地面高精度磁法在广东省怀集县某地区磁铁矿勘查中的应用

刘兴华，王艳丽

（广东省核工业地质调查院韶关基地，广东广州510800）

地面高精度磁法在广东省怀集县某地区磁铁矿勘查中的应用

刘兴华*，王艳丽

（广东省核工业地质调查院韶关基地，广东广州510800）

利用地面CZM-3质子磁力仪，对广东省怀集县某地区进行了1∶1万高精度磁法测量。在研究前期地质、化探等工作的相关成果，圈定高精度磁法测量靶区，查明磁法靶区内地面磁异常分布情况，根据异常分布寻找地下隐伏岩体及铁磁性矿物，查明矿体所在范围。从而说明了地面高精度磁法测量找寻磁铁矿的可行性和有效性。

地面高精度磁法；磁铁矿；找矿预测

1　概述

随着近年来地表矿及浅部矿的减少，找矿难度加大，向深部找矿已成为未来的一种趋势。地球物理方法在找矿勘查中发挥着越来越重要的作用，表现出其具有的不可替代性。地球物理异常是综合地质异常的一种重要表现形式，是地质体或地质体组合及不同地质体界面的物理特性在时间上、空间上及成因上的反映［1-8］。地面高精度磁法［9-10］作为多物探方法中的一部分越来越突显其可行性、重要性、高效性。

2　高精度磁勘探的原理

根据《磁法勘探》［11］，地面磁法勘探是在地面观测地下介质磁性差异引起的磁场变化的一种地球物理勘查方法。含有磁性矿物的各种岩（矿）石和其他磁性物体，由于具有不同的剩余磁性和感应磁性，能形成相应的磁场异常，叠加在正常地磁场上。通过仪器测量，研究地面磁异常的特征，达到找矿和解决其他地质问题的目的。根据《地面高精度磁测技术规程》［12］，高精度磁法勘探是指磁总误差小于或等于5nT的磁测工作。主要用于弱磁性目标物的勘查以及隐伏磁性体在地表产生的弱磁异常研究等工作。

3　项目概况

探矿区位于广东省肇庆市怀集县内，在该区域内分布的主要为铁矿及其伴生的锰多金属矿产资源。

本次物探任务是在探矿权所在区域内开展1∶10000地面高精度磁法测量。主要测量范围为区域南边已知矿脉，西北角岩性接触带以及外围西边的矿区所在区域。研究前期地质、化探等工作的相关成果，圈定高精度磁法测量靶区，查明磁法靶区内地面磁异常分布情况，根据异常分布寻找地下隐伏岩体及铁磁性矿物，在已知矿脉附近查明矿体所在范围，为进一步的找矿工作提供有利依据。

4　探矿区地球物理特征

探矿区主要位于燕山晚期黑云母花岗岩与郁江组岩层接触带附近，该两种地层之间夹杂有1条矽卡岩化带，多金属矿中的矽卡岩性矿床往往含有磁铁矿或者磁黄铁矿，这些矿石均具有强磁性，为磁法找矿提供有利的地球物理条件。测区周围已发现有4条NE向、1 条SN向的断裂带和1条较长的矿脉，部分褐铁矿化和锰矿化出露地表，具有良好的物探找矿基础。

5　野外工作方法

在探矿区内开展网度为200m×20m的磁法扫面工作，首先利用森林罗盘仪进行基线测量，基线方位角为2°，基线每隔200m定一个桩，依次编号作为每条测线的起点。测量过程中，同时利用GPS导航仪和森林罗盘仪对网度进行控制，东西向测线的方位角92°，南北向测线的方位角182°。北区东西向共9条测线，从南到北编号为1～9，每条测线长1.8km，部分实际当中加长测量，北区南北向共5条测线，从西到东编号为15～19，每条测线长1.6km，南区东西向共5条测线，从南到北依次编号为10～14，每条测线长800m。北区测网敷设以覆盖矽卡岩化带为原则，探明其主要磁铁矿位置，南区测网敷设以垂直已知矿体走向为原则。

此次野外测量投入的仪器为重庆奔腾地质仪器厂生产的WCZ-3型质子磁力仪2台，根据规范要求，在正式开工前，对投入生产所用的仪器进行了全面的检查和校验，内容包括：仪器噪声测定，一致性检验，基点选择，日变站选择及校正点选择等。

