磁铁矿勘查（精选5篇）
磁铁矿勘查 篇1
0 引言
自上个世纪以来, 我国利用地面高精度磁法勘查铁矿的技术比较成熟, 最早利用磁铁找露头铁矿的技术, 历史更加悠久 (梁德超, 1999;柳建新, 2006;傅群和, 2008) 。高精度磁测使观测精度从过去的几十n T提高到现在的几n T或1n T左右, 且操作简便, 工作效率高, 并具有信息量多、弱异常特征可靠性高的特点, 磁铁矿具有较强的磁性, 为本区强磁性体, 与围岩存在明显的磁性差异, 因此, 在本区选用高精度磁法寻找磁铁矿、基性岩体具备较好的地球物理前提。为了了解九龙矿区磁性地质体的分布情况, 对矿区布设了高精度磁测工作。力求在二叠系上统下部的灰-灰绿色凝灰岩、玄武岩和条带状大理岩的接触带附近或岩体中发现磁铁矿 (化) 信息, 为地质工作提供依据。
1 高精度磁测方法技术
1.1 仪器
本次物探磁测采用捷克产的PMG-1质子磁力仪, 自动采样设为10s次以观测日变数据。各项性能指标测定数据如下:
操作及点位误差±1.08n T
仪器噪声水平±0.2n T
仪器一致性±0.80n T
探头一致性±0.15n T
1.2 测线布设与定位工作
尽管由于测区地形切割程度较高, 相对高差较大, 物探测网的布设既考虑尽可能垂直地质体走向布置测线, 又考虑能让测者携带仪器到测点准确测量。基线测量采用野外轻便GPS施测, 定点精度为3m。根据设计的基线方位、基线点坐标, 用GPS实地逐点定位测量, 埋设质量好的竹筷子一双并标明点线号, 以小红布条标志。
1.3 数据采集方法
测点观测按测网进行, 观测参数—为总场强度T, 观测过程中对异常点、畸变点均进行了重复观测, 日变观测使用了与野外观测相同类型、性能优良的仪器, 在基点上进行。在一个工作日内, 日变观测始于野外生产各仪器早校正点观测之前, 终于晚校正点观测之后;读数采样时间为10s。
2 地质概况
测区所在大地构造位于扬子准地台 (Ⅰ) 康滇地轴 (Ⅱ) 泸定一米易台拱 (Ⅲ) 上。岀露地层有泥盆系、二叠系至三叠糸和第四系。岩浆、构造活动強烈而频繁, 为区域內成矿创造了良好条件。矿区位滨东背斜西翼, 湾坝河断层呈北东向在矿区东部外围通过。出露的地层有二叠系 (P) 和第四系 (Q4) 。
地层:矿区出露的二叠系按岩性特征可分为二叠系下统 (P1) 和上统 (P2) , 走向北东, 倾向北西, 倾角65°~68°;构造:矿区位于滨东背斜西翼, 构造比较发育, 区内以压扭性断裂构造为主, 位于矿区东部和东南部。属成矿前期断层, 亦为导矿容矿构造。主要有2条。节理对矿区的找矿评价工作影响不大, 以成矿前的扭性节理最为发育, 主要2组方向;变质作用与变质岩:矿区以区域变质作用为主, 主要有浅绿色变质玄武集块岩、细晶质石英大理岩、灰绿色变质玄武岩, 灰色~灰紫色凝灰质板岩、千枚岩。
3 地球物理特征
对研究区内分布的岩 (矿) 石标本, 采取了初略测定与详细测定方法进行磁性测定, 结果如表1。
根据表1测定结果, 分析认为:玄武岩和凝灰岩都是基性岩, 一般基性岩体含较多的磁性矿物, 平均磁化率为576×4π×10-6SI、252×4π×10-6SI, 大理岩属于变质岩, 平均磁化率为43×4π×10-6SI属于微磁性体, 磁铁矿的平均磁化率是10268×4π×10-6SI, 可见, 研究区内的磁铁矿的磁性为最强, 其K、Jr的值都其他岩石高出几十倍。综上所述, 磁铁矿具有较强的磁性, 为本区强磁性体, 与围岩存在明显的磁性差异, 因此在本区选用高精度磁法寻找磁铁矿具备较好的地球物理前提。
