物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的運(yùn)用探析

郭文仲

（陜西地礦第二綜合物探大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710016）

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，是指對(duì)選定區(qū)域地質(zhì)情況的綜合調(diào)查研究相關(guān)的一系列工作，此過程涉及對(duì)地質(zhì)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等專業(yè)學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)查區(qū)域的地質(zhì)分布、組成、演化過程，以及各個(gè)環(huán)節(jié)之間存在的互相關(guān)系進(jìn)行有效闡釋，為工農(nóng)業(yè)、采礦業(yè)等地質(zhì)相關(guān)工作的順利進(jìn)行提供詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是進(jìn)行地質(zhì)工作的基本前提，事業(yè)進(jìn)行地質(zhì)勘察首要環(huán)節(jié)，其調(diào)查的準(zhǔn)確性、全面性、有效性將會(huì)對(duì)國家地質(zhì)水平產(chǎn)生直接影響[1]。近些年，我國在地質(zhì)數(shù)據(jù)觀測(cè)、勘察方面的質(zhì)量獲得較大幅度提升，在數(shù)據(jù)處理、反演方法等技術(shù)應(yīng)用方面也得到不斷完善，大大提高了對(duì)重要金屬礦區(qū)礦床的較高精度與大比例的綜合勘探，尤其是基于礦床預(yù)測(cè)前提構(gòu)建了磁測(cè)數(shù)據(jù)庫，在實(shí)現(xiàn)對(duì)磁鐵礦、有色金屬礦、稀有金屬礦等礦床勘測(cè)方面獲得了較大進(jìn)步。

1 物探磁法工作原理分析

物探磁法能夠借助對(duì)巖礦石，和其他探測(cè)對(duì)象形成的不同磁性，對(duì)磁性異常進(jìn)行勘探、分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成、分布規(guī)律等的分析、研究。就磁法角度分析，地球是一個(gè)以地心為中心的磁偶極子，其產(chǎn)生的磁場(chǎng)和地球自轉(zhuǎn)軸線斜交[2]。地磁S極位于北極附近，N極位于南極附近。在地球自轉(zhuǎn)的影響作用下，地磁兩極和地球南北極并非完全重合，磁軸和地球自轉(zhuǎn)軸之間會(huì)形成115°左右夾角，在對(duì)區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查時(shí)，研究區(qū)域較之地球整體占比極小，此時(shí)采用物探磁法進(jìn)行探測(cè)能夠近似將地磁場(chǎng)視為均勻分布的磁場(chǎng)。許多因素都會(huì)對(duì)地下介質(zhì)的磁性產(chǎn)生較大影響，并且受到介質(zhì)內(nèi)部礦物成分直接影響。一般來說，鐵磁性物質(zhì)的內(nèi)部含有較大比例的礦物質(zhì)，而普通巖石中的礦物質(zhì)含量則要少得多，進(jìn)而產(chǎn)生了磁異常。物體差異性決定了磁性的差異性，與磁異常強(qiáng)度。此外，物體在空間上的分布情況也會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)分布差異性。借助高精度、高專業(yè)的設(shè)備儀器來測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域磁場(chǎng)分布情況的有效分析，并經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)處理后得出區(qū)域地形磁性體形態(tài)、規(guī)模等情況。

