磁法勘探实习报告作业

磁法勘探实习报告作业（精选5篇）

篇1：磁法勘探实习报告作业

地热井前期勘探中应重视磁法勘探的应用

高宝忠１

卢义媛２

冉伟彦３

（北京市地质勘察技术院

102218）

摘要 简要介绍磁法勘探原理、发展史及北京地区岩石磁性特征。阐述北京几个高磁性地区的地层特性。分析钻探地热井失败的原因并总结教训。强调在地热井前期勘探设计中磁法勘探的重要性。

关键词

磁法勘探 高磁地层特性 地热井失败经验与教训

Abstract

Briefed magnetic exploration theory，the history of the development and rock magnetic characteristics of beijing．Expounded formation characteristics of a few high magnetic areas of beijing．Analysis the reasons of drilling geothermal wells for failure and sum up the lessons．Emphasized magnetic exploration importance in geothermal exploration wells early design．

Keywords

magnetic exploration，formation of high magnetic properties，geothermal wells unsuccessful experiences and lessons

0 引言

磁法勘探是通过观测和分析由岩石、矿石（或其它勘测对象）的磁性所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源（或其它探测对象）的分布规律的地球物理勘探方法[1]。

早在两千年前，我国就知道并利用了天然磁石的吸铁性和指极性。国外，到1600年英国人威廉·吉尔伯特（William·Gilbert）开始研究地磁现象的起因，通过实验提出，地球类似一个大磁铁。1936年苏联人阿·阿·罗加乔夫（A·A·Логачев）试制成功感应式航空磁力仪，大大提高了磁测速度和磁测范围，使磁法勘探工作进入一个新的阶段。随着现代科学技术的发展，磁法勘探仪器的精度越来越高。电子计算机的发展，使磁场观测方式，数据整理，观测结果的处理和解释精度得到很大提高，磁法勘探应用更广泛。[1][1]

现代地磁场强度的比值，即磁化率，表示其受磁化的难易程度。在岩石形成过程中，岩石、矿石受到当时地磁场的磁化而获得磁性，称为剩余磁化强度。岩石、矿石磁性的差异是磁法勘探藉以解决地质找矿问题的基础[1]。

磁测工作按照观测磁异常的空间地域不同，分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测和井中磁测

[1]

。磁异常的观测数据需做适当的处理和改正，主要有正常场改正、日变改正、仪器的温度系数和零点漂移改正。作大面积磁测时，正常场的改正中，还应包括纬度改正。由此获得准确的异常值，常用等值线平面图和剖面图来表示。常用的磁法勘探仪器有磁秤、磁通门磁力仪和质子旋进磁力仪。北京地区岩石磁性特征

2.1 侵入岩的磁场特征

北京地区的燕山期侵入岩体不论埋深大小，均能引起规模较大，形态规则，峰值在500nT以上的磁异常。他们的平面形态一般为圆形或椭1 磁法勘探方法

岩石磁性主要取决于铁磁性矿物的包裹体，最常见的铁磁性矿物有磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿和磁赤铁矿。岩石、矿石的磁性由感应磁化强度和剩余磁化强度两部分组成[1]。岩石、矿石受现代地磁场的磁化而产生感应磁化强度与 [1]

圆形，有些呈方向性很强的条带形。一般在外围不存在伴生负异常，有些仅在北侧有很小规模的负值出现[2]。

2.2 火山岩沉积地层的磁场特征 由于火山岩多以似层状迭加产出，且具一定埋深（百米至上千米），一般可在地表引起几十至400nT左右的跳跃异常场，异常平面形态不甚规则。有些地质体由于受北东向构造的影响，异常也显示出北东轴向或线状较好的条带状。由于多层磁性体互相干扰和本身磁性不均匀造成曲线形态复杂，大部分边界形态复杂，一般在正异常一侧或四周出现伴生负异常。2.3 变质岩的磁性

变质岩的磁化率和天然剩余磁化强度变化范围很大。按磁性变质岩可分为铁磁—顺磁性和铁磁性两类。由沉积岩变质生成的岩石称为水成变质岩，其磁性特性一般具有铁磁—顺磁性。由岩浆岩变质生成的岩石称火成变质岩，其磁性有铁磁—顺磁性与铁磁性两种。磁性差异和原岩的矿物成分以及变质作用的外来性或原生性有关。2.4 沉积岩的磁性

沉积岩包括碎屑岩和碳酸盐岩，它们不具有磁性或仅具微弱磁性。

图1

磁测△Z异常等值线平面图 2003年根据兴热-1井和安定地热井的资料做了岩性探测等物探工作后，在兴热-1井南测1200m处设计了兴热-7地热井。兴热-7推测地层结构为第四系层底350m、第三系层底1000m、长城系内2200m终孔，长城系高于庄组白云岩为热储层。当时认为磁异常由西北向东南略有增加，数值相对较高，在600—650nT之间，深部发育有规模较大的岩体，岩体的厚度有从西北向东南变厚的趋势。但是，由于受两眼井之间的礼贤——夏垫断裂带的影响，推测兴热-7井见岩体比兴热—1井深。而实际兴热—7井揭露第四3 磁法勘探在地热井中的应用

3.1大兴榆垡地热井分析

从榆垡地区磁测△Z异常等值线平面图（图1）看，磁测等值线总体走向北东，异常中心在榆垡——东董各庄一带，分布范围较大，磁异常最大值为800nT，榆垡镇的兴热-1地热井处磁异常数值为550nT，区内没有负异常。兴热-1钻探揭露第四系层底354m、第三系层底874 m、长城系层底1728m，以下为变质岩，终孔于2074m。长城系高于庄组为热储层，出水温度38℃，出水量1080m/d，降深达到200m。另外，在榆垡东北18km的安定地热井在1925m也见到变质岩，其地面磁场值为400nT。由于本区第四系、第三系和长城系地层均无磁性，故推测引起磁化率的地层为变质岩。3[3]

系层底340 m、第三系层底1478m、长城系层底1810m、以下为变质岩，终孔1940 m无水成为废井。这是因为第三系变厚而又提前见到了岩体，使得含水层长城系高于庄组变薄，只有332m厚，且不破碎，所以没水。

