地面高精度磁测在金矿勘查中的应用效果研究

傅 冬

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020）

地面高精度磁测作为一种常用的物探方法，不但可准确寻找铁磁相关矿物，还可应用到其他金属矿物的勘查之中。随着科技的不断发展，磁测技术不断更新优化，当前磁测精度已经达到1nT，且此种方式的效率较高、简单方便、可靠性强，将其应用到金矿勘查中可取得理想的效果。

1 地面高精度磁测技术基础

1.1 原理

磁测是指在地面观察地下物质间的磁性差异引发的磁场变化，属于物理勘查领域的探测手法。对于地下磁性物质来说，彼此之间的感应磁性与剩余磁性不尽相同，由此可产生异常磁场，与常规磁场叠加起来。通过使用相关探测仪器，可对地下物质的特性进行研究，由此寻找埋藏在地下的金矿。在相关规程中指出，地面磁测的总误差精度不可超过5nT，可见将高精度磁测应用到金矿勘查中，可取得良好的勘查效果。

1.2 应用流程

对于金矿来说，矿脉宽度较窄、磁性较低，采用常规方式效果甚微。根据金矿勘查特征，将地面磁测的方式引入其中，可使金矿勘查效果得到显著提升，主要的操作流程如下：一是设备检验，在野外磁测之前，应对仪器噪声、高度与一致性等进行调试，将探头调整到最佳高度；二是构建测试点，根据金矿特点设置磁测精度高，严格按照技术规程的内容进行测试。在探测区建立日变站、仪器校正点，与总基站之间构建联系；三是选择日变采样时间，该仪器数据采集时间间隔较短，噪声逐渐增加，磁测精度下降。技术人员分别对2s、10s、20s和30s间隔进行测试，最终选出最佳采样间隔，使仪器噪声得到有效抑制，探测精度得以提高；四是对设备日变、高度、正常场进行校正。在数据采集过程中，日变改正由相应的观测和生产仪器来完成，利用RS232接口连接，使内部数据之差得以校正；在高斯球谐的基础上，对高度与正常场进行分析，计算得出经纬、高度等方面的校正值，再对相关指标进行校正；五是合理选定比例尺与测网。大量磁测实践表明，磁测的关键在于从低信噪信息中提取有效的弱磁异常，并选择合理的比例尺与测网，对测试地段开展剖面实验，明确信噪比，以此为依据确定测网密度；六是采集岩石样本。在金矿区勘测过程中对岩石标本进行采集和分析，并利用高精度磁力仪，对磁化率数值进行测定。

1.3 数据处理

当前金矿的磁测精度逐渐提升，根据原始数据绘制的图纸较为粗糙，究其原因，主要由浅层磁性不均产生噪声，强度范围在几nT与几十nT之间，对矿区探测产生较大负面影响，并将弱异常进行掩埋。对此，需要技术人员对原数据进行预处理，否则将会影响金矿的探测效果。通常情况下，对资料中的干扰因素进行过滤，对有效信息进行提取，尤其是矿区内的高精度磁测。根据探测结果可知，采用插值切割法可获得更好的效果，有助于快速准确的寻找弱异常图；将提取的信息进行处理后，使有效与无效信息分离，便于更好的分析磁测资料，以向上延拓法为主，可对相关定量进行计算，准确描述地质问题[1]。

2 高精度磁测在金矿勘查中的应用

与其他物探方式相比，高精度磁测在金矿中的应用可快速准确的体现地质条件，反映该区域内的磁性特征。对此，本文以杂恰勒布金矿为例，对该技术在金矿勘查中的具体应用与效果进行分析和研究。

2.1 矿区概况

杂恰勒布金矿区位于夏河县城以南，行政区划属夏河县拉卜楞镇管辖。勘查区面积为3.41km2。矿区为典型的高原中高山地貌，海拔2800m～4000m，最高峰4179m，相对高差300m～1000m，地形切割较强烈。在地层方面，矿区地层处于中秦岭地层分区，出露地层以三叠系为主，地层总体展布方向为近北西向，与区域构造线一致。在构造方面，区内主体褶皱为新堡-力士山复背斜，其轴部位于力士山-德合茂北一带，轴线方向为北西，倾伏端位于力士山西侧，两侧二叠系，三叠系地层呈NW向分布。地层强烈变形，次级尖棱褶皱，倒转褶皱十分发育，层间板、劈理发育。区内断裂构造普遍发育，以北西向断裂为主，对区内的岩浆活动及矿点分布，具有十分重要的控制作用。

2.2 磁性特征

为了对矿区内的岩石特点进行探究，在该区域范围内较为系统的采集岩矿石标本，重点放在已知矿化带、异常区与激电异常区中，在野外采集时明确实地采集点坐标，并对标本姓名与编号进行记录。在矿区范围内对磁性参数进行测定，利用SM30型磁化率仪器得出标本的磁化率，每个样本从三个不同的方向进行检测，取三次检测的平均值。

2.2.1 岩石物性特点

在本次勘测工作中，共计对164块物性标本进行采集，磁性参数如下表1所示。根据磁性参数可知，该区域范围内岩性变化较为简单，磁化率的变化特点为：板岩相对较高，平均值为11×10-5SI，区内砂岩与石英闪长玢岩较低，平均值为3×10-5～6×10-5SI，岩性变化不够显著[2]。

