固體礦產(chǎn)磁法勘探解釋分析

1、固體礦產(chǎn)磁法勘探解釋分析第一節(jié) 磁異常的地質(zhì)解釋一、 磁異常地質(zhì)解釋的基本方法與步驟 （1）磁測資料的預(yù)處理和預(yù)分析 （2）磁異常的定性解釋 （3）磁異常的定量解釋 （4）地質(zhì)結(jié)論和地質(zhì)圖示 對資料進(jìn)行預(yù)處理和預(yù)分析，是要對資料的解釋建立在：資料完整、可靠和便于解釋的基礎(chǔ)上的。因此，在解釋前應(yīng)分析磁測精度的高低，測網(wǎng)的疏密，系統(tǒng)誤差的有無和大小，正常場選擇是否正確，圖件拼接是否合理，資料是否齊全，是否有干擾影響存在等。此外，還應(yīng)該注意分析磁性地質(zhì)體的磁性特征，和磁性的均勻性、方向性和大小。 為了便于解釋，在解釋大面積磁測資料時，常需要對異常進(jìn)行分區(qū)、分帶，確定解釋單元。多數(shù)情況下，還需要對磁測

2、資料進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)化和處理，如延拓、化極、求導(dǎo)等。 （一）磁測資料的預(yù)處理和預(yù)分析 磁異常的定性解釋包括兩個方面的內(nèi)容：一是初步解釋引起磁異常的地質(zhì)原因，二是根據(jù)實(shí)測磁異常的特點(diǎn)，結(jié)合地質(zhì)特征運(yùn)用磁性體與磁場的對應(yīng)規(guī)律，大體判定磁性體的形狀、產(chǎn)狀及其分布。 對磁性體進(jìn)行地質(zhì)解釋的首要任務(wù)是判斷磁異常的地質(zhì)原因。對找礦來講，就是要區(qū)分那些是礦異常，那些是非礦異常。實(shí)際工作中，由于地質(zhì)任務(wù)和地質(zhì)條件的不同，定性解釋的重點(diǎn)與方法也不同，但一般都從以下幾個方面著手。 （二）磁異常的定性解釋 （1）、將磁異常進(jìn)行分類 分類的目的是為了更好的查明異常的地質(zhì)原因，便于重點(diǎn)研究。由于實(shí)際情況千差萬別，對磁異常的

3、分類，很難給出一個標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。一般是根據(jù)異常的特點(diǎn)（如極值、梯度、正負(fù)伴生關(guān)系、走向、形態(tài)、分布范圍等）和異常分布區(qū)的地質(zhì)情況，并結(jié)合物探工作的地質(zhì)任務(wù)進(jìn)行異常分類。例如，普查時往往先根據(jù)異常分布范圍，把異常分為區(qū)域性異常和局部異常。區(qū)域性異常往往與大的區(qū)域構(gòu)造或火成巖分布等因素有關(guān)；局部異?？赡芘c礦床和礦化、小磁性侵入體等因素有關(guān)。為了弄清每個異常的地質(zhì)原因，對區(qū)域異常可結(jié)合地質(zhì)情況，再分為強(qiáng)度大、而起伏變化的分布范圍也大的異常，異常強(qiáng)度小而又平靜的大范圍分布的異常等等；對局部性異常，可結(jié)合控礦因素等分為有意義異常和非礦異常等。 （2）、由已知到未知 這是一種類比方法，對所有的物探研究都

4、會用到。這種方法是先從已知地質(zhì)情況著手，根據(jù)巖石磁性參數(shù)，對比磁異常與地質(zhì)構(gòu)造或礦體等的關(guān)系，找出異常與礦體，巖體或構(gòu)造的對應(yīng)規(guī)律，確定引起異常的地質(zhì)原因，并以此確定對應(yīng)規(guī)律，指導(dǎo)條件相同的未知區(qū)異常的解釋。在推斷未知區(qū)時，應(yīng)充分注意某些條件的變化（如覆蓋、干擾等）對異常的可能影響。 （3）、對異常進(jìn)行詳細(xì)分析 詳細(xì)分析研究異常的目的，是為了結(jié)合磁性和地質(zhì)情況確定引起異常的地質(zhì)原因。在研究異常時，應(yīng)注意它所處的地理位置，異常的規(guī)則程度，疊加特點(diǎn)。同時還應(yīng)大致判斷場源的形狀、產(chǎn)狀、延深和傾向等。 定量解釋通常是在定性解釋基礎(chǔ)上進(jìn)行，但其結(jié)果?？裳a(bǔ)充初步地質(zhì)解釋的結(jié)果。定性和定量解釋兩者是相輔相成