推测失误的原因是因为未对磁性体埋深进行定量计算，磁测数值变大说明岩体的埋藏深度变小，而礼贤——夏垫断裂更使得第三系变厚，断裂的通过并没有影响变质岩的存在，长城系高于庄组白云岩含水层变薄，裂隙也不太发育故而无水。

3.2 延庆小鲁庄地热井磁测分析[4] 从（图2）可以看出，图上红色区域为磁场值较高的区域，解释为磁异常区。它是由延庆西北侧山区出露的大海坨花岗岩体延续到平原区的广积屯——中羊坊——郎庄一带在地下2000米左右深度侵入引起的。图上蓝色区域为低值磁异常区，属于延庆盆地，地层顺序为第四系、第三系、侏罗系和蓟县系雾迷山组，它们都是无磁性地层。

延庆小鲁庄地热井没有进行前期地热勘探可行性论证，盲目施工结果造成了大的风险。小鲁庄井终孔于2238m，其中第四系层底620m、侏罗系层底1000m、蓟县系雾迷山组层底2202m，下伏为花岗岩侵入体。其出水温度只有38℃，水量80m3/h，主要是蓟县系雾迷山组上部出水，下部的地层被岩体侵入，有温度无水。如果当时做了前期勘探，认真分析磁法勘探的资料，孔位的设计应该向南移500m即可避开花岗岩侵入体，则同样的钻探深度，出水温度可达到60℃以上。如延庆县城内圣世苑两眼2500米地热井出水温度均为68℃；延庆监狱一眼2000m、一眼2300m的地热井出水温度都达到70℃。这些井都处于地磁场低值区（或负异常区），结果孔内未钻遇岩体。

形，分布范围较大，异常中心在海淀区苏家坨东，六里屯西北，极大值为3000nT。异常范围内的山区出露阳坊花岗岩体。平原部分多个钻孔打到黑云母闪长岩、辉石闪长岩等偏基性的岩浆岩，最浅钻孔在100米左右见到。

温热—1井位于岩体中心的西南侧白家疃村北，磁异常值为800nT。经过前期直流电阻率测深、微动测深、磁法勘探、水文地质和地热地质调查等工作之后，设计地热井第四系层底200m、奥陶系层底360m、寒武系层底840m、青白口系层底1700m、蓟县系铁岭组层底2000m、洪水庄组层底2100m下伏雾迷山组，终孔2600m，出水量500m3/d，出水温度40℃以上。而实钻时揭露第四系180m、下伏为奥陶系灰岩和闪长岩、花岗岩互层，上面（1600m以上）以灰岩为主，裂隙比较发育，水层比较好但温度低；下面（1600m以下）灰岩裂隙被闪长岩花岗岩侵入体为主填充，地层有温度无水，终孔深度2773.6m。除第四系与奥陶系的分界明显外，由于火成岩侵入、蚀变强烈没有发现标志层，下部地层时代难以确定。该井上部地层出水，出水温度30℃，出水量1000m3/d，没有达到设计指标。该井失误的原因是没充分考虑到岩体外接触带的复杂性和后期处理措施的不得当。

图2

磁测△Z异常等值线平面图 3.3 温泉镇温热-1井分析[5]

从图3看，该磁异常等值线平面形态近似圆

图3

磁测△Z异常等值线平面图 3.4 来广营西的来热-2地热井分析

从图4看磁异常呈北东向条带状分布，不是 3 很规则，来广营东南北东向密集带为顺义断裂带通过的位置。顺义断裂东南侧磁异常为零，第四系下伏白垩系、侏罗系、蓟县系雾迷山组，地层不含有磁性，地热井成井深度较浅，一般为2500m左右。而顺义断裂西北侧，磁异常数值较高，最大值为350nT，第四系下伏为侏罗系，厚度在3000m左右，且天竺西侧几个地热井在3000m左右的深度都没有穿透该地层，这几个地热井的取水层为侏罗系裂隙水，只有朝来农艺园来热—2井穿透侏罗系。

据钻孔岩样鉴定认为该地区磁异常是由侏罗系安山岩引起。朝来农艺园来热—2地热井第四系层底245m、侏罗系层底3450m、石炭-二叠系层底3620m、下伏为奥陶系，4051m终孔，出水温度为78℃，出水量1400m3/d。侏罗系上部岩性以安山质火山角砾岩、凝灰质砂岩、复成分灰质、砾岩为主；下部2442—3414m为凝灰质砂岩、安山质角砾岩、安山岩，它们组成了三个爆发相——溢流相喷发韵律互层。该井侏罗系地层厚度为3265m，引起地面磁异常的地层为安山岩。虽然该井的最终成果比较不错，但由于其钻探和后期洗井处理事故的时间总共将近三年，给施工方造成了巨大的资金损失，说明钻探的风险极大。

通过对在几个高磁异常区钻探不成功的地热井的分析，认为地面磁异常数值的大小直接反映磁性地层埋藏深浅。特别是有花岗岩侵入体的地区，岩浆在运移过程中很容易侵入到碳酸岩盐地层中，充填碳酸岩盐地层的裂缝，使该处地层不含水，结果地热井的热储层有温度而没有水，从而造成投资几百万元的地热井成为废井。

因此，在北京个别地区，如延庆盆地北部、海淀温泉至阳坊北侧、大兴南固安北等，其高磁异常都是由花岗岩磁性地层引起的，在该类地区钻探地热井风险性极大，已经钻探的几个地热井都不太成功。

由侏罗系火山岩（如安山岩）引起的地面高磁异常区，侏罗系地层较厚，见热储层比较深，成井深度较深，钻井风险较大。如朝来农艺园地热井深度达到4051m，顺义天竺地区地热井在3000m一般都没有穿透侏罗系，因此，在地热井前期可行性论证时要充分收集磁法勘探资料，在花岗岩侵入体地区应适当补充磁法勘探，进行高精度磁测工作，将岩体的界线确定准确，避免将地热井布置在花岗岩侵入体上，造成不必要的损失。

