1∶5万高精度磁法测量在青海省都兰县五龙沟地区找矿应用

臧歌

河南省航空物探遥感中心 河南 郑州 450000

青海省都兰县的区域构造线呈北西—北西西走向,地层区划归属华北地层大区秦祁昆地层区之东昆仑—中秦岭地层分区。测区地层从古元古代—新生代均有发育,其中以元古代、三叠纪地层最为发育,石炭纪、二叠纪、侏罗纪、新近纪、第四纪地层也有不同程度的出露。

2.1 测网布设

测网按点线距500×100m规则网布设,测线方位30°。野外工作时根据测点理论坐标使用GPS导航行进至测点位置,测点静态观测其有效时间满足1分钟,观测卫星数不少于4颗,pdop≤10,GPS卫星屏蔽高度角≥15°,待GPS显示数据稳定后将实测坐标储存至GPS内存。每天开工前将GPS仪器置于野外控制点上作系统检查观测,确保仪器精度达到5m以内,然后再进行野外测点观测。高精度定位,从而保证了定位精度[1]。

2.1.1 仪器噪声测定。噪声水平测定是将用于野外生产的所有(25台)仪器置于磁场平稳且不受人为因素干扰的地区,使各探头间距大于20m以上,而后使所有(25台)仪器在秒级同步下作日变观测,在观测数大于100次以上后,计算每台仪器的噪声均方根值S。

2.1.2 磁力仪主机一致性试验。磁力仪主机一致性试验,在开工前于2008年4月16日在测区内对仪器进行了仪器一致性测定,其测定方法是在测区内选择磁场平稳、浅层干扰较小的地段,段内要有明显的磁场变化,异常差值为18nT。在选好的地段内布置一条测线,点距为20m,并用大方木桩做标记,总计52个点。25台仪器轮流在测点上作往返观测(一台仪器轮换做日变观测),将观测数据进行日变改正后,按下式计算每台仪器的观测误差:

δi-某次观测值(包括参与计算平均值的所有数值)与该点各次观测值平均数之差;

m-总观测次数,等于各检查点上全部观测值之和;

N-检查点数(1,2,3,…,n)。

观测均方误差见表1:

表1 磁力仪主机一致性观测均方误差统计表

2.1.3 探头一致性试验。探头一致性试验工作于2008年4月16日在测区内进行。首先将仪器所配探头编上号(1-25),然后用一台仪器作秒级同步日变观测。其中台站型仪器用1号探头固定不变, 另一个仪器分别轮换 2-25号探头 ,更换探头时主机不关机,各探头位置基本一致,调谐场值预先选好保持不变。每个探头在定好的52个木桩上读数并进行重复观测 ,而后用任意一个探头换1号探头作日变,对1号也进行同样观测。分别进行日变改正,然后计算各台仪器的均方差值,均方差值不应大于2nT,由此求出探头的一致性。

2.1.4 探头高度试验。为减少和压制测区内地表对磁测数据的干扰。在野外生产前,应确定探头最佳高度,其方法是:在测区内沿一条自定测线上布置25个测点,探头采用1.5m、2.0m、2.5m的高度沿测线逐点观测3个高度的磁测数据,工作人员发现探头1.5m高时,由于探头离人体较近,干扰相对较大,探头2.0m与2.5m测量结果则较平稳相差甚小,2.5m高的探头不利于野外工作,因此选择探头高度为2.0m。

2.2 日变站选择

日变站是通过进行多次地实地勘测才定的,它的四周没有磁性干扰物,无磁性影响物质,属磁场稳定区,地势平坦,根据航磁图和实地测量,设金水口J47E023002的基点为全区总基点,另设分基点5个。经测量试验,6个基点在5m及高差0.5m范围内磁场变化不超过1nT,符合《规范》要求[2]。

2.3 校正点的建立

校正点设在基点附近,其目的是观察仪器在进行一天的工作之后的状态是否正常,要保障校正点周围没有干扰,便于利用。开始每天的野外生产之前要对一次校正点,结束之后再对一次。通过日变改正后的两次校正点的差值必须≦2倍均方误差,如此才能说明仪器工作无误。

2.4 基本磁场的确定

在选定的日变站上观测24小时,读数间隔不大于20秒,选择2小时内地磁场平均值变化不超过2 nT的时间段,将观测数据取平均值即得到基本磁场。本次工作采用的基本磁场值T0:53404.66nT,分基点5个分别为:T1、T2、T3、T4、T5。各分基点用日变仪器进行24小时日变观测,选择其间最平静的磁场值(变化不超过2nT)的平均值作为基点场值,并求出各分基点间的真正场值。用GPS确定基点位置。测定结果见高精度磁法测量磁参数基点T0值观测记录表。

2.5 磁力仪野外测点观测

日变站有专人守护,定时查看,以避免有物体接触仪器,防止带有铁磁物质影响仪器的测量。每天野外工作前在日变仪开机后,野外仪器均在校正点进行测量并储存,对校正点后开始野外物理点的观测。观测时,及时注意观察周围地形地物,尽量避开干扰,也避开行人的围观。在遇水库、河流等工作人员无法到达的地点时,在不影响磁测质量的前提下舍点,但连续舍点均未超过3个。本次工作共完成磁法测线251条,测点68207个。