6　测量数据质量评述

（1）野外质量检查工作尽可能采用“一同三不同”的方式进行，即同点位，不同仪器，不同人，不同时间。

（2）磁测的质量检查率，面积性工作不少于3%，剖面性工作不少于10%。

（3）测点观测均方差计算公式为：

式中：σi——第i点经日变改正后的原始观测与检查观测之差；

n——检查点数；i=1，2，3……n。

对于异常磁场区可用平均相对误差来衡量，其公式为：

式中：Ti2、Ti1——第i点的原始观测与检查观测值（ΔT）。

计算均方误差时，可将误差过大的个别点舍弃，但舍弃点数不得超过相应检查点的1%；当舍弃点去掉后，结果仍然超过设计要求时，应适当增加检查量，以提高检查结果的可信度。

根据规范要求，在野外磁法扫面完成后，选取了部分点进行了检查观测，检查观测范围：7号线80～103号点，6号线的72～88号点，8号线的75～84号点，检查观测总共50个点，位于异常区域，检查量为3.65%，符合规范要求。现将检查观测与原始观测结果如表1所示。

表1　检查观测与原始观测对照表

通过计算得观测误差为0.36%，本次野外测量数据质量稳定，可信度高。

7　资料整理与数据处理

7.1日常处理

每日野外工作完成后，要对当天的野外数据及时回放，日变改正当天完成，并按统一编号对数据进行编排存放，一旦发现有错误数据或出现异常数据，应在次日的工作上及时采用重测补救措施进行检查和改正。

7.2各项改正

7.2.1日变改正

根据仪器行走测量站和日变观测站的原始数据，利用WCZ-3型质子磁力仪所配套软件WCZ质子磁力仪通讯及校正程序进行日变校正，该项改正在每日野外测量结束后便已完成。

7.2.2正常梯度改正

利用国际地磁参考场IGRF2005模型提供的高斯系数进行正常场计算，计算出工区经向和纬向每米正常地磁场的变化量，作为经向正常梯度改正系数。由于此次勘探区面积小，正常梯度改正量很小，此处忽略不做。

7.2.3高度改正

高度改正是为消除高程差对磁场的影响，以总基点为基准，高度改正相当于将所测磁场化归到与总基点高程相同的磁场值，在本次勘探中，测区地形起伏小，高程相差不大，省略高度改正。

7.2.4磁异常的计算

磁异常的计算主要按照以下公式计算：

ΔT=Tc-T0+ΔTr+ΔTh+ΔTt

式中：ΔT——磁异常值；

Tc——实测磁场值；

T0——总基点磁场值；

ΔTr——日变改正值；

ΔTh——高度改正值；

ΔTt——正常梯度值。

（其中ΔTh=0；ΔTt=0）

经过以上各项改正计算出整个勘探区内的磁异常值，并进行成图处理，绘制平面等值线图和曲线剖面平面图见图1、图2。等值线图中相邻等值线之间的间隔为磁异常的3倍均方差，根据以往经验，磁异常均方差约为3～4nT，两相邻等值线之间间隔取10nT，部分变化较大的区域加大间隔。

8　磁异常特征及解释推断

图1　北区测线布置示意图及ΔT平面等值线图

（1）北区磁异常特征及解释推断。通过对比地质资料及考察实地干扰情况发现，该区磁异常主要分布在东西2大区域及中部异常带，6号线与7号线约300m位置处的磁异常经考察为高压线铁塔和通信信号塔干扰所致；5号线与4号线400～500m位置有一成南北走向的异常带并向南延伸，最高异常达451.94nT，部分异常地段东西两边出现负异常，结合实际地质资料，该处为花岗岩与砂岩的不整合接触带附近，异常与接触带内矿化有关。

东边异常区域分布较宽，其中5号线1500m位置与4号线1600～1700m位置异常位置有高压线干扰；3号线1700～1800m左右有一异常，最高异常264.24nT，该处位于山沟之中，与东岩性接触带位置相接近，异常与接触带内矿化有关；6号线1500～1700m位置，最高异常340.92nT，7号线1600～1800m位置与8号线1500～1800m位置的异常形成一北西走向异常带，最高异常611.62nT，异常的西边出现一孤立负极异常，与地表矿化富集有关。

