物探磁法在区域地质调查中的应用研究

付东阳

（河北省地矿局第四地质大队，河北 承德 067400）

区域地质调查指的是针对选定地区的地质矿产情况进行综合性调查与研究。在整个过程中，我们运用地质学、物理学、化学等学科知识来进行调查与研究，将地质体的分布、组分、演化过程及其相互之间的关系进行阐明，进而为工农业发展和地质工作的开展提供基础资料。区域地质调查不仅是地质工作开展的基础，同时也是地质勘察的首要步骤，调查的效果关系到国家地质水平[1]。近年来，我国观测数据的质量不断提高，数据处理技术和反演方法也在不断更新，对于重要金属矿的成矿区域可以进行高精度、大比例的综合勘探，在对矿产进行预测的基础上建立起了磁测数据库。

1 物探磁法的基本概述

1.1 物探磁法的工作原理

物探磁法可以通过对岩、矿石及其他探测对象的磁性差异所引起的磁异常进行勘探和分析，进而对地质构造与分布规律进行研究。从磁法角度来说，地球可以看作是一个磁偶极子，磁场以地心为中心，与地球的自转轴相互斜交，其中，地磁的S极位于地理的北极附近，地磁的N极位于地理的南极附近[2]。受地球自转影响，地磁的S、N极与地理的南北极之间并不是完全重合的，磁轴与地球自转轴之间存在约11.5°的夹角。在区域地质调查过程中，所研究的区域相对地球整体而言通常较小，因此运用物探磁法时可将地磁场看作是均匀分布的。地下介质磁性的影响因素有很多，与其内部所含矿物成分有直接关系，通常铁磁性物质内部的矿物质含量比较多，而普通岩石内部矿物质含量较少。这种介质引起的磁性差异被称为磁异常。不同物体所产生的磁性是不同的，磁异常强度也是不同的；除此之外，物体的空间分布也会影响磁场的分布差异。我们可以使用精度较高、专业性较强的仪器对磁场强度进行测量，基于此可以对区域内磁场的分布情况进行分析[3]。在对数据进行相关处理之后，就可以大致推断出该区域地下磁性体的形态、产状和规模等。

1.2 物探磁法在区域地质调查中的作用

在区域地质调查过程中，物探是通过将目标物体与周围介质的性质进行对比，并运用物理学原理和相应设备对地质构造与地下界限等信息进行探查的现代化技术。当前，物探磁法已经包含了多个种类，并在多个领域中得到普及。在区域地质调查中，物探磁法的作用主要体现在以下三个方面：第一是可以实现面积性磁法勘探。具体来说，我们可以针对既定的工作区域，以合适的比例来进行面积性的磁法勘探，并根据勘探结果对资料进行定性及定量的解释，经过综合分析后确定下一步地质工作靶区，并进行工程验证。当前，我国已经在黑龙江等地区的重要成矿区开展了1:50000地面高精度磁测调查，并在调查的过程中找到了很多新的找矿信息，取得了阶段性成果，展现出了较为广阔的发展前景。第二，可以对危机矿山进行接替资源勘探，对矿山周边区域进行磁法勘探来发现深处和隐伏盲矿体，这样可以有效增加矿产资源储备量，同时使矿山的服务期限进一步被延长。如在青海赛什塘地区寻找铜矿时，通过地面高精度磁测调查，发现了很多新的铜矿资源。第三，还可以对地质找矿工作起指导作用，如可以运用井中三分量磁测在钻孔中高效地寻找井旁及井底盲矿体，为地质工程的开展提供科学有效的指导。

2 物探磁法在区域地质调查中的应用

2.1 磁测数据的获得

物探磁法野外工作是整个磁法勘探工作的主要环节，因此在原始数据采集的过程中，应严格遵循磁测野外工作要求：开工前一日对仪器设备进行彻底检查，内容包括电池充电、各部件连接、开机试观测、功能键试验等；每日磁测开、收工均闭合于基点，基点、测点观测过程中工作人员着装保持无磁状态；测点观测遇磁性干扰物时，尽量移位避开并记录；收工后及时对所测原始数据进行日变改正、地形改正、地磁改正、综合改正等以确保磁测精度[4]。