4 磁测成果及解释推断
通过对实测数据处理, 再经过经MAPGIS6.7成图1。
A-测区磁异常△T平面等值线图;B-测区磁异常△T平面剖面图;C-测区磁异常△T向上延拓20米平面等值线图;D-测区磁异常△T向上延拓50米平面等值线图;E-测区磁异常△T向下延拓20米平面等值线图;F-测区综合推断图。
通过对整个区域的异常分析, 异常呈现正负异常伴生的带状异常, 对异常划分为I-1、I-2、I-3、I-4、I-5五个异常带, I-1、I-2、I-3异常呈现带状带走向是北东走向, 并沿北西方向依次展开, I-1、I-2异常带的长度/宽度明显>3, 所以推断沿走向无限延长的水平圆状体或板状体, I-3异常是有分散的的几个小异常组成的异常带, 连续性一般, 而I-4、I-5两个异常类似椭球状。下面对异常区进行详细的描述:
由于异常带相距较小, 产状较复杂, 因此, 有必要采用延拓方法来区分不同成分所引起的异常。通过向上延拓来压制局部异常的干扰, 反映出深部较大的磁性地质体。可以看出向上延拓曲线较实测曲线光滑且平缓, 而且异常带之间的界限也不太明显了, 说明矿体具有一定的深度。向下延拓相当于测量界面更加接近磁性体, 其曲线形态较实测曲线形态跳跃剧烈, 异常变得尖锐, 较好的勾画了较小的异常场源体的轮廓, 可以看出I-3、I-4异常跳跃剧烈, 异常更尖锐。相比较交I-3、I-4, 异常带I-1、I-2还是具有一定连续性所以也从侧面证实了I-1、I-2埋藏具有一定深度。
在垂直异常带的位置布设精测剖面, 对精测剖面进行半定量推断解释, 推断矿体位置和埋深, 如图2。
通过平面等值线可以看出异常带长度/宽度>3, I-1、I-2推断为二度体, 在参考地质情况推断为沿走向无限延长的水平圆柱体或板状体。从磁异常△T剖面图上可以看出异常基本是对称的, 所以推测矿体的中心位置在极大值位置。边界范围的确定近似通过 (△Tmax/2) 来确定, 一般最浅的位置是在等值线梯度变化最陡的地段, 通过经验切线法分别计算的矿体的上顶板的埋藏深度。I-2矿体上顶板埋深约30米, I-1矿体上顶板埋深约45米, 推断倾向向北倾。
5 结论
①由于本测区岩、矿石磁性差异明显, 且尚未发现较强的磁性干扰岩石, 所以, 利用磁测方法扫面得出异常后, 并进行后期数据处理, 具有很好的异常效果, 说明高精度磁测对寻找、评价磁铁矿矿具有比较明显的作用。
②通过对异常和测区地质情况综合分析, 很好的完成了对找矿的预测。通过推断分析在测区发现3条隐伏型矿体, 缩小了找矿靶区范围。
③对精测剖面半定量推断解释很好的推断了矿体的位置和埋深, 也需要进一步的地质工作进行验证。
参考文献
[1]李才明.重磁勘探原理与方法[M].科学出版社, 2013.
[2]谭承泽, 郭邵雍.磁法勘探教程[M].北京:地质出版社, 1993.
[3]梁宝俊, 李云刚, 李双庆, 张建生.内蒙古中部鞍山式铁矿及找矿方向[J].西部资源, 2008 (02) .
[4]沈方铝, 龚育龄.地面高精度磁测在八河铁矿区找矿中的应用[J].南华大学学报 (自然科学版) , 2008 (01) .
[5]赵鹏大, 王京贵, 饶明辉, 李浩昌.中国地质异常[J].地球科学, 1995, 20 (2) .