5、的，并無嚴(yán)格的分界。定量解釋的目的在于：根據(jù)磁性地質(zhì)體的幾何參量和磁性參量的可能數(shù)值，結(jié)合地質(zhì)規(guī)律，進(jìn)一步判斷場源的性質(zhì)；提供磁性地層或基底的幾何參量（主要是埋深、傾角和厚度）在平面或沿剖面的變化關(guān)系，以便于推斷地下的地質(zhì)構(gòu)造；提供磁性地質(zhì)體在平面上的投影位置、埋深及傾向等，以便合理布置探礦工程，提高礦產(chǎn)勘探的經(jīng)濟(jì)效益。 定量解釋方法的選擇，應(yīng)選那些簡單、方便、精度高，適用范圍廣，有抗干擾能力，前提條件少，能自動檢驗(yàn)或修正反演結(jié)果的方法。（三）磁異常的定量解釋例1、河北某地磁異常分析這個異常是這個異常是1970年進(jìn)行年進(jìn)行1：5000磁磁測時發(fā)現(xiàn)的，在航磁圖上僅出現(xiàn)在測時發(fā)現(xiàn)的，在航磁圖上僅出

6、現(xiàn)在一條測線上，異常較明顯。在以往一條測線上，異常較明顯。在以往做的做的1：25000的磁測圖上，表現(xiàn)為的磁測圖上，表現(xiàn)為一片明顯負(fù)異常背景上的一個正一片明顯負(fù)異常背景上的一個正10nT的點(diǎn)異常。物探人員抓住了這的點(diǎn)異常。物探人員抓住了這一相對比較高的點(diǎn)異常，進(jìn)行一相對比較高的點(diǎn)異常，進(jìn)行1：5000的磁測，發(fā)現(xiàn)了這個最大值約的磁測，發(fā)現(xiàn)了這個最大值約350nT的低緩異常。的低緩異常。某地磁鐵礦體上的航磁異常二、兩個應(yīng)用實(shí)例 磁異常分布區(qū)出露有中奧陶統(tǒng)馬家溝灰?guī)r，此種灰?guī)r在該區(qū)為成礦圍巖。從十萬分之一的航空磁測圖上可以看出，異常處于30nT背景場的邊部，說明異常位于接觸帶上，接觸帶走向近南北。

7、因此，認(rèn)為異常處于成礦有利地段。 1、異常特點(diǎn) 以磁異常圖可以看出，該異常為正負(fù)伴隨出現(xiàn)的似等軸狀異常。其極大值為350nT，極小值為-170nT；異常形態(tài)規(guī)則，北邊變化陡而南邊變化緩。仔細(xì)分析磁異常平面圖，發(fā)現(xiàn)有不太明顯的北東南西走向，不完全是一個等軸狀異常。但可以看出磁性體走向不大，延深也不大，且有一定的埋深，可近似地看作斜磁化球體的異常。 （一）磁異常區(qū)地質(zhì)條件的分析2、磁性體深處位置的確定 從區(qū)域地質(zhì)資料知道，此處灰?guī)r厚度在340米左右，用球體的反演公式進(jìn)行定量計算，看其是否位于成礦有利地段。 以切線法經(jīng)驗(yàn)公式： 求得 利用東西剖面多點(diǎn)法求得R在359米左右。 取此兩種方法求得R的平均

8、值為348米。 因R為球體中心埋深，故可以認(rèn)為磁性體時處于成礦有利地段。1210()16Rdd10(270270)33816Rm 3、磁異常的空間分布特點(diǎn) 上面的分析和計算只是說明，引起異常的磁性體不論其平面位置還是空間位置都處于成礦的有利地段。如果是礦，就可能具有體積小磁性強(qiáng)的特點(diǎn)。為此利用三度體向下延拓公式進(jìn)行計算。當(dāng)向下延拓300米時，異常最大值由地表的350nT突增到16590nT（如圖），同時異常梯度變陡，明顯地反映了體積小、磁性強(qiáng)的磁鐵礦的異常特點(diǎn)。 根據(jù)以上分析，可以認(rèn)為異常是由磁鐵礦體引起的。4、正演計算 為了進(jìn)一步肯定推斷結(jié)果的正確性，利用斜磁化球體的 表達(dá)式進(jìn)行計算。當(dāng)選取