参考文献：

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地质出版社

1991年

罗孝宽

郭绍雍主编。

[2] 北京平原区1/5万磁法区域调查工作总结报告 北京

市地质矿产局物化探队

1986年12月

冉伟彦等。[3] 北京市大兴区榆垡地区地热资源勘查钻井前期论

证报告

北京市地质勘察技术院

2003年

赵连海等。

[4] 北京市延庆县平原区地热资源调查工作报告

北

图4

磁测△Z异常等值线平面图

京市地质勘察技术院

2002年

高宝忠等。[5] 北京市温泉镇温热1#井完井报告

北京市地质勘

察技术院

2000年

柯柏林等。4 结论

篇2：磁法勘探实习报告作业

关键词：重力与磁法勘探,生产教学实习,勘查技术与工程

重力与磁法勘探是历史悠久的物探方法,广泛地应用于金属、非金属固体矿产、石油和天然气的勘查。另外,在工程地质、地震预报、水文、考古等领域,这两种勘探方法也有诸多应用。它们具有勘探效率高、成本低、横向分辨率高的特点[1,2]。作为一门课程,其又是地球物理学、勘查技术与工程等专业本科生的必修课程。其理论教学改革一直是高校相关领域教师关注的重点[3,4,5,6,7]。勘查技术与工程等专业对地球物理课程的要求是理论与实践教学同等重要。其中,生产教学实习是衔接理论教学与生产实践之间的重要环节,是多数学生走向生产单位之前的最后一次野外实地教学演练。如何利用这一次机会培养学生发现问题、解决问题的能力也是值得物探方法实习指导教师思索和探究的问题。结合近年来吉林大学地球探测科学与技术学院在辽宁省兴城市夹山工区以及吉林大学兴城教学实习基地开展的重力与磁法勘探生产教学实习活动,对我们取得的一些经验进行了总结。

一、大胆使用新仪器

长期以来,吉林大学地球探测科学与技术学院的重力与磁法勘探生产教学实习都是使用国产仪器。其原因是参与实习的学生人数众多,只有国产仪器的台套数才能满足生产教学的需求。另外,因学生对仪器操作不当或保护不到位等原因造成仪器故障的情况也偶尔发生。相比之下,进口物探仪器非常昂贵,例如:加拿大生产的石英弹簧重力仪(CG-5)一台仪器售价超过一百万人民币,其售价高、维修成本高和维修周期长的特点阻碍了它在野外生产教学活动中的应用。

近年来,学校在物探教学仪器与设备上的投入有所增加,新购进了CG-5以及GSM-19T、GSM-19TG等重力与磁法勘探进口仪器,为我们将先进的仪器设备应用于生产教学实习提供了条件。尽管进口仪器的数量有限,还不能完全满足教学的需求,但也为开拓学生视野、激发学生学习兴趣、培养学生实际动手操作能力打下了基础。在实际教学中,为了让更多的学生接触到先进的仪器设备,我们将学生分成多个小组,每个小组在保障国产仪器配给的前提下,轮流使用进口仪器。以CG-5为例,每个小组只使用它完成1条测线的重力测量。多个小组的测量结果综合到一起可以实现测区(多条测线)的全覆盖。

引进了贵重的新仪器,还需要有相应的配套措施才能让参加实习的师生放心使用。为此,我们在以下几个方面采取了措施:加强对师生规范操作的培训,严格按照用户手册的要求执行;与厂家代理商密切联系,了解其他用户在使用该类仪器时的常见故障,并制定相应的防范措施;加强仪器的日常保养与维护;培训教师掌握处理一些小的硬件、软件问题的技能,例如:焊接GSM-19T断裂的探头缆线;自制CG-5背包,便于在陡峭山地运输;及时升级仪器的系统软件;对于使用CG-5的学生小组,教师在野外实习过程中全程陪同,帮助学生选择安全的上、下山路线,及时制止学生不规范的操作或危险的搬运动作,降低重力仪发生故障的风险等等。

针对岩石密度测量,我们引进了台湾产的MH-600Z密度仪。与我们学校以前自制的电子密度仪相比,尽管同样是使用排水法测量岩石标本密度,但是新仪器在小型化和自动化方面有很大的优势。自制的电子密度仪外包装有行李箱大小,使用时需要配备一个水桶作为盛水容器,而且只能外接交流电源;相比之下,进口仪器的体积只有自制仪器的四分之一左右,自带小型水箱及防风罩。新仪器不仅可以在室内使用交流电供电,还可以依靠其内置电池,在野外岩石标本采集现场也可以工作。经过岩石标本的对比测试,新仪器具有方便快捷、精度高、重复性好的优点,因此我们用它替换了自制的仪器。

磁化率测量方面,我们引进了捷克产的SM-30磁化率仪。这种仪器只有普通手机大小,采用纽扣电池供电。其优势是方便携带,可以直接在野外测量岩石的磁性参数(磁化率),而且测量效率高。缺陷是有效测试深度很有限,一般不超过30 cm。但是它可以作为地表磁化率填图的工具使用。在野外的每个测点,学生在不到一分钟的时间内就可以完成磁化率测量,其结果还可以辅助GSM-19T的测量结果进行地球物理———地质解释[8]。所以,在磁法勘探生产教学实习中,我们也尝试将它列入了实习内容。

关于定向标本的磁性参数测量,我们既有本学院教师自制的纯塑料以及纯铜的岩石标本测量架,也有新购置的铝合金测量架;有的适用于高斯第一位置测量,有的适用于高斯第二位置测量。为了拓展学生的知识面,两套装置都用于实践教学,使学生掌握不同的测量方法。通过不同测量装置、不同测量方式的对比,学生可以体会到磁性参数测量过程中的误差大小,理解标本统计分析的必要性。

经过这几年的探索与实践,在师生的爱惜使用和精心维护下,新仪器(包括进口仪器)的返厂率为零。它们凭借其高精度、高可靠性,获得了师生们的一致好评。它们在野外生产教学实习中发挥了重要作用。

二、巧妙设计勘探任务

我们的重力与磁法生产教学实习的主场地位于辽宁省兴城市的夹山,工区布设有范围为400m×400m的测网,网度为40m×20m。测区最高海拔为133m,地形起伏高达80m。在夹山山脚有一条北西向的深沟横切多条重、磁测线,山顶还有走向呈“L”形的含铁石英砂岩岩脉出露。重力与磁法勘探任务是查明断层性质、走向;查明含铁石英砂岩岩脉的展布情况,并估算其埋深。