磁铁矿勘查 篇2
【关键词】高精度磁法；上顶子铁矿；化极延拓；找矿预测
前言
目前利用地面高精度磁法测量进行磁铁矿勘查的技术比较成熟，利用高精度磁法找矿成功的案例也非常多。辽宁省开原市上顶子铁矿产于沉积变质岩中，属于“鞍山式”铁矿，通过对开原市上顶子铁矿进行的地面高精度磁法测量工作，发现了具有一定规模的磁异常体，深入研究磁异常特征以后，评价了铁矿引起的磁异常，总结了在该地区寻找铁矿的经验。
1、工作区地质及地球物理特征
1.1地质概况
工作区位于中朝准地台、胶辽台隆、铁岭～靖宇台拱李家台断凸上。勘查区内出露的地层主要是太古界鞍山群通什村组以及第四系残坡积物。通什村组（Arat）主要由斜长角闪岩、绿泥片岩、云母片岩、角闪片岩、石英片岩夹磁铁石英岩（主要含矿层）等变质岩石构成，地层产状走向近东西，倾向北，倾角40°～85°。
区内出露大面积中基性、中酸性岩浆岩，主要为混合岩，混合花岗岩及少量玄武岩。受混合岩化作用影响，局部片麻理较发育（图1）。区内主要有两条推测的次级断裂构造，一条位于跑达沟，一条位于大南沟，两条构造均为北西—南东向。
1.2地球物理特征
地面高精度磁法的工作区分布的主要岩性是花岗岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩等。磁参数测定工作主要选择了具有代表性的岩（矿）石标本进行测定，其测定统计结果见表1。
可以看出，区内出露的花岗岩的磁化率（κ）的几何平均值为0.030×10-3SI；斜长角闪岩的磁化率（κ）的几何平均值为0.030×10-3SI，这两类岩石基本没有磁性。玄武岩的磁化率（κ）的几何平均值为2.430×10-3SI，玄武岩具有弱磁性，而磁铁石英岩的磁化率（κ）的幾何平均值为161.633×10-3SI，可以看出矿体与围岩有着明显的磁性差异，因此具备用磁法在区内寻找磁铁矿的地球物理前提条件。
2、磁异常特征与解译
2.1磁铁矿体的磁场特征
磁异常的特征与磁性地质体的空间分布、形态、产状及其磁性特点直接相关；磁异常的轴向，一般是地质体走向的反映；在地质体本身出露和埋藏较浅的情况下，地质体本身不均匀的磁性，常会使其磁异常发生起伏变化，磁性愈不均匀磁场形态变化愈大；磁异常的强度和范围随埋深而变化，埋深小，异常强度大，范围小，埋深大，异常强度小，范围大。通过对高精度磁测数据进行化极处理后，可以使地表磁异常的分布范围与磁铁矿体套合的更加接近。通过化极处理后的磁异常进行向上延拓处理后，可确定地下不同深度下的磁异常平面形态特征。
在尊重原始资料的基础上，为了把矿体异常从区域背景磁场中分离出来，针对本区的磁场特点，对测区1：5000磁法数据进行了化极、延拓数据处理，发现二个磁异常，磁异常编号分别为C1、C2（图2）。现分别描述如下：C1号磁异常带呈串珠状近北北东向分布，走向长度1000米左右，宽度约50米左右。磁异常影响范围较大，但磁异常的强度不大，最大磁异常为1800nT。C2号磁异常带呈串珠状近南北向分布，走向长度1400米左右，宽度约80米左右。磁异常影响范围较大，但磁异常的强度较大，最大磁异常为4500nT，异常峰值变得较为突出，异常带变宽，长度较长，与磁性体平面投影形态较为接近。
2.2磁异常延拓处理
由于异常峰值很大，为了消除地表以及近地表浅层磁性体的干扰，压制浅部异常，突出深部异常，对化极处理后的磁异常进行了不同高度的向上延拓处理。根据已知地质条件以及磁异常形态特征，从向上延拓100米、200米的等值线平面图上看（图3），C1号磁异常带上延100米时异常基本消失，说明引起该异常的磁铁矿矿体向下延深不大。C2号磁异常带上延100米异常显示明显，说明引起该异常的磁铁矿矿体向下延深较大。但上延200m时，磁异常等值线变得较为平缓，磁异常变弱，磁异常最大值300nT左右，说明该磁性体的埋深的最大延伸为200m左右。