2 物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的重要作用

物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的有效應(yīng)用，是采用目標(biāo)物體與周圍介質(zhì)性質(zhì)對(duì)比的方式，并且借助物理學(xué)原理以及使用相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造。地下介質(zhì)的信息的有效探測(cè)。目前，物探磁法的應(yīng)用產(chǎn)生較多種類分支，在多個(gè)領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用[3]。物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用的作用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是能夠?qū)崿F(xiàn)較大面積的磁法勘查。在實(shí)際應(yīng)用過程中，物探磁法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)既定區(qū)域，以及根據(jù)需要采用合適比例展開面積性的磁法勘探，進(jìn)而結(jié)合勘探結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的資料定性、定量分析，為進(jìn)一步明確工作靶區(qū)與方向提供有效依據(jù)，更好地完成相應(yīng)的工程驗(yàn)證。目前物探磁法已經(jīng)在我國許多地區(qū)的礦山建設(shè)中實(shí)現(xiàn)了1：50000比例的地面高精度磁測(cè)勘查，并獲得較為全面、新的找礦信息，取得了較為顯著的應(yīng)用成果，同時(shí)這一技術(shù)也顯現(xiàn)出了極為廣闊的應(yīng)用與發(fā)展前景。二是在進(jìn)行危機(jī)礦山的接替資源勘察方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)礦山周邊區(qū)域隱藏在深處的、隱伏發(fā)育礦體的有效發(fā)現(xiàn)，大大增加了礦產(chǎn)資源的可開采性以及為實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源同采提供了詳實(shí)資料。物探磁法在青海某礦區(qū)的應(yīng)用，采用地面高精度的磁測(cè)勘查，不但成功發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量豐富的銅礦資源，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了許多新的，原來沒有發(fā)展的銅礦，及相關(guān)伴生金屬礦產(chǎn)資源。三是在地質(zhì)找礦工作過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的指導(dǎo)作用。井中三分量磁測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠在鉆孔過程中有效發(fā)現(xiàn)井旁及周邊、井底存在的盲礦體，為地質(zhì)工程施工與礦產(chǎn)開采提供了有效指導(dǎo)。

3 物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 獲取磁測(cè)數(shù)據(jù)

物探磁法的應(yīng)用過程中，野外作業(yè)是較為重要的環(huán)節(jié)，尤其是在進(jìn)行原始數(shù)據(jù)采集過程中其質(zhì)量對(duì)勘測(cè)工作的準(zhǔn)確性起著較為重要的決定作用，在原始數(shù)據(jù)采集中應(yīng)嚴(yán)格按照磁測(cè)野外作用相關(guān)要求落實(shí)相關(guān)操作[4]。在進(jìn)行勘測(cè)工作之前必須徹底檢測(cè)設(shè)備儀器的可用性，做好對(duì)電池、部件連接、開關(guān)機(jī)試驗(yàn)、功能試驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容檢查。在進(jìn)行磁測(cè)過程中，觀測(cè)人員的著裝需確保處于無磁狀態(tài)，若是在進(jìn)行測(cè)點(diǎn)觀測(cè)過程中遇到磁性干擾，要盡可能地避開干擾因素，并做好相關(guān)記錄，以免影響復(fù)測(cè)選點(diǎn)。在完成觀測(cè)之后對(duì)得到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行日變、地形、地磁以及綜合性的改正、完善，確保實(shí)現(xiàn)較高的磁測(cè)精度。

3.2 處理數(shù)據(jù)信息

在完成對(duì)原始數(shù)據(jù)相關(guān)改正、化極處理之后需要采用分離方法進(jìn)行磁場(chǎng)信息的有效提取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)和地質(zhì)資料的有效結(jié)合。為了便于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的順利完成，通常會(huì)選擇與地球化學(xué)數(shù)據(jù)與巖石磁性分析得到的數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行綜合的統(tǒng)計(jì)、分析、處理，提高信息獲取、處理的全面性、有效性。同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過程中，需加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境、物理環(huán)境的變化發(fā)展情況的充分考慮，實(shí)現(xiàn)對(duì)原始數(shù)據(jù)、信息有效的函數(shù)延拓，采用方向?qū)?shù)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化分析，突出價(jià)值信息，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)信息干擾的有效排除，提高地質(zhì)勘測(cè)信息準(zhǔn)確性。