教师通过设置以上的地质问题,的确能锻炼学生学习和掌握多种重、磁数据处理方法的能力。但是由于物探领域中广泛存在的多解性,学生对他们的数据处理和解释成果并没有信心。特别是对勘探目标在地下埋藏深度的估算,不同学生的计算结果出入较大。我们也没有条件在夹山布设钻孔来逐一验证。然而转换一下思路,我们可以通过巧妙设计其他勘探任务来验证我们数据处理方法的有效性。

例如:在杨家杖子镇上黑鱼沟地质剖面下方有一处铅锌矿的矿洞,它的走向与地质剖面的方位正交。矿洞入口的上顶到地质剖面所在的那条小路路面的距离大约4m,矿洞的中心深度约5.5m。我们在矿洞上方的路面上,以矿洞为中心布设长60m的重力精测剖面,点距1m。利用CG-5进行高精度重力测量,以路边基岩为重力基点,获得相对布格重力异常。学生根据这条剖面的重力数据估算出矿洞的中心埋深,这样就能将他们的解释成果与测量到的矿洞中心埋深进行直观的对照,从而验证所采用数据处理、解释方法的有效性。

再例如异常分离的问题。在重磁勘探领域中,由于位场天然的叠加性,观测到的异常是不同尺度不同深度场源的综合反映。因此通常需要先在总的观测异常中分离出代表埋藏浅、规模小的地质体引起的局部异常和代表埋藏深、规模大的地质体引起的区域异常。然后,再根据不同的勘探目标,选取分离后的异常数据进行后期处理和解释。而传统教学活动中都是通过理论模型进行讲解演示,学生并没有对实际勘探工作中不同规模、不同深度的场源产生异常的感性认识。在夹山工区,根据实测重、磁异常进行区域与局部异常分离也会出现多种结果。为了让学生直观地了解区域异常与局部异常,我们在吉林大学兴城教学实习基地院内的一片小树林里,用测绳布设了一个范围为2.1m×2.1m的磁法勘探小工区,网度为0.3m×0.3m。勘探目标是一把学生随意扔在测区中央内的斧头。由于斧头的磁性较弱,采用四节探杆的质子旋进磁力仪已经无法观测到斧头引起的磁异常。因此,我们只用一节探杆,以增强有效信号的强度。我们先测试一遍包含斧头在内的总磁异常,以此作为区域异常和局部异常的叠加场。然后将斧头从工区内移走,再测试一次不含斧头的磁异常,这就是区域背景场。最后叠加场减去区域背景场,即可获得仅由斧头引起的局部磁异常。通过这个实验,学生对区域与局部异常的不同幅值、不同规模及不同形态有了深刻的认识。

理论课上已经学习过重力或磁异常的垂直梯度具有突出浅部异常、压制深部异常的作用,即对背景场的干扰有抑制作用。学生们也知道实测的梯度数据与通过实测的总场转换而成的梯度数据之间会有差异。这些理论知识在实际勘探过程中也是可以得到验证的。因此,我们依托加拿大GEM公司生产的质子梯度仪GSM-19TG,设计了相应的验证试验。同样利用“寻找斧头”的磁法工作测网,在前一次利用质子磁力仪GSM-19T进行总场测量的基础上,再用磁梯度仪进行一次测量。将实际观测到的磁梯度(垂直梯度)数据与通过将总场数据求垂向一阶导数计算而得到的数据进行对比,可以加深学生对二者差异的印象。此外,将测量的磁梯度数据与通过异常分离获得的剩余异常的形态进行对比,也可以突出梯度测量的优势。借此“显而易见”的勘探试验,我们引导学生去分析这些实验数据相似或存在差异的原因,从理论和实践两方面去深化认识。

诸如以上的新的实践教学内容,不但巩固了学生对理论知识的理解,还加深了他们对重磁勘探方法解决实际问题的效果的认识。重磁的近地表勘探任务和夹山工区的地质勘探任务,使学生体会到重磁方法在解决不同规模、不同尺度的工程和地质问题中发挥的作用。

三、鼓励应用新技术

随着时代的发展,重磁领域也不断有新技术涌现。以重磁成果的图件表达为例,我们最开始是采用手工绘制剖面图、平面剖面图和平面等值线图。现在随着计算机技术的发展,绘制三维图形已经不再困难。应用学院购买的Oasis montaj教学软件,不但可以快速绘制出彩色的平面等值线图,还可以绘制立体阴影图等。当然,部分图件的手工绘制仍然是我们教学的内容。因为它可以加深学生对成图过程的理解,体会到在绘制图件过程中需要考虑的各种因素。坚持手工与计算机绘制图件相结合,既可以巩固学生绘图的基础知识,也可以使重磁测量成果的表现形式满足现代勘探行业的需求。在编制图件的过程中,我们也注意到了多种行业规范以及不同项目的要求,鼓励学生用Map GIS或Arc GIS专业软件绘制规范图件。

同样以地质体埋深的计算为例,鼓励学生们在掌握基本方法(切线法、特征点法、欧拉反褶积法)的前提下,应用更多的方法进行实践。部分同学经过大学生创新计划或开放性实验的训练,已经掌握了一些新的算法,例如各种成像技术、反演方法等。我们鼓励学生用自己亲自测量到的数据对新的算法加以验证。通过新旧方法的对比,学生才能对各个方法的优劣进行综合评判。

物探数据采集精度的提升是一个相对漫长的过程,它依赖于软、硬件技术的发展。因此,在比较长的一段时期内,数据本身的精度是不会过时的。学生们在野外生产教学实习中采集到的数据是一笔宝贵财富,它不仅可以用于实习报告的编写,还可以用于后续的学习当中。但是,不同的数据处理方法和解释技术从相同的数据中获取到的有用信息却大有不同。在大四的重力与磁法相关的专业选修课中,甚至是一些毕业设计中,我们也要求学生用实习的实测数据去验证新的方法技术、或者对数据进行重新加工再利用,从而获得新的信息。

四、坚持进行综合解释

我们在夹山工区开展的野外测量项目有地形、重力、磁法和电法测量。对于同一个地质目标,如果满足开展多种物探工作的勘探条件,那么进行多种物探方法的综合解释是减少多解性的有效手段。