2.3剖面反演
为了更好地了解地下磁性地质体的空间分布特征，选择了测区内最大的C2、C3号主体异常带进行系统的研究及评价，为此使用中国地质大学研发的MAGS4.0磁法勘探软件在Ⅰ勘探线上切取磁异常的剖面数据，利用该数据进行二度半人机交互反演来了解地下磁性地质体的分布特征及分布规律，本次反演设定的参数分别为：磁化率κ=200×10-3SI（κ），当地正常地磁场T0=53800nT，据此算出总磁化强度J=8562×10-3A/m。以水平有限延伸板状体为反演模型，通过调试相关参数进行拟合反演，直到理论曲线与实际测量曲线趋于一致时，此时的二维板状模型为矿体沿剖面方向的理论投影。从Ⅰ勘探线反演推断解释剖面图上可以看出，该剖面磁异常是由二个倾向东的磁铁矿矿体引起的，其中C1、C2号异常是由Fe1、Fe2号磁铁矿体引起的（图4），可以看出，沿Fe1推断矿体埋深100m左右，沿Fe2推断矿体埋深180m左右，与向上延拓结果基本吻合。
2.4工程验证
选择C2号异常进行深部验证工作，依据磁异常特征及反演结果在C2号异常最高值东部100m处定为验证孔位。经钻探在98～116m处开始见到磁铁石英岩，由3层磁铁矿组成，单层厚度分别为2.6lm、4.29m、6. 21m。磁铁矿含量较高，mFe为29.52-35.82%，说明了磁异常的解释基本上反映了隐伏铁矿的存在，也表明了依据上述勘查条件进行隐伏铁矿勘查的有效性。
3、结论
（1）区域内磁铁矿矿体与围岩磁性差异明显，运用地面高精度磁测进行找矿工作，效果比较理想。（2）对原始数据进行化极处理可以使磁异常更加准确地反映磁铁矿体地表的位置及范围，延拓处理可以确定矿体的最大延伸。（3）对磁异常区选取典型剖面反演，可以更加直观地分析矿体在剖面方向上的分布形态。
参考文献
[1]徐文耀.地球电磁现象物理学[M].合肥：中国科学技术大学出版社，2009： 75-80.
[2]卢焱，李健，白雪山等.地面磁法在隐伏铁矿勘查中的应用一以河北滦平II号铁矿为例[J].吉林大学学报：地球科学版，2008，38（4）：698-702.
[3]柳建新，郭振威，童孝忠，等.地面高精度磁法在新疆哈密地区磁铁矿勘查中的应用[J].地质与勘探，2011，47（3）：432-438.
铁矿地质勘查的技术与方法研究 篇3
1 勘查类型及工程密度
1.1 类型
按照不同的划分标准, 包括矿体分布范围、矿产规模大小、矿质形态变化以及铁矿构造的难易程度等将铁矿类型划分为四类。在完成类型划分后, 依据不同的类型使用不同的工程密度设置工程, 以此圈定矿体进而控制铁矿的变化。在我国的铁矿分布中, 第一类型的铁矿主要是由变质沉积而形成的, 如蒙库铁矿;还有的是由于海相沉积而形成的, 比如庞家堡铁矿。第二类型的铁矿有由于岩浆作用产生的铁质, 比如攀枝花铁矿, 另外, 以梅山、大顶铁矿为代表的形态比较简单的铁矿也属于第二类型。第三类铁矿形成原因较为复杂, 是由陆相火山岩作用形成的铁矿床, 比如大冶铁矿。第四类铁矿因其规模较小、形态复杂且矿石质量与数量不稳定的特点而单独成为一大类型。
1.2 工程密度
在进行铁矿勘探时, 依据经济的原则对铁矿控制矿体, 最为基础的一步是确定工程密度。当前, 我国常使用的铁矿勘探确定方法包括:经验法、类比法、精度分析法以及地质对比法、资料对比法。随着科技的不断进步与应用, 梳理分析法正逐步成为广泛应用的新的确定矿床的方法之一, 除此之外, 地质对比法也是常用的确定探矿工程密度的方法。
2 勘探深度
铁矿具体的勘探深度以及勘探程度要遵照矿山建设的实际要求来确定。就目前我国的勘探及建设实例来说, 铁矿勘探深度一般控制在1 000 m以内, 对于深度超过1 000 m的勘探矿体要以特殊技术控制其储量, 以为将来的远景规划提供数据支持。对于难度较高的大型铁矿矿床勘探来说, 一般采用分阶段的方式进行, 以避免全面开采而导致浪费现象的出现。
