小白芨芨沟-小青羊地段地面高精度磁测试验效果分析

贺海扬， 宋振涛， 李 霄， 陈志财， 李 茂

(1.核工业航测遥感中心， 石家庄 050002； 2.中核集团铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室， 石家庄 050002; 3.河北地质大学， 石家庄 050031)

小白芨芨沟-小青羊地段地面高精度磁测试验效果分析

贺海扬1，2， 宋振涛1，2， 李 霄3， 陈志财1，2， 李 茂1，2

(1.核工业航测遥感中心， 石家庄 050002； 2.中核集团铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室， 石家庄 050002; 3.河北地质大学， 石家庄 050031)

为有效发挥物探方法在铀矿找矿中的指导作用，在龙首山成矿带地质情况已知的小白芨芨沟-小青羊地段开展了地面高精度磁测不同点距的应用试验，其目的是通过资料对比分析，研究马路沟及其次级断裂的磁异常特征，总结不同点距的试验效果，为该地区铀矿勘查提供有效的技术支撑。资料对比分析结果表明：①10 m、20 m点距测量结果基本一致，分辨率高、效果好，而50 m点距由于测点间距偏大，其资料解释的分辨率明显降低，反映效果差；②马路沟及其次级断裂磁异常主要反映为北西向线性梯度带、负磁异常带以及不同磁场面貌分界线，其特征为相关地区的资料解释提供了借鉴。

小白芨芨沟-小青羊地段； 地面高精度磁测； 断裂； 磁异常

0 前言

龙首山铀成矿带是我国内陆一条重要的铀及多金属成矿带，属祁连-秦岭铀成矿省的一部分，区内现已查明具有多个重要的铀矿类型[1]，本区广泛发育的铀矿化与其所处的有利构造位置密切相关。前人研究成果表明，一系列铀异常点、矿化点及矿床，就芨岭岩体南部成矿带而言，严格受马路沟断裂控制[1-4]。

为分析研究马路沟及其次级断裂的磁异常特征，笔者在龙首山芨岭岩体南部成矿带，地质情况基本已知的小白芨芨沟-小青羊地段开展了地面高精度磁测方法试验。

在方法试验中，进行了不同点距的探测试验，根据资料分析，选择有效的测量点距进行面积性的试验工作。目的是通过本次方法试验，研究马路沟及其次级断裂的磁异常响应特征，为试验区外围方法测量点距的选择以及资料解释提供依据。

1 试验区地质概况及岩石磁性特征

1.1 地质概况[5]

研究区内构造主要为北西向马路沟及其次级断裂。马路沟断裂带由两条断层组成(F101S、F101N)，总体走向280°～315°，为一高角度逆冲断裂。该断裂带控制着芨岭矿床(701)、新水井矿床(706)和白芨芨、小白芨芨沟等一系列矿点、矿化点的分布，为区内控岩、控矿及导矿构造。F1011、F1012与F1013断裂走向北西，均为马路沟同期次级断裂。

1.2 岩石磁性特征

龙首山成矿带是著名的多金属成矿带，地矿、冶金、有色、核工业等地质部门都进行过物化探测量工作，积累了丰富的地球物理参数等资料，为了解区内岩石磁性特征以及物探方法的选择提供了重要的参考。

图1 试验区地质及测线布置图Fig.1 Geology and surveyline layout map in research area

地层岩性磁化率平均值/K×10-5SI磁性特征样品数/个Pt21t大理岩7弱磁性32板岩13弱磁性34γ3-13、γ3-33肉红色中粗粒及中细粒花岗岩32弱磁性35δ2-13中细粒闪长岩330中等磁性41γ3-23中粗粒斑状花岗岩1038较强磁性28γ2-13灰白色中粗粒花岗岩510中等磁性35γπ钠交代岩64弱磁性31

因此，研究区内不同岩石组合之间存在明显的磁性差异，为方法取得较好的试验效果提供了有利条件。

2 地面高精度磁测技术方法

2.1 仪器设备及精度要求[7]

试验区地面高精度磁测采用加拿大生产的GSM-19T质子磁力仪，分辨率为0.01 nT，精度为0.2 nT，测量范围在20 000 nT～120 000 nT之间，工作温度为-50℃～65℃。