9、球體總磁矩 時，取 ， ，算出的理論曲線與實(shí)測曲線基本符合。aZ3134.3 10MCGSM312Rm30i 根據(jù)打鉆結(jié)果，異常為磁鐵礦所引起，礦體呈多層狀密集排列，并非球狀礦體。該區(qū)地磁傾角約為 ，因退磁影響，其有效磁傾角僅為 ，故使磁異常負(fù)值較大。由此可見，與埋深相比沿走向和深處延伸不大的密集排列的礦體，近似地看作球形礦體進(jìn)行推斷解釋使可以的。只是這和每層礦體本身及各層礦體之間的退磁影響更強(qiáng)，致使磁化強(qiáng)度和磁化傾角的確定更為復(fù)雜。（三）鉆探結(jié)果例2：山東某地異常分析 異常是在1959年發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時磁測精度低，異常不規(guī)則（圖A）由于在異常西南水文鉆孔中見到輝長巖，當(dāng)時認(rèn)為是由輝長巖引起的異常

10、。后經(jīng)重新測定，由于觀測精度較高，異常形態(tài)變得較為規(guī)則（圖B）。 這一異常究竟是輝長巖還是礦體引起的呢？ 從成礦條件看，一般認(rèn)為灰?guī)r與閃長巖的接觸帶是成礦有利部位，而在此處見到的是輝長巖。但從異常形態(tài)和強(qiáng)度看，出露和近地表為外形不規(guī)則的雜亂異常。在巖體露頭上測出的異常最大為1000nT，按其磁化率一般為300010-6 CGSM，以 估算，最大也只能產(chǎn)生1000nT左右的磁異常；此異常形態(tài)規(guī)則，強(qiáng)度最大為1600nT。2aZJ 由于在異常北側(cè)的水文鉆孔中發(fā)現(xiàn)巖體內(nèi)夾有厚層大理巖，故推斷磁異?？赡芴幱陔[伏接觸帶的位置。 如果認(rèn)為磁異常是巖體和礦體的疊加異常，則由礦體應(yīng)引起最大值為600nT左右的

11、異常。一個垂直磁化的水平薄板狀礦體，當(dāng)其磁化強(qiáng)度為0.05CGSM、水平寬度為150米、中心埋深為200米、薄板厚約20米時，即可引起這樣的異常。 根據(jù)以上分析，認(rèn)為異常位于接觸帶上，而巖體本身產(chǎn)生不了1600nT的異常。如果深處有一礦體存在，二者異常疊加，則可能產(chǎn)生1600nT左右的異常。因此。有可能存在成礦的特殊規(guī)律，推斷異常為磁鐵礦引起。經(jīng)打鉆驗(yàn)證，于224米深處見到23.77米厚的富鐵礦。礦體賦存于紫蘇輝巖與大理巖捕虜體的接觸帶上。 由于磁鐵礦磁性很強(qiáng)，所以在以往的找礦過程中往往只注意高值異常，忽略了對低值異常的研究。近幾年在許多低值異常上打鉆見礦后，對低值異常才引起注意。 異常的高值

12、與低值不僅與磁性體的磁性大小有關(guān)，還與其埋藏深度、磁性體的大小、形狀、產(chǎn)狀等因素有關(guān)。下頁表中給出了不同形體在不同磁化強(qiáng)度、不同埋深時，在地質(zhì)體中心上方磁異常的數(shù)值。這一結(jié)果表明，體積大、磁性弱、埋藏淺的巖體可以引起較強(qiáng)的異常，而體積小、磁性強(qiáng)、埋藏深的礦體可引起較弱的異常。因此，不能簡單地根據(jù)異常地高值和低值來區(qū)分礦與非礦異常。三、磁異常解釋中應(yīng)注意的幾個問題（一）高值異常與低值異常 例如華北某地，以前認(rèn)為2000nT以上的異常為礦異常。以后在1000nT以上的異常也打到了礦，因而認(rèn)為1000nT以上也可能是礦異常。近幾年來，有的極大值僅為350nT的異常，鉆探證明也是礦異常。 在解釋磁異常

