铁多金属矿区高精度磁测的半自动解释技术应用

[摘 要]对青海格尔木某矿区进行1：1万高精度磁法测量，利用Theta图边界增强方法，圈定可深入勘探的重点目标区及范围。在此基础上，在所圈定的重点异常区中，布设1：2千高精度剖面测量，然后利用剖面欧拉反褶积来估算精测剖面异常置和深度，并利用相关成像方法进行地质体成像。这样形成对高精度磁测数据的快速解释，从而提供钻探和开采的依据。钻孔结果表明，通过这种多比例尺勘探圈定异常，识别异常体赋存状态，有效降低异常误查、漏查的可能性，极大的提高了工作效率和见矿率。为该地区进一步进行磁测提供依据，也可以作为其他铁多金属矿磁测的参考。

[关键词]Theta图；欧拉反褶积；相关成像；铁多金属矿

中图分类号：P631.2；P618.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0321-02

0 引言

铁多金属矿是指富含铁质的矿藏。在地球物理勘探中，多种方法均可用于铁多金属矿的勘探[1-4]。磁法勘探因其简单、快速、有效、经济等优势而被广泛应用。而且在铁多金属矿勘探中，磁法测量的优势更加明显。因此，在该矿区，采用磁法勘探来查明铁多金属矿的赋存状态、范围及是可行的，且具有很多其它方法不具有的优点。

本次所研究的青海格尔木某矿区，虽然有过几次物探及地质勘探，但都属于小比例尺勘探，并没有圈定出可勘探的矿体的位置和范围，并进行储量评估。鉴于此，在前人工作基础上次开展高精度磁法勘探，旨在对以往漏查、或研究程度不高的异常进行详细勘探，通过高精度测量和新的处理手段，提高勘探的精度，探寻该地区找矿远景。

本次研究采用了从平面到剖面，从区域到局部，步步深入的研究。先利用平面异常边界增强手段，对异常数据进行有效增强处理，旨在圈定异常的水平位置和大致范围。为进一步深入勘探提供依据。笔者采用常用的Theta图[5]进行异常边界识别。Theta图方法是基于解析信号提出的，具有很强的幅值平衡性能，能识别不同深度的地质体边界。因此该方法从提出就得到广泛关注和应用。

在精测剖面处理中，采用欧拉反褶积方法[6，7]和相关成像方法，进行深度估算，矿体赋存状态、延伸等参数的估算。欧拉反褶积法是场源位置和深度估算的半自动解释技术，具有快捷、简单的特点。已经逐渐被作为位场数据常规处理方法得到大量的应用。

相关成像方法是一种利用概率方法完成地下地质体成像的方法。最初由Mauriello等[8]等提出，并应用于重力场与磁异常的数据处理中，取得了良好的应用效果。而后在国内由郭良辉等人发展成为一套完善的理论[9，10]，磁异常的相关成像应用较小，本文将其与欧拉反褶积方法相结合使用，达到互证的目的，同时也提高了解释的可信度。

此次研究采取这两种常用且有效的方法对实测平面及剖面数据进行处理，得到该区矿体的范围，并通过打钻验明，文中所论述方法的有效性，因此对该区下一步工作起到很好的指导作用，同时本次研究也可以作为其他相关铁多金属矿勘探的参考。

1 方法基本原理

1.1 Theta图方法

Theta图方法[5]是Wijns等基于解析信号提出的一种边界识别方法。因其具有良好的振幅平衡能力，可探测到更多细节信息，有效圈定地质体平面位置，在位场数据处理中有着重要的应用。利用水平梯度模和解析信号的比值来定义：

其中B为区域场。

因此可以写成：

（6）

通过上式可以解出水平位置和深度。其中N为构造指数，是场源强度随深度的变化率，不同的地质体对应特定的构造指数，如表1所示。

1.3 磁法相关成像

郭良辉等提出的磁异常相关成像技术，在二维剖面数据处理中，其表达式可以简写为：

（7）

其中，为真空磁导率，为测点到网格点距离，可以表示为：

2 高精度剖面数据解释

在重点异常勘探区，布设图1所示的两条剖面线P6、P7，可以更加精确的获得地质体的赋存状态、深度等基本信息。为布设钻孔，开采矿体提供依据。P6剖面总长1520m，点距10m，包含测点152个。其异常数据经过化极、滤波及去区域场后如图2a所示。

为了提高解释的精度，有效探明地质体在深度的分布状况，采取不同构造指数（Si=1，Si=2，Si=3）分别进行欧拉反褶积计算，其构造指数所代表的场源形态如表1所示。从欧拉反褶积结果可以看出，异常体主要集中在水平位置1000m到1200m，深度从50m-250m范围内。为了更进一步提高解释的可信度，笔者采用磁异常相关成像方法对地下磁性物质分布进行成像计算，如图1b所示。从图中可以看出，其结果与欧拉反褶积结果对应良好，磁性体中心埋深位置大约为150m。异常体由浅到深向1500m倾斜延伸， 对应P6的平面位置展布，在深部，此异常体可能延伸到测线之外。因此，需要更进一步查明。此结果可以矿体为开采提供依据。

与P6剖面一样，P7剖面总长也为1520m，点距10m。其剖面异常数据经过相同的处理之后，如图3a所示，在水平位置1000m处，有极大异常值，可达576nT。欧拉反褶积结果和相关成像结果如图3b所示，二者很好的吻合。可以看出，该异常体主要分布于浅部，向深部延伸也较少，向测线内侧倾斜延伸，主要集中于200m以上的范围。

将钻孔布设在图中1000m位置，该位置地表为碳酸岩，后续了解到钻孔情况是在27米处陆续见到磁铁矿化大理岩和黄铁矿化。已得到的数据，在浅层磁铁矿矿石有50米以上厚度，黄铜矿厚度可以到达12米左右。这与文中成像及欧拉反褶积处理结果吻合较好。

3 结论

利用高精度磁测，完成铁多金属矿的勘探。通过由区域到局部，从平面到剖面逐步深入的研究，有效探明该地区矿体的赋存。表明本文所采用的磁测异常半自动解释方法，在高精度磁测中是可行的，避免了许多无谓的重复工作和繁杂的处理过程，可以有效的提高工作效率，并提升见矿率。

通过欧拉反褶积方法和相关成像方法的结合，可以估算异常体的水平位置、垂向深度，以及磁性体的分布范围和赋存状态，为钻孔的布设及矿产的开采提供依据。钻孔结果证明，本文采用的半自动解释方法是有效的，且具有较高的精度。

因数据的保密性，本文只提供了部分勘探结果，但整个处理流程和方法可以为该区进一步磁测提供依据，且可以为其他铁多金属矿区的高精度磁测提供参考。

参考文献

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