表2为四台磁力仪噪声水平测试、观测误差测试、一致性测试计算结果。由表2可知，磁力仪器噪声水平、观测均方根误差以及一致性总观测均方根误差均小于2 nT，符合技术要求[9]，说明投入的磁力仪性能稳定、一致性较好。

表2 磁力仪性能测试结果统计表

2.2 测网布置

根据试验区马路沟及其次级断裂展布特征，垂直其走向布置了地面高精度磁法测量剖面21条，测线编号M1～M21，测线方向为20°，每条测线长为1 km，线距为100 m，控制面积为2 km2。

点距试验选择在M05、M20两条剖面中进行，以10 m点距开展测量，然后以10 m、20 m、50 m点距的数据成图分析，完成方法不同点距的试验。测线布置具体情况见图1。

2.3 数据处理

地面高精度磁测数据处理主要包括以下几个步骤：

1)日变改正。采用线性插值法进行，运用GSM-19T仪器随机软件程序GEMLink4.0自动完成，其计算公式为式(1)[8]。

T改=T测-T日+T基

(1)

式中：T改为日变改正后的绝对磁场观测值(nT)；T测为测点的磁力观测值(nT)；T日为日变站的磁力观测值(nT)；T基为日变站的基本磁场值(nT)。

2)正常场改正。利用国际地磁参考场IGΓF模型给出的高斯系数计算，系数项和年变系数利用专业软件计算各测点的正常场及高度改正值(T正)。

3)ΔT磁异常值的计算为式(2)。

ΔT=T改-T正

(2)

式中：ΔT为磁场异常值(nT)；T改为日变改正后的绝对磁场观测值(nT)；T正为测点磁场正常场值(nT)。

4)成图处理。采用Geosoftt软件，处理网格化图形采用Mapgis绘制。

3 试验效果分析[9]

3.1 不同点距试验效果分析

在本次方法试验中，在M05、M20线进行了不同点距的试验(图2、图3)。

由图2、图3可见：10 m、20 m点距ΔT磁异常曲线的形态、特征基本一致，尤其是马路沟南部断裂(F101S)位置的异常对应较好，测量结果基本一致；剖面中部醒目的正磁异常主要由沿该断裂发育的肉红色中粗粒斑状花岗岩及中细粒闪长岩所引起； 50 m点距ΔT磁异常曲线变化较为圆滑，异常反映明显不如10 m、20 m点距测量结果细致、丰富，特别是剖面中部醒目的正磁异常， 在M05与M20剖面中，分别向西南方向偏移了30 m和16 m，由图3(d)可知，M05与M20剖面平距490 m处正负异常突变处为区内马路沟南部断裂(F101S)的通过部位，由此将造成该断裂地表位置的南移；10 m、20 m点距测量结果在M05线平距670 m～730 m段与M20线平距20 m、820 m处反映的局部正异常，50 m点距测量结果却均没有反映，出现了异常遗漏情况。

通过以上不同点距异常特征分析，10 m与20 m点距测量分辨率高，探测效果好；50 m点距由于测点距偏大，其测量结果的分辨率明显降低，造成区内异常向西南方向偏移及局部异常遗漏现象，资料解释效果明显变差。

3.2 马路沟及其次级断裂磁异常特征

由图4、图5可见：研究区磁场主要呈北西向展布，中部表现为醒目的正磁场区，磁场强度高、梯度陡，与加里东晚期侵入的中粗粒斑状花岗岩、中细粒闪长岩基本对应，北东与南西部两侧表现为平缓变化的正负磁场区，与龙首山群塌马子沟组及加里东晚期侵入的中粗粒、中细粒花岗岩基本对应，其磁场面貌特征与区内不同磁性体的分布范围以及断裂构造的展布延伸方向基本相一致。

图2 试验区M05线地面高精度磁测不同点距ΔT异常与地质剖面对比图Fig.2 Magnetic anomaly ΔT section and geological section in line M05 for three distances(a)10 m点距ΔT异常剖面图；(b)20 m点距ΔT异常剖面图； (c)50 m点距ΔT异常剖面图；(d)图切地质剖面

图3 试验区M20线地面高精度磁测不同点距ΔT异常与地质剖面对比图Fig.3 Magnetic anomaly ΔT section and geological section in line M05 for three distances(a)10 m点距ΔT异常剖面图；(b)20 m点距ΔT异常剖面图； (c)50 m点距ΔT异常剖面图；(d)图切地质剖面

