高精度磁法在某铁矿探测应用研究
来源:本站 时间:2023-12-11 阅读:162 次
导读:

高精度磁法在某铁矿探测应用研究

1仪器与设备

本次测量设备采用重庆顶峰地质勘探仪器有限公司生产的MZC-4质子磁力仪,MZC-4是本公司研制的高精度质子磁力仪,具有测量功能完善、测量精度高、数据重复性好、携带操作方便等特点,可进行基站模式,行走模式和梯度模式测量。MZC-4采用双操作模式,可通过面板操作主机,也可通过手机蓝牙控制测量主机。仪器数据存储完善,可为后期分析处理提供更完整的数据资料。

n  允许梯度:≤8,000nT/m

n  GPS定位精度:<2.5m CEP

n  基站测量间隔:260秒,可设定

n  测量范围:20,000nT120,000nT

n  测量道数:1道(标配,可分时测梯度)

   2道(选配,可同时测梯度)

n  存贮数据:8GB存储容量,带掉电保护功能

n  灵敏度:±0.05nT(精细模式);±0.1nT(正常模式)

n  蓝牙接口:通过蓝牙连接将数据存储于智能手机上

n  测量精度:±0.2nT(精细模式);±0.5nT(正常模式)

n  测量速度: ≤3/读数(精细模式);≤2/读数(正常模式)

n  主机重量:2.8kg

n  探头重量:1.5kg

n  通信距离:015

n  电源:内置可充电锂电池

n  主机体积:219mm×85mm×271mm

n  探头体积:174mm长×75mm直径

n  操作界面:面板/android系统操作界面

n  通讯接口:具有蓝牙接口可将主机和android系统设备连接

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1.1 MZC-4测量系统

2高精度磁法原理以及一致性及数据改正

2.1磁法原理

磁法勘探是利用地壳内各种岩()石间的磁性差异所引起的磁异常来寻找有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。

2.2一致性实验

2.2.1仪器一致性实验

为了保证不同仪器测量数据的准确性,减少由于仪器自身性能所产生的误差,在正式采集数据之前,我们对参与此次工程项目的所有质子磁力仪进行一致性实验。那么磁力仪器一致性实验开展的步骤为:

选取一块磁场平稳区域,以5m为点距布置一条30点的测线,并在测线中间设置一个足以对磁力仪测量数据有较强且稳定影响的干涉源。用测绳测量代替手持GPS以减少卫星定位带来的误差。依次用6号仪器、7号仪器、8号仪器、9号仪器与10号仪器以5m为点距进行往返测量工作。

 

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2.1仪器一致性曲线

2.2.2仪器噪声实验

为了确定测定区域的信噪比,了解如何分辨或者消除测区内的干扰,在正式采集之前对仪器设备进行噪声实验,噪声实验时间选择在早上7点之前,此时受到日变影响较小,最能体现测定区域的信噪比。

由仪器一致性资料计算,以性能最稳定的6号仪器作为日变基站仪器。选取一块T值稳定且接近于基本场的场地。将678910号仪器以20m为间距进行5s一次的日变数据采集,将采集结果进行整理计算

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2.2仪器噪声试验曲线

 

2.2.3探头高度实验

为了研究地表磁性体不均匀的影响,研究出最佳的探头高度,以获得更稳定、准确的数据。选择相对最稳定的6号仪器作为实验仪器,选取一块T值稳定且接近于基本场的场地,以探头高度0.5m1m1.5m2m分别进行日变观测,每个高度选取测量数据稳定的50个点,统计计算出均方差。在探头高度在0.5m的时候,均方差为0.05;在探头高度在1m的时候,均方差为0.03;在探头高度在1.5m的时候,均方差为0.02;在探头高度在2m的时候,均方差为0.01

2.3数据改正

采集完成的数据需要把数据整理成专业软件能识别的数据格式(X,Y,Z三列竖排的数据格式,X,Y列分别为测点南北、东西向坐标,Z列为数据的测值T);然后把整理完成的数据进行日变改正、高度改正、正常场改正之后得到ΔT值,然后选取适当网格化参数进行网格化处理,采用专业软件对平面数据进行频率域处理。然后根据结果人机交互提取异常进行下一步分析处理。

2.3.1日变改正

在高精度磁测中,必须选取日变站进行日变观测,其中日变基站的选择,选择工作区中干扰较小,数据较为平稳的地方,采用磁力仪进行24小时日变观测,以观测结果中数据较为平稳的3小时左右的数据作为该工作要区的基准点,由于工作区面积不大,测量工作不用设计分基站,所有的测量数据都应以该基准点测量进行归零处理。日变站选取一致性最好的一组机器进行日变观测,把MZC-4质子磁力仪设置成自动测量模式,测量时间间隔为20s自动观测记录。