3 勘探技术要求
为保证铁矿地质研究的可靠性及真实性, 使用的各项地质勘探技术必须严格遵照相关勘探规范, 以促使勘探质量有据可循, 进而达到规定要求, 比如对地质图的比例尺要求, 必须使用国家测地坐标的规范比例尺, 除此之外, 铁矿探矿工程必须依据矿体形状以及具体的地形、地质条件使用。铁矿石的质量是铁矿质量最为关键的影响因素, 因此, 铁矿勘探的最主要目标就是要采集最为可靠的矿体标本以确定铁矿质量, 为此必须最大限度穿切矿体, 以保证矿石样本的科学性, 保证矿石化验的真实性。
3.1 基本分析
矿石中的铁含量是铁矿质量的最为关键的部分, 为保证化验结果的真实可靠, 必须对铁矿石实地取样。一般样长在1~2 m为佳, 采样方法常使用1/2劈心发法, 采集规格一般为10 cm×3 cm。基本的化验分析项目为全铁, 但当样本中含有较高含量的硫化铁或者硅酸铁时, 应做磁性铁实验。除此之外, 对于矿石中含有的伴生成分, 要依据含量变化及具体的要求具体分析。
3.2 组合分析
所谓组合分析是指在查明矿石基本成分的基础上, 对矿石中的伴生成分进行具体分析的过程, 组合样重量一般为100g到200g, 分析方法包括光谱全分析和化学全分析两种。
3.3 光谱全分析
采用光谱全分析的方法是为了了解矿石中的化学成分及其含量, 以确定矿石的不同类型。化学全分析方法是为了全面了解矿石类型中的主要组成元素及其元素成分, 进而以此为依据确定铁矿石的不同性质及特点, 化学全分析是以光谱全分析为基础的。
3.4 物相分析
物相分析方法是利用矿石中含有的化学成分, 以此确定矿石中铁含量的分析方法, 为确定铁矿石的自然分带提供最为真实的数据支持。物相分析方法一般应用于分析磁性铁、硫化铁以及碳酸铁等类型。
3.5 单矿物分析
单矿物分析是为了分析出矿石中含有的矿物化学成分, 以确定铁矿石中的铁含量以及分布情况, 为铁矿冶炼工艺的选择提供依据, 较为容易分析出的单矿物重量一般在2~20g。为保证矿石的利用性能, 确定矿石冶炼的工艺流程, 必须选取试验样进行可选性试验或者流程试验。一般情况下, 选矿试验基本由勘探单位负责, 半工业试验则有工业部门与勘探单位协助完成, 工业试验则主要有工业部门单独完成。
4 水文地质勘探技术要求
地质水文条件对于铁矿的开发影响尤为显著, 在矿产开发的各个阶段都要对地质水文的详细变化情况了解清楚。不但要进行地质调查, 开展水文观测工作, 还要详细部署矿区水文及地质勘查工作。主要的地质水文工作是在研究掌握区域水文地质条件的基础上, 查明导致铁矿矿床充水的具体原因, 了解地质复杂的原因以及复杂程度, 进而为保证铁矿开发的安全性全面掌握矿区含水层的富水性。除此之外, 通过专门的试验, 取得真实可靠的数据, 为矿床开发开拓方案的实行提供数据支持。
要依据矿区地质的复杂程度, 分析矿床的地质类型, 以便进一步开展铁矿地质勘探工作。对矿产开发可能引起的环境问题做出正确的预测, 以最大程度降低矿产开发的阻挠因素影响。
5 结语
总之, 我国的工业发展离不开矿产资源的大力支撑, 铁矿资源作为当前应用较为广泛的资源, 在工业发展中占有不可磨灭的地位, 发挥着不容忽视的作用。就目前及未来的发展趋势而言, 对于矿产资源的需求会日益加大, 因此, 不断发展地质勘探的技术与方法, 是保证工业发展的最为重要的一部分。该文通过分析铁矿地质勘探的类型及勘探工程密度, 通过分析勘探技术的深度以及程度, 表明勘探技术发展的重要基础, 通过分析当前勘探技术以及对于地质水文的要求, 为以后铁矿地质勘查提供可借鉴的经验。
参考文献
[1]郑文来.地质勘查铁矿找矿技术原则与创新方法[J].技术与市场, 2014, (15) :204-205.
[2]郑建国.钻探技术如何适应深部找矿的要求[J].工程与建设, 2009 (6) :809-810.