例如:夹山工区的含铁石英岩脉的磁异常和电性异常都非常明显,而且它们在两幅异常图上的空间展布形态是一致的;测区西南角的断裂构造在布格异常图和高精度磁异常图上都有显著的特征,呈北西向的异常梯级带等等。所以,在兴城生产教学实习中,不仅要求学生对每一种物探方法单独编写实习报告,还要求提交一份综合解释报告。针对特定的勘探目标,要求学生综合分析它的重力异常、磁异常和电性异常。根据其重、磁、电的物性参数,分析其理论异常与实测异常的对应关系,从而训练学生利用综合物探来降低多解性、提高解释成果可靠性的能力,以及培养学生对问题进行综合分析、结合地质与地球物理进行解释的能力。

尽管学生对工区的地质认识相同,他们以小组为单位开展测量,而这一小组获得的地球物理数据也是完全相同,但是每个学生对同一套数据的处理方法和解释方法各不相同。因此,综合解释之后的成果也存在着差异。由于每一项实习内容的勘探目标是客观存在的,基于地球物理勘探方法本身的局限性以及学生对知识的掌握程度不同,学生之间不同的解释成果反映的是它们对这一客观事实的逼近程度不同。所以,我们也教育学生正确看待这些差异,在报告编写过程中切忌弄虚作假,要实事求是。

教学活动是一个逐步积累经验的过程,也是持续完善的过程。伴随着重磁勘探领域的软件和硬件的发展,工业界对本专业学生能力的期望以及当代学生自身的特点,重力与磁法勘探生产教学实习内容也应该有相应的调整。其根本目的是让学生完成从理论知识到生产实践的顺利过渡,为走向工作岗位打好基础。此外,教学本身也是富有创造性的活动,需要师生共同努力持续不断地探索和总结一些更好的经验与方法,推动教育事业向前发展。

参考文献

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篇3：磁法勘探在铁矿勘察的应用

关键词：磁法勘探；铁矿勘察；测量；应用

随着物理学科的逐渐发展，学科在实际工作中的成熟应用，以及现金的技术设备和方法的引入，我国的物质勘察质量得到了进一步的提高。特别是磁法勘探技术在铁矿石勘察的运用成效显著，磁法技术的运用水平越来越高，铁矿的采集质量越来越好，满足了铁矿行业对铁矿的增长需求。这种高精读的铁矿勘察技术，关系着我国铁矿行业的发展，如何使磁法勘探的效用更好的发挥，成了地质勘察中普遍关心的问题。为此，下文将对磁法勘探在铁矿勘察中的应用进行详细分析，具体如下。

1. 磁法勘探的内容及技术特点

1.1 磁法勘探的内容

磁法勘探又名磁力勘探，被勘测物质存在介质差别，通常是岩石和矿石容易产生磁性差异，这种差异产生的磁异常。同时含有磁性的物质磁场与地球磁场叠加，也容易产生磁场畸形。测量磁差异对被勘探物质的含磁性矿物的具体隐藏位置和铁矿物质的形状大小，并研究分析被勘测物质的地质结构和物质构成，勘探岩石地质中的铁矿分布和铁矿含量。此种技术主要依赖于的工具是磁力仪，利用磁力仪反映出磁异常，根据反馈信息编制等值线图，分析铁矿在岩石物质的存在的具体空间位置。

1.2 磁法勘探的技术特点

磁法勘探是鐵矿勘探最为重要的一种勘探方法。此种勘探方法在铁矿勘探中有以下的特点：第一，高效性。铁矿是一种具有较强磁性的物质，磁法勘探能够勘探出铁矿磁性的具体差异，判断出磁性差异的具体空间位置，能确定磁性物质的投射区间位置范围，高效地甄别不同位置的磁性感应。第二，实用性。铁矿石分布范围广，存在特殊的地质结构中，易受自然条件和周边环境影响其勘探的准确性，而此种磁法技术对勘探条件要求低，客观的环境因素不影响铁矿的磁法勘探的效用。第三，准确性。磁法勘探借助的勘探仪器改变了以往复杂、大型、繁重的缺点，引进了现代化的磁法仪器，例如光贡仪器、质子仪器等，同时结合卫星定位仪器，通过连接计算机测量系统，实现自动化的数据反馈，提高了工作效率，减少了工作量，先进的仪器提高了测量准确度。第四，时效性。采用磁法勘探，能准确测明铁矿物质在岩石矿物中的存在状态，减少了探勘的其他勘探仪器的施工，通过计算技术直接勘探铁矿几何形状及赋存含量，减轻了勘探的工作量，为下一步的铁矿采挖具有指导意义的作用。

2. 磁法勘探在铁矿勘察中的应用

2.1 设置观测站

我国的某一个大型矿区设置长期的观测站，观测站数量达到八个且选取了1∶3000的比例设网，在铁矿资源丰富的工作区域进行测量，利用计算机技术，运用电子追踪的方式反馈测量信息，编制三维立体图。这项检测共采用了每个80cm的布测线80条，使用的磁法探测点3000个，运用了现代化先进的磁力仪器，获取铁矿物质的存在实际的信息数据，使用微人机相互反演和磁化三维反演这两种模型相互配合，对测量数据进行科学的解释工作。

2.2 井下磁测量

井下磁测量是地面磁测在井的延伸，对井下适当的岩层进行钻孔磁测，根据结果划分含有磁性物质的岩层，寻找盲区的隐藏矿物质。例如北方某一矿区有着丰富的铜镍资源，在该矿区运用了地一井瞬变电磁法进行资源的勘察。主要是在该矿区的zk17孔进行的全方位的观测，通过观测数据证明，在井下深150m处出现了磁异常幅值的较高点，此磁异常范围广泛，经过数据分析解释，发现磁场的异常是由于附近的铜镍资源存在导致井孔处的厚板状的导体干扰了磁场。这一种磁感应的测量方法因此得到广泛的试验。该井下的磁测量，能够对隐伏在盲区的铁矿物质进行勘察控制，为地质工程提供了很好的指导意义。

2.3 磁异常中心测量

在某一磁性物质矿石区域的磁异常中心地段，对点距进行加密，对地磁强度加深，多次在同一工作日内，进行同一时长的磁力测量，获取同一时长的磁异常数据，编制等值线平面图，经过对数据进行分析解释，对多次的磁测数据进行反演处理，同时与勘察前期的地质剖面图进行对比推断，能得到铁矿的脉向延伸较大的结论。