日变改正是把各个测量小组一天的测量数据进行时间上的归一化处理,即使得每条测线上每个测点相当于在同一个时间段进行测量,消除了地磁场每天随时间变化大约20nT左右的误差。而且根据日变观测曲线也能看出地磁场的变化特征,如遇到磁暴等现象,日变值变化剧烈而且没有规律时,则说明当天所有的数据不可用,避免了错误数据结果对测区测量工作的影响。

2.3.2高度改正

由于地磁场在垂上高度上也存在一定的变化,因此所有的数据都应当以基点高程为基准进行归一化处理,即把低于或者高于基点高程的测量点改正之后相当所有的测量数据和基点在同一水平面上。

2.3.4水平梯度改正

由于地磁场在水平南北方向不是一成不变的,因此测量值应根据基点的值进行纬度改正,即以基点的水平场值为基准,采用利用国际地磁参考场的IGRF模型进行归一化处理,消除水平方向地磁场的误差。

以高精度地面磁测数据为例,将收集到的原始数据、高程数据、日变资料和水平梯度信息进行日变、高度、梯度的改正。运用金维GeoIPAS软件进行计算,如图(图2.3)。

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2.3 GeoIPAS软件磁法改正界面

经过GeoIPAS修改后,进行了日变改正、纬度改正和高度改正而得到的△T数据见图(2.4)。

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2.4 GeoIPAS软件磁法改正结果示意图

3 数据处理与解释

将经过日变改正、高度改正、水平梯度改正之后的数据整理完成之后,需要利用数学和物理的方法进行对数据进一步的加工与处理。

首先对于整理完成的数据网格化处理,目的是为了把测线数据的点和线转化成平面数据,根据测量网度和实际磁异常的形态选择合理的网格化参数,网格化数据之后需要根据平面显示的结果需求而进行插值、滤波(例如舍点较多时需要对平面数据进行处理,根据插值的算法从理论上使测量平面更加完整;异常跳动较大时需要进行圆滑滤波处理,过滤掉一些无用的干扰小异常,保留有用的磁异常体)。

其次对处理完成的数据进行化级处理,使平面域的ΔT转换成垂向磁化的ΔZ(图3.1),然后在化级处理的基础上进行向上解析延拓处理(上延消除地面前部异常,突出深部具有一定规模的异常)255075100150200m处理(图3.2),并且根据上延处理的采用三维可视化的切片显示(图3.3)能够更加直观的看出,该工作区只有一处主异常延伸有一定的深度及规模,其余地面正异常多为浅部磁性的影响造成的,规模和影响不大,上延25m的时候基本全部消失,因此本次工作主要研究主要异常与磁铁赋存状态的关系编号为异常A,异常整体呈北西走向,长度约500m、宽度约200m左右,边界圈定值为800nT左右,异常峰值6149.9nT,根据上延结果可以看出异常最大延伸为200m左右,中心向北东偏移,推断倾向也为北东向。

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3.1 磁法数据等值线图、正负异常单色图、剖面平面图、化极图

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3.2 磁法数据等值线上延255075100150200m等值线图

 

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3.3 磁法数据等值线上延三维立体切片图

根据平面圈定的异常形态形态选择垂直A异常方向进行布置精测剖面(剖面长度330m,点距5m(3.4),利用重庆顶峰地质勘探仪器有限公司生产的MCH-1数字磁化率仪,对于该处的ZK1钻孔岩芯矿体与围岩进行磁化率的测量,最后采用然后进行2.5D人机交互剖面反演,根据拟合反演结果可以发现,ZK1钻孔施工在了矿体露头的地方,矿体延伸的方向应当设计ZK2来更好的控制矿体形态埋深与产状,最后打钻验证的结果与理论推断一致,说明高精度磁法工作可以更好的指导找矿工作,通过优化处理平面域的数据处理分析,以及精测剖面的辅助验证结合已知地质信息,不但可以直接进行异常验证指导,也可以通过已知参数信息分析现有资料的不足,优化后续的测量施工方案,对于找矿工作意义重大。

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3.4  2.5D板状体模型剖面拟合反演图

4结论

1、本次地面高精度磁测所完成的工作量及质量精度均达到设计及规范要求,所获得的原始资料及推断解释成果真实可靠,取得了良好的地质效果,为矿区下一步的开发提供了物探依据。

2、为了保证结果的真实可靠性,在对磁异常性质开展推测判断时,不但要以精测剖面反演结果为主,更要依照△T等值线、化磁极处理以及解析延拓等计算资料与测量区域地质资料为辅来进行推断。

3、采用2.5D磁法剖面拟合反演,确定了该处磁参数的地球物理模型,通过模型比对,钻孔验证了结果的真实准确性,说明了该处磁参数的模型对于本矿区的找矿具有指导意义。

4、经过本次地面高精度磁测工作,取得了良好的成果,根据磁法反演的结果,并为下一步的工作提供了物探依据。但由于该地区工作方法局限性以及实际工作中遇到的问题,还有些其他的认识有待验证。