1号线1500～1800m位置，磁异常曲线逐渐增大，然后趋于平稳状态，结合地质资料，此处位于第一亚群与郁江组地层接触带附近，郁江组地层主要为紫红色底砾岩，成分主要为变质砂岩、粉砂岩及泥质页岩，胶结物为砂泥质，基底型胶结；第一亚群为灰绿色砂岩，岩石由石英碎屑及胶结物组成，个别岩石含有长石碎屑，因其胶结物含铁质，故其磁异常相对于郁江组地层要高。

西部异常区域，15号线0～100m位置异常点，最大异常679.91nT。16号线500～1000m位置有一比较长的异常带，最大异常1363.84nT，根据异常的形态来看，尚未开采矿脉的走向近南北方向。从整个形态来看，矿体（矿化）主要富集于北端高异常区域，不排除矿体（矿化）由北向南往地下延伸的可能，需要其他方法验证。

（2）南区磁异常特征及解释推断。异常主要分布在已知矿脉周围，13号线约600m位置为露天采矿区，14号线700m位置有一窄异常区，最大磁异常1074.19nT，其西边出现负极异常，根据地质资料，该处异常为13号线600m位置的矿脉延伸至此所致，在此处异常变得狭小，矿脉趋于尖灭。整个南区异常主体位于12号线与13号线的中间段，其中几处异常相对较高，12号线最大磁异常415.64nT，位于24号点，13号线最大磁异常522.54nT，位于29号点。14号线的100～360m位置磁异常相对偏高，该处离北边高压线约200m，干扰相对较大。

南区的异常分布在已知矿脉附近，反映的主要为矿体（矿化体）的分布范围。根据地质资料，在该异常区域的东部，地表已可见矿脉出露，但品味不高，不具工业利用价值。

图2　南区测线布置示意图及ΔT平面等值线图

9　结论与建议

通过本次磁法勘探，探明了勘探区域内磁异常的分布特征及范围，从勘探结果来看，在该区域内具有良好的找矿潜力，特别是北区东部异常区域，该处成矿可能性较大，可作为下一步找矿的重点区域。南区的异常分布明显，周围无明显干扰现象，数据真实可靠，建议采取深部揭露方法，确定矿体的埋深及品味。本次物探成果可以成为下一步找矿工作的可靠依据。

总之，地面高精度磁法在多金属及磁铁矿中发挥着越来越重要的作用，本文利用一工程应用实例说明了该方法在找矿勘查中应用的可行性、合理性。

［1］赵鹛大，池顺都.初论地质异常［J］.地球科学，1991，16（3）：241-248.

［2］於崇文，岑况，鲍征宇，等.热液成矿作用动力学［M］.武汉：中国地质大学出版社，1993：1-218.

［3］於崇文.成矿作用动力学［J］.理论体系和方法论地学前缘，1994，1（3）：54-82.

［4］赵鹏大，王京贵，饶明辉，等.中国地质异常［J］.地球科学，1995，20（2）：117-127.

［5］赵鹏大，池顺都.当前矿产勘探问题的思考［J］.地球科学，1998，23（1）：70-74.

［6］於祟文，岑况，鲍征宇，等.成矿作用动力学［M］.北京：地质出版社，1998：1-24.

［7］邓军，翟裕生，杨立强，等.论剪切带构造成矿系统［J］.现代地质，1998，19（4）：493-450.

［8］翟裕生，邓军，崔彬，等.成矿系统及综台地质异常［J］.现代地质，1999，13（1）：99-104.

［9］梁德超，邦广如，侯连第.高精度航碰资料在桂滇黔地区金矿普查中的应用效果［J］.物探与化探，1995，19（2）：128-134.

［10］管志宁.我国磋法勘探的研究与进展［J］.地球物理学报，1997（40）：299-307.

［11］西安地质学院.磁法勘探［M］.北京：地质出版社，2008：6-16.

［12］地质矿产部.地面高精度磁测技术规程［S］.北京：地质出版社，1996：1-8.

P631.2

B

1004-5716（2016）02-0179-04

2015-11-02

2015-11-03

刘兴华（1985-），男（汉族），江西吉安人，工程师，现从事物探技术工作。