磁铁矿勘查 篇4
岩石本身或受蚀变及矿化作用使磁性矿物分布不均匀, 岩石中磁性矿物的分布与岩石的生成条件和物质组成密切相关, 因此, 磁化率测井对研究岩石的磁性差异能提供极为有用的资料。在钻孔钻进取芯过程中, 往往会出现岩芯颠倒和采取率不高等问题, 利用磁化率测井曲线可以精确地确定磁矿层的位置, 修正岩芯编录剖面。利用测井方法推算矿石品位, 代替传统的化验分析方法, 对于提高勘探速度、降低成本, 有着重要的实际意义。岩、矿石的磁化率取决于许多因素, 但起决定作用的是岩、矿石中磁性矿物的含量。磁铁矿、钛磁铁矿、磁黄铁矿等的磁性最强。一般地说, 岩、矿石中的铁性矿物含量越多, 磁化率也越高。本文主要就钻孔剖面中磁铁矿层划分的精确性做初步探讨。
1 矿区地质特征和岩矿石的磁性
1.1 地质特征
区域出露地层自老而新有:晚太古—早元古代金水口群、早元古代奥陶—志留纪滩间山群、晚古生代晚泥盆纪、石炭纪、石炭—二叠纪地层、新生代第四纪松散堆积层。
矿区主要分布早元古代奥陶—志留纪滩间山群及石炭纪各岩组地层, 岩性主要为:泥晶、细晶、结晶灰岩、条带状灰岩、硅质板岩、大理岩、矽卡岩及风成砂等。
侵入岩为华力西、印支期灰色细中粒黑云母石英二长闪长岩、灰白色中粒黑云母花岗闪长岩及浅红色细中粒含霞石正长花岗岩。矿床类型为与华力西、印支期花岗岩类侵入岩有关、产于侵入岩与奥陶—志留纪滩间山群及石炭纪各岩组碳酸盐岩接触带的矽卡岩型矿床。围岩矿化蚀变以绿泥石化、绢云母化大理岩为主。矿石以含磁铁矿泥晶灰岩为主, 次为磁铁矿化大理岩。
1.2 岩矿石的磁性
磁铁矿石磁性最强, 磁化率平均值在1 530-7 600×10-5SI间, 围岩磁铁矿化结晶灰岩、大理岩、矽卡岩类的磁化率平均值在320-800×10-5SI间, 而无磁铁矿化的结晶灰岩、大理岩、矽卡岩类基本无磁, 磁化率平均值在180×10-5SI以下。
2 钻孔地质剖面的划分对比
以磁性差异为主的磁铁矿勘探区, 在依据岩芯编录钻孔地质剖面的过程中, 往往会出现岩芯颠倒、采取率不高及矿层与矿化围岩肉眼难以区分等问题, 而使编录结果出现偏差, 矿层无法精确划分。而磁化率测井探管的刻度精度≦5%, 采样点距为0.1米且可连续测量, 只要校正好探管记录点位置, 就能准确取得钻孔井壁岩 (矿) 石的磁性变化特征曲线, 再结合地质物性资料, 就能精确地划分出钻孔的地质剖面特征。
现以青海某铁矿ZK1702、ZK1704两钻孔为例, 说明磁化率测井在地质剖面编录过程中的作用。
(1) ZK1702钻孔剖面对比。ZK1702钻孔地质编录剖面将该孔322.24—337.47米、410.39—426.1米定为两层矿化体, 无法细分层位, 且矿体深度、厚度也无法准确划分。经过磁化率测井曲线分析, 认为该孔矿体可分为三层:第一层319.5—327.0米, 第二层413.5—414.5米, 第三层416.5—417.5米。第二层与第三层有约2米厚夹层, 夹层应为弱磁铁矿化泥晶灰岩, 不应定为矿体。
(2) ZK1704钻孔剖面对比。ZK1704钻孔地质编录剖面将该孔定为四层矿化体, 第一层197.31—208.11米, 第二层296.12—320.43米, 第三层338.68—341.65米, 第四层376.31—384.23米。经过磁化率测井曲线分析, 认为该孔矿体可分为六层:第一层202.0—205.5米, 第二层209.5—210.5米, 第三层300.0—306.0米, 第四层312.0—323.0米, 第五层341.5—344.0米, 第六层375.0—380.5米。并且190.0—202.0米、205.5—209.5米、210.5—222.2米、306.0—312.0米、应为弱磁铁矿化泥晶灰岩, 不应定为矿体。
3 结论
通过ZK1702、ZK1704钻孔地质编录与测井编录对比剖面图, 可以看出利用磁化率测井能够对钻孔内磁铁矿层的划分更为精确、细致, 分层误差在0.1米之内;对钻孔内磁铁矿层与磁铁矿化层进行定量化准确区分;解决部分区段采取率不高而使矿层难以准确定位、矿体与矿化围岩肉眼难以区分等问题。
通过磁化率测井, 在钻孔施工的同时及采样结果未获得前就可解决对地质编录剖面的修正、定量化分层、细分矿体与矿化层的界限等问题。
经过多年野外实际测井工作的实践, 认为磁化率测井在铁矿区及岩石磁性差异明显的地区, 是一种高效、经济、便捷定量化的地质编录手段。
参考文献
[1]尉中良, 皱长春.地球物理测井[M].地质出版社, 2005.8.