2.2 数据信息的处理

对原始数据进行相关改正和化极处理后，通常我们会采用分离的方法将磁场中的信息提取出来，并在此基础上实现与地质资料的结合。

为了能够更好地完成区域地质调查工作，还会使用地球化学数据和岩石磁性分析数据，并进行统计分析和有效处理。除此之外，在开展区域地质调查的过程中，我们还需要充分考虑地质环境与物理环境的发展与变化，能够做好对原始数据与原始信息的函数延拓，通过对方向导数进行转化来分析小波功率谱以及对数功率谱，在其中突出有价值的信息，并对信息的干扰进行压制，这可以使处理后的信息准确性得到有效提高。

2.3 断裂构造的分析

区域构造的研究是区域地质调查的重要环节，磁测数据中所产生的磁异常主要是由地质因素引起，我们可以通过计算地层与岩体之间的磁性差异来判断断裂构造。在实践中发现，对这种磁性差异出现的原因进行分析时，可以运用等值线图，也可以使用剖面图，通过对这些图件的分析可以了解断裂构造当中的异常特征，进而做好断层构造的划分工作。具体来说，地质构造断裂与断层的原因主要包括以下三个。第一是该断裂为地质结构的分界线，分界线的两侧所形成的磁场通常是不同的。第二，大多数的断裂形态都具有线性延伸的特征，异常带也出现正负两种形态，这二者通常是伴随产生的，在部分地区还会出现串珠状的异常带。第三，当磁性与非磁性地层断裂相接触时，一旦出现磁异常，构造的两端就会产生程度不同的断裂。

3 物探磁法在区域地质调查中的应用效果

3.1 向上延拓

为了削弱局部干扰异常，压制浅部较小异常，突出深部异常，我们常对调查区所圈定的磁异常进行向上延拓，在此基础上将等值线勾绘出来，并对其中存在的异常形态进行判别。

通过等值图可以看出不同地区的磁异常情况，如果磁异常强度较大，说明深部磁性体规模较大；如异常逐渐消失，则说明引起异常的磁性体规模较小、延深也较小；如果在局部区域存在微弱的高磁异常区的话，则可推测该地区的磁性体存在一定程度的延伸。总的来说，如果岩体规模比较小的话，延伸通常也比较小。岩体在部分地段是断开的，可以判定为构造断裂带。

如下图1为某区域磁测上延500m等值线图。根据上述的分析可以推断，该地区在西北方向的岩体规模比较小，延深也比较小；与之相对应地，东南方向的岩体规模和延深都比较大，整体的岩体在局部地段存在不连续的特征，符合地质构造断裂带的判断。

3.2 方向导数

方向导数可以对异常方向、磁性体边界以及断层等地质问题进行解释。在区域地质调查的过程中，我们通过对方向导数进行综合性判断可以对磁异常区域进行分析，进而了解断裂带的实际情况及其内部存在的异常。通过对0°、45°方向导数进行分析之后可以发现磁异常带的走向和构造；而通过对90°、135°的方向导数进行分析，则可以反映出不同方向地质的构造情况，进而可以对断裂带的位置和走向进行研究。

4 结语

综上所述，物探是在地质体物性差异的基础上产生的，我们可以根据收集到的资料和样品测试的结果总结出区域地质体的电阻率、磁化率以及密度等物理性质。通过不同地质体物理性质的差异，来解决相应地质问题。物探磁法是基于岩、矿石的磁性差异来寻找磁性矿体和研究地质构造，在未来，该方法的应用范围还将得到进一步的拓展，为区域地质活动的开展提供重要的理论依据。