13、時必須注意礦體可能的產(chǎn)狀及其埋藏深度等，否則會得出錯誤的結(jié)論。如河北某地曾遇到兩個異常，一個異常強(qiáng)度較大，范圍也大，另一個異常強(qiáng)度較小，范圍也較小。但是勘探結(jié)果說明：大異常對應(yīng)的礦體儲量只有幾十萬噸，而小異常對應(yīng)的礦體儲量達(dá)幾千萬噸。這是因?yàn)榍耙粋€礦體以水平薄板狀體產(chǎn)出，雖然平面上分布范圍較大，但厚度僅兩米，所以體積就小；后一個礦體以近于直立的橢球體產(chǎn)出，最大厚度達(dá)135米，向下延伸400多米，雖然在地面投影范圍小，但體積卻很大。由于前一個礦體埋藏較淺，后一個礦體埋藏較深。所以前一個異常強(qiáng)度較后一個異常強(qiáng)度大。（二）大異常與小異常 對于同一數(shù)量的礦石，當(dāng)?shù)V體呈球體時，礦石分布最為集中；當(dāng)?shù)V體呈

14、水平圓柱體時，礦石分布集中程度稍差；當(dāng)?shù)V體呈水平薄板體時礦石分布最不集中。一般來說，礦石分布越集中，磁異常的范圍越小。如礦石儲量為一定，當(dāng)?shù)V體呈球體狀時，磁異常范圍最?。怀仕奖“鍫顣r，磁異常的范圍最大。 由上所述，異常大小和礦體大小的關(guān)系是比較復(fù)雜的。因此，在分析異常大小到推測礦體的大小時，必須把各種因素全面分析考慮，不能為表面現(xiàn)象所迷惑，而應(yīng)作深入細(xì)致的具體分析。 在間接找礦時更要注意，不要只認(rèn)為在大異常（大巖體）上才有大礦，而在小異常（小巖體）上沒有礦或沒有大礦。1964年在東北某地進(jìn)行找鎳會戰(zhàn)。磁測認(rèn)為是圈定超基性巖體，發(fā)現(xiàn)了許多異常。當(dāng)時首先對大異常布置了工程檢查，但一無所獲。剩下一

15、個面積為0.15平方公里的小異常未驗(yàn)證。會戰(zhàn)后，物探隊本著對所有異常都作出交代的想法，對該異常進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果找到了鎳礦。 在劃分大異常與小異常的標(biāo)準(zhǔn)上，不要只從找大型礦床來考慮況且，隨著勘探的深入，“小型”礦床也由可能發(fā)展為中型（甚至大型）礦床的。如安徽某地磁異常，1966年曾在 一系列異常中心施加驗(yàn)證孔，皆穿過第四系見礦，但當(dāng)時把成群的異常分割開來，錯誤的認(rèn)為“異常小，都是雞窩狀的小礦，沒有什么搞頭”。后來經(jīng)實(shí)踐認(rèn)識到：礦的大小是相對的，小是大的基礎(chǔ)，多是小的積累，雖然單個異常不大，但很集中，在4平方公里內(nèi)有7個異常，多數(shù)相連，加起來就有可能由小變大，于是重新評價這一異常。 經(jīng)常遇到這種情

16、況，在正異常范圍內(nèi)打鉆見礦，在負(fù)異常范圍內(nèi)打鉆也見礦，在正負(fù)異常之間打鉆也見礦，這是什么原因呢？ 由討論可知：正異常和負(fù)異常常屬同一個整體。只有在特定條件下，才可能出現(xiàn)無明顯正異常的負(fù)異常。因此，在分析異常是應(yīng)注意正負(fù)異常的關(guān)系。 我國境內(nèi)一般都是斜磁化的情況，一個磁性體產(chǎn)生的異常，總是包括正負(fù)兩部分，有時因周圍磁性體磁場的疊加或負(fù)異常很弱，負(fù)值會變得不很明顯。 我國從南到北地磁傾角變化不大。長江以南，地磁傾角在 45度以下，這時 或T異常的正值相應(yīng)減少，負(fù)值相應(yīng)增加。一個斜磁化水平薄板狀礦體，正異常極大值與負(fù)異常極大值相當(dāng)，礦體在正負(fù)兩個值之間，而且在正負(fù)極值之間場的梯度比較小，有一段接近于

17、零的場。這時如果在正負(fù)極值之間布鉆，一定可以見礦；反之，若在正極大值或負(fù)極大值中心分別布鉆，就見不到礦。aZ（三）正異常與負(fù)異常 下圖所示的異常是另一種情況的例子。該異常1957年就發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)時認(rèn)為500nT等值線向東南局部延伸，是系統(tǒng)誤差造成的“假異?！?，因而沒有引起注意。后來又進(jìn)行一次檢查，由于工作不細(xì)致，誤認(rèn)為是表層磁鐵礦零亂分布所引起的。1968年，由于礦區(qū)工作的深入，地質(zhì)情況掌握的透徹了，認(rèn)識到這個異常恰好處于某侵入體西南半環(huán)形的接觸帶上，是成礦十分有利的部位，500nT等值線的延伸是由于異常未追完的緣故。異常減弱與礦體埋深增加有關(guān)。經(jīng)過進(jìn)一步工作，圈出了如圖（2）所示的異常，發(fā)現(xiàn)工