表1 杂恰勒布金矿岩（矿）石标本磁性参数

2.2.2 剖面异常特点

在本矿区中共计设置6条磁测剖面，通过曲线图体现出该区磁场数值情况，△T的范围处于-10nT～10nT之间，这意味着该区域内地层岩性的磁性差异相对较小，无法以此为参考对地层界线进行划分。在剖面Ⅱ-Ⅱ＇在520点～640点、剖面Ⅲ在200点～280点、剖面Ⅳ在220点～280点、剖面Ⅴ在220点～280点间板岩与砂岩接触带上均体现出断裂带中反映出的正异常，剩余地段没有明显的体现，这意味着该区域范围内磁异常在断裂带寻找中具有一定帮助作用。

2.3 磁测勘查

2.3.1 仪器性能检验

按照物理勘查规范中的规定，在野外作业之前应对全部仪器的质量进行检验，在完成生产工作的同时，针对仪器性能与噪声情况进行检查。在本次研究中，采用GSM-19T型号的质子磁力仪，在正式开工之前，对仪器的噪声情况进行测定，时间为下午17点～20点。在操作过程中，将仪器放置在矿区平稳场中，仪器之间的距离超过20m，以日变观测的方式，秒级同步，每间隔5s进行一次观测，每个仪器观测数量为100，对观测结果进行整理和统计，并利用一下公式对噪声均方根数值进行计算，公式为：

式中，∆Xi代表的是第i时观测值与起始值Xo之差；n代表的是总观测数；∆Xi代表的是全部仪器在相同时间的观测均值。

2.3.2 野外观测方法

通过对比和探勘，将总基点设置在矿区周围的平稳场中，参数为x=3884529，y=550164，h=3576，T0=53150nT。对T0值进行确定，日变观测器在基点中24h连续日变观测，在此过程中，选择2h磁场平稳段对其均值进行计算，由此得出T0的数值；在野外观测方面，利用型号为GSM-19T的质子磁力仪，以测量模式，探头高度为1.7m，且全区一致；针对可疑点或者突变点，可开展2次～3次的重复观测。在日变观测方面，采用相同型号的质子磁力仪，调节为自动循环模式，采样的间隔为20s，时间上涵盖全部野外仪器的观测时间。

2.3.3 磁性参数测定

为了对矿区范围内岩石的物性特点进行深入分析，在区域内采集多种岩石标本，尤其是在矿致异常区、激电异常区、矿化带等方面更应重点采集。在野外采集时明确实地采集点坐标，并对标本姓名与编号进行记录。在矿区范围内对磁性参数进行测定，利用SM30型磁化率仪器得出标本的磁化率，每个样本从三个不同的方向进行检测，取三次检测的平均值。

2.3.4 质量检查

根据设计书与物理勘查规范中的规定，在野外作业之前应对全部仪器的质量进行检验，在完成生产工作的同时，坚持一同三不同原则，对磁法、电法等多种测量方式进行质量检查。在本矿中，布设点位对Ⅱ剖面线0点～600点设置61个点，并对点位设置情况进行质量检查，对Ⅰ剖面0点～270点，Ⅱ剖面1000点～1190点，Ⅳ剖面10点～200点进行高精度磁测质检，在Ⅲ剖面设置67个点位，利用激电测深的方式进行质量检查。由于仪器的供电周期较短，该区域范围内岩性极化率较小，极化率中除低质量数据之外，剩余各项指标均与规范要求相符，质量检验结果如下表2所示。

表2 杂恰勒布金矿物探测量质量结果

2.4 应用效果

在金矿勘查方面，根据勘查与研究结果显示，岩浆岩与区域内产矿关系紧密。在勘查区范围内，全部内生矿产均是岩体与周围接触带附件所衍生。因此，在金矿勘查过程中，对岩性接触带进行划分十分必要。在高精度磁测应用中，对矿区地面进行测量后，根据磁场总强度T，对日变与正常场、高程进行校正之后，通过基点差值对矿区测点磁异常进行计算，并对其进行滤波和化极后，绘制磁异常化极等值线图。该金矿区域内的磁异常分带较为显著，整体由西向东递减；在勘查区域内，利用磁测方式找矿时，还应利用该技术对当地蚀变断裂破碎带进行推测，结合当地矿化带受断裂构造的影响特点，对金矿进行找寻。最后，因勘查区为断裂带金矿分布带，根据勘查结果可知，矿头磁性特点相对不够明显，低值带中磁性提升较为显著。由此可确定金矿化带，对磁测剖面线进行分析，借助低值磁场中局部异常的找矿标志，使金矿化带最终被确定。

3 结论

综上所述，随着矿产资源的日益匮乏，金矿勘查找矿工作受到广泛关注。高精度磁测技术在金矿勘查中具有突出优势，可帮助探测者发现更多隐伏的破损蚀变与控矿岩体，对强干扰异常进行过滤，为金矿寻找提供更多帮助，便于准确勘查金矿位置，促进我国矿产行业的可持续发展。