为主。伴随区域构造演化规律,区域岩浆活动主要为加里东期—燕山期侵入岩。区内矿产较丰富,主要有铁、锰、金、银和煤等。
工区主要以四种岩性为主(表1)。其中以磁铁矿的磁性为最强,磁化率均值为20272×10-5SI,磁铁矿的磁化率变化较大,剩磁较强,属强磁性;板岩和千枚岩的磁化率与剩磁都变化都不大,远比磁铁矿的磁性低;铁英岩的磁化率也偏高。
五、数据处理与转换
ΔT数據的预处理(圆滑滤波);位场转换(主要有化极、分量转换、向上延拓等);实测剖面反演计算。应用编制的重磁数据处理程序(中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院软件MAGS2.0),对整个工区的ΔT数据进行预处理。为了消除高频干扰和畸变,笔者对原始ΔT数据进行了正则化滤波处理,正则化滤波尺寸为5点。滤波处理后,在达到圆滑滤波目的的同时,尽可能地保留异常细节,提高了数据处理的效果。
根据解释工作的需要,对经滤波处理后的ΔT原始数据进行位场转换处理(中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院软件MAGS2.0)。考虑到工区范围及地磁场的变化规律,位场转换时取当地地磁倾角为42.5°,地磁偏角为-3.0°。首先,对ΔT数据在原平面上进行化极和分量转换,以便更好的揭示磁源体的性质,形态及空间位置等特征。其次,对原平面垂直磁化时磁场的Z⊥分量分别向上延拓至50m和250m,突出规模较大的或深部的异常信息。采用水平有限延伸多边形截面二度半组合模型的二维实时正反演方法,对实测剖面反演计算和定量解释确定磁性体大致的空间分布位置。测区图件坐标采用1954北京坐标系统,根据地质和磁场特征,等值线间隔最小值选择为20nT。
六、资料解释
P04号磁测剖面长2080m(图1),P04线主要有2个比较大的磁异常:在10号和15号点之间,负异常强度大、正负变化剧烈,可能为地表局部磁性体引起的异常;从60号到82号点之间,异常幅值变化较大,磁场呈锯齿状跳动,局部存在磁性不均匀体,靠近岩体的接触带,表现为该区较典型的岩体磁异常特征。对磁铁矿引起的异常解释结果如图1,图上部分表示理论曲线与实测ΔT曲线拟合情况,下部分为推测的地质剖面。60~82号点之间的矿体为薄脉状,呈之字型折叠,薄脉的宽度约为2m,延深可达500m左右,磁化强度J=23.08A/m=23080×10-6CGSM。 为了更好地研究区内磁异常的特征,笔者将原始的ΔT平面剖面图做适当的滤波处理,并对地面磁测资料进行了转换处理,为了研究本区的地质构造和磁异常与磁性岩体的关系,对该区磁异常做了向上延拓与磁场分量换算计算,通过转换处理,可以从中提取更多的有用信息,将该区的磁异常解释如下:该区的磁异常主要为该测区的地质构造破碎带和各种磁性岩体引起的,而地表出露有板岩和千枚岩的地区,磁场变化相对较平缓。从该地区原平面化极ΔT等值线平面图和上延50m和250m化极ΔT等值线平面图可以看出磁异常与与本区地质构造破碎带、各类磁性岩体之间的关系。
图2为矿区ΔT向上延拓250m平面等值线图,反映了更深部岩体的分布情况,而从图3矿区ΔT向上延拓50m平面等值线图可以看出,与原始平面等值线图对比,局部负异常基本消失,异常向东延伸较为明显,很可能是由铁英岩引起的。
综合ΔT磁异常的走向和磁异常梯度带变化特征,笔者推断了两个磁性岩体(图4)。根据转换处理结果,根据磁异常的走向和磁异常梯度带变化特征,对该区构造进行了推断,划分了两组构造破碎带,一组为近东西向的构造,从F11—F15;另一组为近南北向的构造,从F21—F24。从向上延拓等值图可以看出两个异常区,磁性地质体都有一定的向下延伸,其中A区异常可能较为深部的磁性体引起,由图4可以看出A、B两个异常体的走向均为北东向,深部磁性体向东延伸的可能性大;B异常区正磁异常范围在上延图上范围变小,说明磁性地质体向下延伸相对较浅。
七、结束语
综上所述,在铁矿勘查中应用高精度磁法已经成为了一个趋势,同时,针对当下存在的应用问题,我们要结合铁矿勘查和高精度磁法的特点,综合考虑高精度磁法的应用方法。
参考文献:
[1]陈伟军,刘红涛.综合地球物理方法在隐伏矿床勘查中的应用——以内蒙赵家围子银铅锌多金属矿床为例口].地球物理学进展,2012,24(1):293-301.
[2]孙晓猛,刘财,朱德丰.大兴安岭西坡德尔布干断裂地球物理特征与构造属性[J].地球物理学报,2011,54(2):433-440.
[3]張恒磊,刘天佑等.高精度磁测找矿效果——以青海尕林格矿区为例[J].物探与化探,2011,35(1):12-16.
[4]熊光楚.金属矿区磁异常的解释推断[M].北京:地质出版社,2012.