18、作了多年的這個異常只是整體異常的一個部分?？碧阶C實(shí)了這一新的判斷，使該區(qū)的鐵礦儲量成倍的增加。（四）局部異常與整體異常 磁異常形態(tài)的規(guī)則與否，和許多因素有關(guān)，如磁性的均勻與否、磁性體本身的規(guī)則與不規(guī)則、磁性體表面的平整與起伏、磁性體的埋深、磁測比例尺的大小、磁測精度等等；在一定條件下上述因素都會影響異常的規(guī)則程度。因此，在實(shí)際工作中不應(yīng)把異常規(guī)則與不規(guī)則絕對化，而應(yīng)注意具體情況具體分析。（五）規(guī)則異常與不規(guī)則異常后來加密測網(wǎng)（1：2000），異常形態(tài)就比較規(guī)則而且走向明顯。經(jīng)鉆孔證明為磁鐵礦引起。某地1：5000磁測結(jié)果，異常形態(tài)顯得零亂不同觀測精度對磁異常形態(tài)規(guī)則與否有著一定的影響。下圖表示

19、了不同精度的磁測結(jié)果：在低精度磁測時異常等值線顯的不規(guī)則，在高精度磁測時等值線顯得規(guī)則。 因此，磁異常形態(tài)規(guī)則與否，在一定條件小是可以轉(zhuǎn)化的。在推斷解釋時必須根據(jù)具體情況具體分析，進(jìn)行深入的分析研究。河北某礦區(qū)一個形態(tài)復(fù)雜的鐵礦例子1959年勘探時，受異常形態(tài)的限年勘探時，受異常形態(tài)的限制，只在異常高值部分進(jìn)行工作。制，只在異常高值部分進(jìn)行工作。勘探結(jié)果認(rèn)為，礦區(qū)的異常是六勘探結(jié)果認(rèn)為，礦區(qū)的異常是六個彼此孤立的礦體引起的。個彼此孤立的礦體引起的。1968年對原有資料進(jìn)一步分析，認(rèn)識到該區(qū)異常較零亂、呈多中心的原因，是礦年對原有資料進(jìn)一步分析，認(rèn)識到該區(qū)異常較零亂、呈多中心的原因，是礦體厚度變

20、化大（體厚度變化大（1.5米米62米）、控制礦體的接觸帶變化起伏且埋藏深度差異大米）、控制礦體的接觸帶變化起伏且埋藏深度差異大（0300米）、礦體埋深不大、礦體上覆巖層中又火成巖插入等因素干擾，使異米）、礦體埋深不大、礦體上覆巖層中又火成巖插入等因素干擾，使異常平面的形態(tài)復(fù)雜化，形成一個正負(fù)相間異常。經(jīng)過再次勘探圈出的礦體（圖中常平面的形態(tài)復(fù)雜化，形成一個正負(fù)相間異常。經(jīng)過再次勘探圈出的礦體（圖中的虛線），儲量增加的虛線），儲量增加4倍。倍。該圖為某地尋找矽卡巖型鐵礦時獲得一個異常。異常分布在沖該圖為某地尋找矽卡巖型鐵礦時獲得一個異常。異常分布在沖積層上，異常西部有安山巖出露，安山巖中又閃長巖，在一個積層上，異常西部有安山巖出露，安山巖中又閃長巖，在一個閃長巖的邊緣發(fā)現(xiàn)一條小的磁鐵礦脈。由于異常形狀規(guī)則、強(qiáng)閃長巖的邊緣發(fā)現(xiàn)一條小的磁鐵礦脈。由于異常形狀規(guī)則、強(qiáng)度又大（達(dá)度又大（達(dá)4500nT以上），推定這個異常是礦體引起的，還認(rèn)以上），推定這個異常是礦體引起的，還認(rèn)為安山巖是個薄層，在安山巖下面有可能有石灰?guī)r和閃長巖的為安山巖是個薄層，在安山巖下面有可能有石灰?guī)r和閃長巖的接觸界線。經(jīng)接觸界線。經(jīng) ZK1和和 ZK2驗(yàn)證，在驗(yàn)證，在50米浮