[2]潘和平.地球物理测井与井中物探[M].科学出版社, 2009.4.
磁铁矿勘查 篇5
东北某勘察院承担东北多个市县铁矿的重力调查任务, 在此以某铁矿为例。该铁路勘查区工作面积379 km2, 铁矿勘查区交通条件较佳, 北面近东面和西面方位, 有高速公路穿过, 而东北方位则为国道、高速公路和高速铁路, 其余方位附近有市政道路、农作物种植区等, 为铁矿开采提供了相对有利的交通运输和后勤供应条件。测区具体位置如图1所示。
本铁矿勘查区外围GPS控制网地质测量, 参照《物化探工程测量规范》《全球定位系统城市测量技术规程》《全球定位系统 (GPS) 测量规范》《大比例尺重力勘查规范》, 建立WGS-1984坐标系和椭球高, 其中WGS-1984椭球长半轴6 389 248m, 扁率289.368 334 674, 采用横轴墨卡托投影方式, 比例因子为1, 正坐标方向为东北。
2 GPS控制网建立
本铁矿勘查区总共使用2个I等三角点 (A1、A2) 、10个II等三角点 (B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10) 、2个I等水准点 (C1、C2) , 建立了29个GPS加密控制点。如图2所示。
按照上图GPS控制网, 以地面控制点求取勘查区坐标参数。但在构建GPS控制时, 发现GPS103-GPS106边长14 277.961 m与GPS105-GPS106边长26 589.878 m相差很大, 达不到二等点对边长相对精度的要求。经多次计算, 发现GPS103和GPS106如果同时作为已知点使, 则GPS控制网在GPS103-GPS106边可能出现断裂。另外GPS103、GPS106、GPS107所组成的三角形向量, 同样有坐标精度不匹配的问题, 加上控制网面积比较小, 说明约束平差转换精度有待进一步提高。以上问题反映本铁矿GPS控制网、加密网, 在方向和尺寸有变形迹象, 笔者建议对GPS103-GPS106进行修正, 将不符值降至于最低, 同时采用二等三角点作为坐标体系固定点的约束平差, 形成最终推荐值。与此同时, 在选定控制点时, 要跟踪卫星信号的质量, 尽量规避不利地形和地物的影响, 用红色自喷漆标记出控制点。
3 GPS控制网施测
按照以上所构建的GPS控制网进行施测, 要求利用接收机同步观测期间, 结合标准基线长度, 控制好观测的时间。本次施测使用的双频机, 现场布置一般有3种规格的边长, 每种边长的时段要求分别为: (1) 边长≤80 km, 时段长>60 min; (2) 边长80~200 km, 时段长>150 min; (3) 边长>200 km, 时段长>180 min。本次施测实际执行边长在50 km以内, 观测有效时段长至少90 min。
在进行野外观测时, 光学对点器中误差>3 mm, 超出标准误差值, 排除光学对电器有故障问题的前提下, 重新检查了各项技术参数, 总共发现以下几方面的参数问题: (1) 卫星高度角13°, 低于标准高度角; (2) 点位几何图形强度因子8, 超标准; (3) 每点平均重复设站仅1.4次, 但综合本铁矿现场各项要求, 确定最为基本的设站数量为1.6次; (4) 最简单异步环为9, 超标准。针对以上各项技术参数问题, 参照《全球定位系统城市测量技术规程》相关要求, 以及结合本铁矿的实际情况, 在外业观测时严密结合测区的点位分布和交通情况, 共使用4台GPS接收同步观测, 由5名工程师和3名技术人员认真检查数据采集时的数据质量状态, 并及时处理相关的数据质量问题, 最终确定的技术参数为:卫星高度角≥15°;同步观测卫星≥4个;同步观测时间45~60 min;点位几何图形强度因子≤6;每点平均重复设站≥1.6次;最简异步环边数≤8。