2.4 日变性测量

在某一个铁矿区进行GPS的坐标定点后，使用质子磁力仪对其进行勘察，该仪器具有高精度高效率的特点，在测量过程强调日变测量，测量值随时进行修正，得到的磁测值进行系统的分析判断和全方位的解读，等磁线平面图分析还要结合磁异常的剖面图，对异常的岩石区域使用钻孔验证，对异常的岩石进行孔内取样，判断出是否存在铁矿资源。铁矿区的此种方法运用于采集铁矿资源总体效果明显。

2.5 面积性测量

通过前期的勘察得知铁矿资源丰富的地质区域开展大面积的磁力勘察，选取相应的比例，依据铁矿资源所处的地质条件，对磁法勘探结果进行按量按质的分析解释，对勘察结果进行定质判断，根据全面分析的结果圈定区域性勘察的“靶”区，从而进行下一步的勘察行动。

2.6 梯度测量

地面磁测量中还有一种特殊的梯度磁测量方法。在进行地面磁力勘察中，存在着复杂的磁异常部分区域，在这些部位和异常特征点采用不同深度的探头进行勘察，阶梯式的不同高度的磁勘探呈现出不同高度的磁感应和磁场，在垂直方向上，对不同高度的磁测量数据进行分析比对，对不同阶梯高度的磁感应的深浅参数判断不同高度的铁矿物质的分布状态、分布位置及矿藏埋深。这是一种纵向的磁法勘察方法，着力于方向性的磁感应探究，对铁矿位置的隐藏深浅有很好的勘察效果，提高对铁矿资源的空间规模的把控力度。

2.7 磁参数测定

一切的铁矿勘察工程的前提条件是进行磁参数的测定，只有准确无误的磁参数才能解释地面铁矿勘察结果。对需要进行铁矿勘察岩石矿石进行标本采集，样本采集选取注意多样性，选取不同高度、深度、广度的岩石标本，样本的磁测量反映铁矿石与周围岩石的磁场感应区别，通过磁差异反演计算该铁矿石的磁性程度，进而确定区域性的磁法勘察的磁参数，为更大面积的磁法勘察提供基础性的解释服务。

3. 磁法勘探应注意事项

磁法勘探虽然受到客观因素影响微小，但主观因素制约着磁法勘探发挥着勘探准确的效用。在勘探过程中，作为勘探的具体行为人应注意以下事项：

3.1 科学选取磁参量

磁参量的选取应具备科学性、合理性。根据勘探目标任务和勘探的区域要求，结合地质条件和铁矿的赋存大概位置，采用恰当的磁勘探仪器，选取的磁参量能够对特殊的磁异常作出科学性合理性的解释和判断。对于独特的磁异常地质区域，可选取多种磁参量同时进行勘探，应对磁异常的多样性的特征。

3.2 磁场干扰分析

使用磁法勘探发现的磁异常通常被认为是磁性物质的磁场干扰，然而在具体的勘探过程中，也存在着非铁矿物质的干扰，这些富含磁性的物质反映的磁异常幅值很高，需要谨慎的甄别这些磁性物质是否是铁矿物质造成，应注意周边能反映磁场异常的景观物质，例如高压线、建筑管道、太阳黑子等。

3.3 磁异常多次测量

磁异常不仅仅是磁性磁场的叠加产生的，还存在着由于人为操纵或仪器失灵等原因产生。因此，出现磁异常的区域应进行多次勘探测量，特别是加深点距、线距的密集程度，结合异常区的地质情况进行分析解释，获取异常磁场的具体形态，提高异常形态测量质量，保证异常形态的真实、可靠。

4. 结束语

总而言之，伴随着我国铁矿资源存量逐渐减少和矿产资源需求的扩大，科学合理的勘探开发利用技术越来越受到广泛关注。磁法勘探是铁矿资源开发采集的必经途径，为铁矿勘察高效工作提供了可能。但是，在实际应用过程中，磁法勘探技术在勘察领域还需相关工作人员在实践过程中不断地进行完善和发展，并寻求与其他勘察技术的技术互补，以使磁法勘察在铁矿勘察的应用更广泛，进而有效提升铁矿勘察效率。

参考文献：

[1] 段凌峰. 磁法勘探在河北省西北部礦集区找矿预测中的应用[J].西部资源，2016（4）：162-163.

[2] 于秀璇.磁法勘探的技术特点及在铁矿勘察中的应用[J].科技传播，2014（17）.

[3] 张富贵. 磁法勘探的技术特点及在铁矿勘察中的应用[J].地球，2016（7）.

[4] 郭军. 磁法勘探技术在老矿区找矿中的应用及效果[J]. 地球， 2015（12）.

[5] 尹见香. 磁法勘探的技术特点及在铁矿勘查中的应用[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2015（16）.

[6] 徐博伦. 高精度磁法在新疆阿克陶县孜洛依北一带铁铜矿勘探中的应用[J]. 西部探矿工程， 2014， 26（8）：153-155.

[7] 孙堃 . 磁法勘探在某矿外围铁矿资源潜力调查中的应用[D]. 中国地质大学（北京）， 2013.

篇4：磁法勘探在新疆某矿区的应用

磁法勘探是利用地下各种岩 (矿) 石间的磁性差异所引起的磁性变化 (磁异常) 来寻找地下有用矿产或查明地下地质构造的一种地球物理勘探方法。在物探方法中具有有效, 使用, 高效, 经济, 便捷等特点。

1 地质概述

1.1 地层

据1999年《新疆岩石地层》, 调查区地层区划属天山———兴安岭大区之北准噶尔地层分区的北塔山地层小区。区内出露地层主要有:奥陶系、泥盆系、石炭系、二叠系、侏罗系和第四系。

1.2 地质特征

调查区处于处于哈萨克斯坦-准噶尔板块之准噶尔微型板块内的谢米斯台-库兰卡孜干晚古生代岛弧内。区内火山活动强烈, 侵入岩发育, 构造运动强烈。区内分布有已知铜、铁、铜金等矿点多处, 区域化探异常发育, 属铜、铁、金矿化集中分布区和区域化探异常集中区, 成矿地质条件较为有利, 具较好的找矿前景。