质子磁力仪为半自动仪器,按下测量键,仪器自动测量,并将测量结果显示屏幕上,当显示数据可靠时,按下记录键,此数据则存入仪器内存中。当数据不可靠时,仪器报警这时可重新按测量键进行测量,直至数据可靠时再做记录。

当天野外工作结束再对校正点,对完校正点后日变仪关机收回。每天工作结束之后,要对所有仪器充电,以确保第二天工作的顺利进行。

2.6 磁性工作

2.6.1 标本的采集。标本的采集以长剖面、点状的形式或无固定方式进行采集,有代表性的尽可能的均匀分布于基岩出露区,重点采集那些出露范围广、代表意义强的地层,通过地质图、地形图以及岩性分类确定标本采集位置。通过区调报告资料查看所采集地层的岩石类别,妥善安排采样路线及要采集的岩石种类及数量,野外视地层出露情况适当移动采样位置。工作中采用1∶5万地形图和GPS领航定点,各采样点进行统一编号[3]。

标本的采集时:①测区及周边的主要地层和岩性,每种岩性标本数目不少于30块;
②标本采自新鲜露头、避开漂石和风化层;
③磁性标本的规格为≥6cm×6cm×6cm;
④地层时代按本次设计确定的1∶5万地质图所划分的地层时代为准;
⑤岩石定名以目测定名为主。

2.6.2 岩石磁性标本测定。①选择避风和无活动性磁干扰的地点架设磁力仪。标本测定采用第一位置测定,在仪器探头北45°斜下方安置标本架,调整成为标本盒中心与仪器探头的磁系中心在同一斜线上,由于岩石磁性强弱不一,所以间距选择17~51cm;
②标本装盒:记录标本号;
将标本放入盒内用碎布塞紧,并注意使标本中心与盒中心一致。本次未采集定向标本;
③观测:放标本前读取初始n0,将标本盒放在标本架上,选择距离r使仪器读数变化范围较大,且不超仪器测程,记录距离r;
按盒面上所标的号码依次读取nl、n2…n6,拿去标本盒,读取终了n0,初始n0与终了n0之差小于0.5 nT,为减少标本形状不规则、磁性不均匀和标本位置误差的影响,在每个轴的正负方向都分别读取两个数,取平均值;
④测定标本体积:先将岩石标本放入水中浸泡5min,然后利用排水法,用量杯量取毫升数,精确到毫升,记录岩石标本体积。

2.7 资料整理

2.7.1 数据野外预处理。野外预处理主要包括①原始测量数据装入数据库;
②绘制测量路线航迹图,根据航迹图进行目录编辑工作;
③对每条测线数据做时间、基准号的连续性检查,如发现时间、基准号不连续现象,查明原因,对断点处做必要的处理;
④计算正常地磁场(区域背景场),对磁测数据进行正常地磁场校正。

所有的预处理报告装订成册,与原始数据一起保存。

2.7.2 数据室内处理。①正常地磁场校正:将每条测线的磁场总量与总基点磁场量的差值进行逐点校正。用国际地磁参考场IJRF1990.0模型提供的高斯系数,用计算机算出测区内1km×1km节点地测场T0值,而后以1nT的间距绘制T0等值线图,作正常场改正,以通过总基点的等值线为零线,向北每过一条等值线减少1nT,向南每过一条等值线增加1nT,依次类推;
②磁日变校正:根据每个日变站所控制的范围,分区进行逐点校正。将日变每一测点值减去总基点的总场值,作为日变改正数值,将测区每一测点测量数据减去相对应时间的日变改正数值进行校正,日变站的控制范围不超过50km;
③高度校正:用地形图查获高程,精度确定为40m,按公式:计算出磁场沿垂向衰减系数,以总基点高程为起点,对全测区测点高程进行改正,改正精度确定为小数后约一位。高度校正从总基点高程起算,约每41.6m高差改正1nT,即比总基点高41.6m时加1nT,比总基点低41.6m时减1nT。

2.7.3 磁测数据位场转换。磁测数据位场转换主要涵盖了消除斜磁化影响的化极处理、突出深部区域场的向上下延拓处理、突出局部异常和剩余异常的垂直导数处理和剖面剩余处理、突出不同方向磁场分布信息的方向导数处理以及反映测区岩石磁性分布信息的视磁化率计算等等。各种转换处理方法的选取需根据测区所要解决的地质任务来确定。

工作中严格按有关规范执行,质量符合有关规范和设计要求,对矿化体的发现起到了指导作用,找矿效果较好。

磁总误差小于或等于5nT的即为高精度磁法勘探测量。利用各岩、矿测定的磁参数,通过专用软件可以进一步推断确定矿体的埋深以达到找矿目的。物探按总体设计要求,圆满地完成了任务,达到了预期目的,取得了较好的地质效果。青海省都兰县五龙沟地区成矿地质条件有利,已发现的矿点较多,为矿化密集区,且物化遥异常分布密集,套合良好,具有好的找矿前景。

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