3.3 分析斷裂構(gòu)造

分析和研究區(qū)域構(gòu)造是進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過程中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。借助磁測(cè)數(shù)據(jù)的磁異常起因?yàn)榈刭|(zhì)因素影響的原理，通過對(duì)地層、巖體之產(chǎn)生的磁性差異對(duì)斷裂構(gòu)造進(jìn)行有效判斷[5]。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以采用等值線圖、剖面圖等圖件對(duì)這種磁性差異原因進(jìn)行有效分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)斷裂構(gòu)造異常特征的全面了解，為斷層構(gòu)造劃分提供有效依據(jù)。一般來說，產(chǎn)生地質(zhì)構(gòu)造斷裂、斷層原因主要集中在以下三個(gè)方面：一是斷裂處正好為地質(zhì)結(jié)構(gòu)分界線，而分界線兩側(cè)磁場(chǎng)存在較大差異。二是大部分?jǐn)嗔研螒B(tài)呈現(xiàn)出線性延伸特性，導(dǎo)致了異常帶的正負(fù)兩種形式形態(tài)，二者互相伴隨產(chǎn)生，甚至有效地區(qū)還會(huì)發(fā)生串珠狀異常帶。三是磁性與非磁性地層斷裂發(fā)生接觸而產(chǎn)生現(xiàn)磁異常，會(huì)導(dǎo)致構(gòu)造兩端出現(xiàn)不同程度斷裂情況。

4 物探磁法在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用效果分析

4.1 向上延拓

在對(duì)局部干擾異常進(jìn)弱化，限制淺部較小異常，和突顯深部異常過程中，一般采用對(duì)調(diào)查區(qū)圈定磁異常以向上的方式進(jìn)行延拓，進(jìn)而繪制出等值線，實(shí)現(xiàn)對(duì)異常形態(tài)的有效判斷與識(shí)別。借助等值圖能夠反映出各個(gè)地區(qū)磁性異常情況，磁異常強(qiáng)度較大則表明深部磁性礦體儲(chǔ)藏的規(guī)模比較大；如果異常呈現(xiàn)逐漸消失的趨勢(shì)，則表明了異常磁性體規(guī)模比較小、延深也較淺；當(dāng)局部位置出現(xiàn)微弱的高磁異常，則表明該區(qū)域磁性體存在不確定的延伸情況。但就總體而言，若是巖體規(guī)模較小，延伸也往往較小。當(dāng)巖體部分地段呈斷開現(xiàn)象，則表明存在構(gòu)造斷裂帶。

4.2 方向?qū)?shù)

借助方向?qū)?shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)異常方向、磁性體邊界、斷層等相關(guān)地質(zhì)問題的有效解釋。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中方向?qū)?shù)的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)磁異常區(qū)域的綜合性判斷與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷裂帶實(shí)際情況的有效了解與全面掌握，明確內(nèi)部異常情況。通過分析0°、45°方向?qū)?shù)能夠確定磁異常帶走向及構(gòu)造情況；通過分析90°、135°方向?qū)?shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同方向地質(zhì)構(gòu)造的準(zhǔn)確反映，為對(duì)斷裂帶位置、走向情況的分析、研究提供有效依據(jù)。

5 結(jié)論

總而言之，物探是基于地質(zhì)體物性差異而形成的，工作人員能夠按照搜集所得的數(shù)據(jù)以及樣品測(cè)試結(jié)果來將區(qū)域地質(zhì)體的物理性質(zhì)，如密度、磁化率與電阻率等內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)與分析，并且根據(jù)具體地質(zhì)物理性質(zhì)的不同來有針對(duì)性的處理有關(guān)地質(zhì)問題。物探磁法主要是根據(jù)礦石與巖石的不同來探尋磁性礦體，并進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造的剖析，在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中獲得了廣泛的運(yùn)用，在今后，此項(xiàng)方式必定還會(huì)獲得更多的推廣與運(yùn)用，為區(qū)域活動(dòng)提供有力的數(shù)據(jù)支撐，所以工作人員應(yīng)當(dāng)要能夠正確掌握物探磁法工作原理，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況來進(jìn)行合理運(yùn)用，以切實(shí)將該項(xiàng)物探方法的效用發(fā)揮出來。