1.3 地球物理特征

本次工作发现, 调查区磁场强度变化大, 负极大值达到-4737nT, 正极大值达到5247nT, 一般以0~1000nT为主。沿NW向对角线横切调查区, 磁场沿该线显示出中部高, 两侧低特征。磁场线性特征不明显, 相对来说, 调查区磁场呈环状特征。在调查区南部环状特征尤为明显。环形场周围磁异常较多, 强度较大。总体来看, 调查区磁异常零乱, 突变点较多, 单个异常形态不规则, 连续性差。

本次在调查区开展的时间域激电工作中发现, 视极化率比较低, 1.5%~3.66%之间。进一步说明区电激电特性差异较大, 区内金属硫化物分布不均匀。

2 野外工作方法

2.1 测网布设

扫面采用北京54坐标系, 高斯-克吕格投影, 按6度分带, 中央子午线为93°。高程采用56黄海高程基准。地形图基本等高距为5m。

为了达到1∶5千的工作精度, 本次物探测网布设使用了南方测绘RTK (灵锐S82) 一套、莱卡全站仪一台。网度为50×10m;线距为50 m;点距为10m。测线方位为东西向, 起始点用手持GPS确定。

2.2 仪器性能检测

本次高精度磁测使用的仪器是加拿大产GSM-19T型微机质子磁力仪共4台, 在开工前和工作结束后都要对仪器噪声水平进行测定。检测结果符合规范要求。说明本次物探工作使用的磁法仪器各项技术指标均优于规范和设计要求, 能够保证工作质量。

2.3 基点选择

总基点的选择方法为: (1) 位于正常磁场内。 (2) 磁场的水平梯度和垂直梯度变化较小, 在半径2m及高差0.5m范围内磁场变化不超过2.5nT。 (3) 附近没有磁性干扰 (特别是可移动磁性干扰物) , 并远离建筑物和工业设施。 (4) 所在地点可以长期保存。

2.4 野外测量

(1) 野外工作采用总场测量方式, 观测参数为地磁场总场强度T, 探头高度为2m。野外测量采用校正点-观测点-校正点的闭合方式进行。 (2) 采用GPS航迹监控技术, 对全部测量点进行标定, 并保留全部测线航迹, 以供检查和异常查证时使用。 (3) 观测人员严格执行“去磁”要求, 并保证观测测点附近没有人为造成的磁性干扰物。 (4) 工作区地形条件很好, 磁法和GPS测点全部按设计实施, 野外没有漏点和丢点现象。其他技术要求按照《地面高精度磁测技术规程》的有关规定执行。

3 数据处理

3.1 正常场梯度改正

应用OASIS Montaj程序将实测的X、Y坐标换算成经纬度, 再应用IGRF2005模型计算每一测点的正常场T0值。计算的西南角 (4875.9/660.5点) 最小值为57327.0nT。东北角 (4895.0/687.0点) 的最大值为57424.0nT。算得南北向正常场梯度值为3.967nT/km;东西向正常场梯度值为0.804nT/km。

3.2 高度改正

应用1∶5万地形图数字化求出每一测点的高程值, 应用垂直梯度公式。以测区平均高程703m为基准点, 计算每一点的高度改正值。

在进行日变改正后, 总基点 (4891.2/686.0点) 的ΔT值为-81.7nT, 因此, 总基点的改正值为81.7nT, 总基点T0=57148.6nT。

3.3 化极处理

因为实测△T异常是斜磁化条件下的总场异常, 它与磁性体的实际位置有偏移。为了将斜磁化条件下的磁异常换算为垂直磁化条件下的磁异常, 需要进行磁异常的化极处理。选用的参数为:总基点T0=57148.6nT, 磁倾角:I=64°13′25″, 磁偏角:1°12′44″。

3.4 磁异常的上延

为了对不同深度的磁场区进行划分, 帮助判断磁性体的延伸方向, 按照要求对磁异常进行了100m、200m、300m、500m、1000m、2000m六个不同高度的上延。

根据不同上延高度磁异常特征 (图1) , 认为上延300m的磁异常与地质特征较为吻合, 并剔除了浅部干扰, 所以本测区各磁异常的划分及编号以这一上延高度的磁异常形态为主体。

4 图件分析, 异常解释

4.1 磁场异常分区

根据磁异常的强弱及异常形态, 将磁异常划分为7个区, 编号为A-I~A-VII (图2) 。纵观整个测区, 本区磁异常的主要特征为环状, 异常走向多变, 连续性不好, 整体上线性特征不明显。

A-I、A-III和A-VI区是测区磁异常最强区域, A-II和A-V区磁异常次之, A-IV和A-V区磁异常较弱, 并且A-IV区的环状特征明显。A-VII区为磁异常最弱地区。

4.2 局部异常推断解释

以A-1区为例, 本区共有8个磁异常, 其中一类异常1个, 二类异常个, 三类异常4个 (图3) 。M1-1 M1-5异常沿A-I与A-II区边界分布, 异常强度大多在500nT左右, 这5个异常为北西向展布, 走向长度约9km, 出露地层主要为石炭系火山岩, 从异常的强度和分布特征来看这个异常可能与断裂有关。

M1-6异常强度小于500nT, 近东西走向, 走向长约1.5km。推测这个异常与北边花岗岩体有关。

M1-7异常位于测区西南角, 1000nT等值线长约1km, 宽约600m, 异常最大值1623nT, 对应岩性为细粒黑云母辉石石英二长闪长岩及火山凝灰岩、火山角砾岩、玄武岩、细沉凝灰岩。推测异常与岩体有关。

M1-8向南异常没有完整。异常强度较大, 异常最大值5247nT (图4) , 异常宽度大于500m, 异常区主要出露闪长岩, 闪长岩为近圆状, 出露面积为0.5km2左右。岩石呈灰色, 中粗粒结构、块状构造。岩石主要由长石、石英、角闪石, 少量辉石组成。岩石新鲜, 未见蚀变现象。闪长岩磁性较强, 是造成地面磁测异常的主要原因。

5 结论

本次工作发现三个环形磁异常区, 对应于地质上的环形构造。本区的强磁异常主要集中在A-IV区的外围。发现本区的主要异常走向为北西向, 说明主要成矿构造为北西向。根据磁法异常推测A-IV号岩基为东侧埋深大, 北侧和西侧埋深浅。这个测区磁异常很强, 磁场变化大, 表明岩矿石磁性不均匀。

由于工作区磁性强, 磁场变化大, 根据强磁异常可以直接寻找磁铁矿, 因此建议对A-I、III类异常地段布置磁法测量。

摘要：磁法勘探是一种通过观测和分析由岩石、矿石 (或其他探测对象) 磁性差异所引起的磁异常, 进而研究地质构造和矿产资源 (或其他探测对象) 的分布规律的一种地球物理勘探方法。在这次勘探中, 使用了两种工作比例尺, 经过数据的采集、处理、分析、解释, 取得了较好成果, 提供了足量的找矿信息和找矿靶区优选。

关键词：磁法勘探,磁铁矿,数据处理

参考文献

[1]董焕成.重磁勘探教程[M].北京, 地质出版社, 1993.