选定以上技术参数后, 按照D级网标准, 进行加密网基线处理, 期间以公式 (σ表示按照控制网实际平均长度确定的精度) 计算出邻点之间弦长的精度, 确定基线平均边长为12.909 km, 以及环闭合差总结数据, 后者如表1。
上表中, 可见标准环闭合差实达精度52.4 mm, 优于规范标准≤487 mm。
4 网平差
GPS控制网施测后, 网平差按照《全球定位系统 (GPS) 测量规范》要求, 以控制网平差分二步进行, 包括三维无约束平差和地面控制点校正两个步骤。
4.1 三维无约束平差
保证基线向量解算值达标前提下, 进行GPS三维自由平差, 同时以平差结果判断控制网中是否存在粗差基线, 这是GPS控制网地质测量质量的关键。对于本铁矿, 除了指定起算数据、基线和坐标系统之外, 还要求求解出各点WGS-84坐标和大地高, 现场共46个WGS-84点数、1个约束点数目, 找出最大误差为lagps-02, 其纵横轴误差均为0.002 m, 精度为±0.005。进行平差后, 平面中误差和高程中误差精度分别为±0.05 m、±0.07 m以内, 确定平差网格坐标精度和大地坐标精度符合设计标准。
4.2 地面控制点校正
三维无约束平差之后, 取得GPS网格各点三维坐标。由于目的是为东北坐标和黄海高程, 对于高程异常的地面控制点要进行校正, 包括GPS92-GPS118共坐标和高程。本铁矿采用地面控制点校正方法, 并利用异站检核野外的部分测点。以B1点为例, 校正时, 发现该点精度存在严重缺陷, 分别为: (1) 水平最大错误0.067 m, 均方根误差0.044; (2) 垂直最大错误0.105 m, 均方根误差0.051; (3) 三维最大错误0.114 m, 均方根误差0.059。对于B1点误差, 在三维无约束平差之后, 将地面控制点导入项目中, 分别沿着X轴转换三参数、Y轴转换三参数、Z轴转换三参数、X轴旋转七参数、Y轴旋转七参数、Z轴旋转七参数, 在水平方向、在中心点附近以0°00'00″旋转, 并控制北平移量-0.38 m、东平移量-0.05 m;在垂直方向, 原点垂直差距控制在0.025 m, 以及控制北斜坡2.176 ppm和东斜坡36.892 ppm。
5 测量结果
以上GPS控制网地质测量, 最后按照东北坐标系下二维平差成果进行精度分析, 结果显示, 43条<1/20万, 点位中误差100%;GPS103-GPS106边长中误差为最弱值, 精度1/21万;GPS99-100边长中误差为最优值, 精度1-261万。最后确定整个GPS控制网中误差平均值1/72.6万, 明显优于基本标准精度1/45000。除此之外, 本铁矿GPS控制网中有13个点在误差区间0~1 cm范围, 百分比100%, 没有在1~2 cm误差区间的控制点。
6 结语
本次GPS控制网地质勘查测量研究, 有几方面的技术要点值得一提。
1) 边连式GPS控制网的网形结构严谨, 适用于类似本铁矿精度要求比较高的地质勘查工作。布设时, 对于工作量的减少和工作效率的提高, 具有明显效益。
2) 在GPS控制网施测时, 要加强对同步环和异步环网形设计精度的控制, 尽可能将其设计成等边三角形, 以便基线边长的控制, 对于测量精度的提高, 具有一定的帮助。
3) 在特殊地质条件下, 要综合考虑气候、地下构筑物、地面建筑物和高压线等外界条件的干扰。但如果仅有个别基线受到影响, 则只需要局部调整施测高度和方位角, 保证平差后点位中误差达标即可。
参考文献
[1]田发, 李建.GPS控制网在矿山测量中的应用[J].现代矿业, 2011 (4) :52-53.
[2]黄大虎.GPS技术在某铁矿控制测量中的应用[J].地理空间信息, 2011 (3) :54-55.
[3]韩昱, 项立斌, 余涛等.GPS技术在西贾庄-罗集铁矿项目中的应用[J].安徽地质, 2014 (2) :131-133.
[4]赵惠德.地质工程测量中GPS控制网的设计与观测资料分析[J].西部探矿工程, 2011 (3) :103-106.