1)马路沟南部断裂(F101S)反映为北西向磁异常线性梯度带，断裂北侧为负磁场区，而南侧为醒目的正磁场区，其磁场特征主要与后期沿断裂侵入具有较强磁性的中细粒闪长岩密切相关。

2)马路沟北部断裂(F101N)反映为北西向的线性负磁异常带，由于该断裂具挤压性质，造成局部岩石破碎磁性降低所致。

3)F1011断裂反映为北西向磁异常线性梯度带，断裂北侧为醒目的正磁场区，而南侧为平缓变化的正负磁场区。

4)F1013断裂反映为不同磁场面貌分界线。

由以上分析可见，马路沟及其次级断裂磁异常特征明显，主要反映为北西向线性梯度带、负磁异常带以及不同磁场面貌分界线。

4 结论

1)通过不同点距异常特征分析，认为10 m、20 m点距测量结果基本一致，分辨率高、效果好；50 m点距由于测点间距偏大，造成异常向西南方向偏移及局部异常遗漏现象，其资料解释的分辨率明显降低，反映效果差。因此，在既提高测量控制面积，又确保资料质量与效果、效率的前提下，研究区外围地区地面高精度磁测采用20 m点距较为适宜。

2)马路沟及其次级断裂磁异常主要反映为北西向线性梯度带、负磁异常带以及不同磁场面貌分界线，其特征为相关地区的资料解释提供了参考。

3)地面高精度磁测成本低、效率高，解决区内断裂构造具有较好的应用效果。因此，在龙首山地区的铀资源评价中，可配合其他方法加以推广应用，以提高铀矿地质勘查的效果。

图4 试验区地质及地面高精度磁测ΔT剖面平面图Fig.4 Geological and high-precision magnetic anomaly ΔT section curve of the research area

图5 试验区地质及地面高精度磁测ΔT等值线平面图Fig.5 Geological and high-precision magnetic anomaly ΔT contour of the research area

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Effect analysis of ground high-precision magnetic measurement experiment in Xiaobaijiji ditch-Xiaoqingyang area

HE Haiyang1,2， SONG Zhentao1,2， LI Xiao3， CHEN Zhicai1,2， LI Mao1,2

(1.Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry, Shijiazhuang 050002, China; 2.CNNC Key Laboratory for Geophysical Exploration Technology Center of Uranium Resource, Shijiazhuang 050002, China; 3.Hebei University of Geosciences，Shijiazhuang 050031, China)

To effectively play the guiding role of geophysical prospecting method in Longshoushan uranium deposit prospecting, the application test of different distance using ground high-precision magnetic method was carried out in the Xiaobaijiji ditch-Xiaoqingyang area where the geological conditions were already known. The purpose is to study the magnetic anomaly characteristics of Malu ditch and its secondary fractue through the data analysis, summarize the test results of different distance, and then provide effective technical support for uranium exploration in the region. Data analysis results show that the 10 m, 20 m distance measurement results are basically identical with high resolution and good effect; However, with large distance of 50 m, the data interpretation is significantly decreased, and the resolution of reflection effect is poor. The second is the road ditch and its secondary fault magnetic anomaly mainly reflects in north west to the linear gradient zone, negative magnetic anomaly zone and different magnetic field line, characterized by provide a basis for the related areas of data interpretation. Secondly, the magnetic anomaly of Malu ditch and its secondary fracture mainly reflected in north-west linear gradient zone, negative magnetic anomaly zone and boundary different magnetic field, whose feature provides the basis to data explanation for the related-areas.

Xiaobaijiji ditch-Xiaoqingyang area； ground high-precision magnetic； fracture； magnetic anomaly

2016-06-05 改回日期：2016-08-17

中国核工业地质局基础地质项目(201544)

贺海扬(1984-)，男，工程师，主要从事地球物理勘查和环境地质调查工作， E-mail：519553613@qq.com。

宋振涛(1985-)，男，硕士，工程师，主要从事固体矿产勘查和地球物理勘探工作，E-mail：511210112@qq.com。

1001-1749(2017)03-0333-07

P 631.2

A

10.3969/j.issn.1001-1749.2017.03.06