[2]李才明.应用地球物理勘探教程[M].成都理工大学, 2004.

篇5：磁法勘探在间接找矿中的应用

1 用高精磁法寻找洛铁矿床

铬铁矿是岩浆作用的矿物, 常产于超基性岩中, 与橄榄石共生。超基性岩具有较强的磁性, 因而利用磁法勘探可以成功的圈定出超基性岩体, 进而以其作为寻找洛铁矿的指示标志。

以内蒙古东乌珠穆沁旗某地区矿产地质调查项目为例, 工作区位于突泉—林西华力西燕山期铁 (锡) 铜、铅、锌、银、铌 (钽) 成矿带, 区域上分布了大量的矿产, 区域成矿条件优越。赫格敖拉3756大型铬矿床, 其矿床类型和找矿标志对在工作区内寻找与超基性岩有关的铬铁矿床具有指导意义。

该区航磁异常总体呈北东向或近东西向展布 (见图1) , 正负磁场相间排列, 正负异常之间的梯度带等值线密集, 磁场复杂跳跃, 正磁场上叠加有多处局部高值异常区。

该异常区东部地表出露3条被格根敖包组 (CPg) 分割的中晚泥盆世超基性岩 (主要为斜辉辉橄岩) 带, 西部被新近系上新统宝格达乌拉组 (N2b) 和第四系全新统洪冲积 (Qhpal) 物覆盖。东部异常形态与地表出露的超基性岩形态基本吻合。结合物性特征, 该高值异常区是由隐伏的超基性岩引起, 并且3条超基性岩带向西深部连为一体。在该区超基性岩内发现产有铬铁矿 (矿化点) , 分布于斜辉辉橄岩之纯橄榄岩或含长纯橄榄岩异离体中。因此, 可将区域作为寻找洛铁矿床的重点区域, 同时具备寻找与隐伏超基性-基性岩有关的镍、钴、铁、铜、金等岩浆矿床的良好前景。

2 用高精磁法间接寻找石棉矿

用高精度此法寻找石棉矿床也有一定效果。比如辽宁某地的中温热液交代型石棉矿床。矿体的赋存部位是灰岩和辉绿岩下盘接触部位, 矿体的产状与辉绿岩岩体产状基本一致。磁异常与辉绿岩走向一致, 异常形态为狭长条带状, 异常值在150n T~300n T, 梯度较陡。根据钻探结果可知辉绿岩体的顶部埋深为10m~30m。根据岩矿石标本磁测结果, 本区的磁性较强的岩石有辉绿岩、夹赤铁矿层的板岩和含铁石英岩;其余的都是弱磁性岩石。

根据已知地质情况, 经解释推断后以为:Ⅰ号异常南北走向, 与已知的辉绿岩体对应, 应为辉绿岩体引起的异常, 而Ⅱ号异常地表对应的岩性没有什么磁性, 应是隐伏的辉绿岩引起的。主要推断的依据是:

1) 该区只有夹赤铁矿层板岩和辉绿岩磁性较强, 可以引起数百纳特的磁异常。根据地质资料可以知道, 夹赤铁矿层的板岩主要分布于Ⅰ区北部、西北部, 与异常位置不对应。

2) Ⅱ号异常特征与已知辉绿岩体引起的异常的特征相似, 沿走向异常变化较为稳定, 强度在数百以上。

3) 钻探结果证实了异常走向的变化为断层的错动而发生了改变。

3 用高精度磁法间接寻找铜矿

工作区位于和田地区民丰县和巴音郭勒盟古自治州且末县交界处, 矿区地层出露为石炭系喀拉米兰河地层, 该套地层也是本区的主要矿源层, 即铜矿的赋矿层位。该套地层主要由一套碎屑岩组成, 主要的岩性是凝灰岩、沉凝灰岩、中厚层状岩屑砂岩, 变质砂岩和泥钙质板岩等, 局部角岩化、片理化、绿泥石化等发育。

据地表揭露证实, 矿 (化) 体呈透镜体状, 走向东西, 两侧为铜矿 (化) 体, 中间夹有黄铁矿 (化) 体, 穿过矿 (化) 体中部上方布置了一条南北向测线, 测线编号cx12, 观测结果见图3, 其中300号点位于所揭露矿 (化) 体中部, 由图可见, 150~400号点之间弱磁异常反映的应是所揭露铜矿 (化) 体所含磁黄铁矿的磁异常特征。

据磁测成果并结合地质, 综合研究确定在320号点, 布设一个钻孔, 在190m附近见有致密侵染状的铜矿体。钻探验证表明, 浅部的铜矿体内含有一定量的磁黄铁矿, 所以具有弱磁性, 能引起一定磁异常, 磁异常应主要是这一部分成矿系列所引起的, 经磁性测定, 深部的主要铜矿体基本上不含有磁性的矿物, 所以基本上未引起磁异常。本区的磁测成果可以作为寻找铜矿的间接标志, 即可以通过磁法圈定磁异常体并在其附近寻找铜矿体。

4 结论

通过以上几个实例说明, 目前我国磁法在普查非铁矿种和地质填图方面的作用还有待于进一步发挥出来。不论是什么矿, 只要存在应用磁法的物理前提, 即岩 (矿) 石之间存在磁性差异, 都可能取得明显的地质效果。

参考文献

[1]郭刚强.高精度磁法在间接性找铜矿中的应用[J].四川地质学报, 2013, 33 (A01) :148-151.