特拉敖包矿产地氧化还原过渡带磁异常特征及产生机理探讨

鄂尔多斯盆地北缘是我国重要的砂岩型铀矿床基地,近几年地质勘查发现特拉敖包地区有很大的找矿潜力,定位氧化还原过渡带是圈定有利成矿地区的关键。前人针对砂岩型铀矿开展的磁法研究大多只是直接对矿床的磁异常进行简单分析,很少研究不同环境磁化率差异,也未考虑深部基底磁性的影响。文章统计了研究区不同砂体磁化率参数,计算了理论模型正演响应,并开展磁法测量,获得了磁异常特征并求取剩余磁异常,其结果与氧化还原过渡带位置,以及三价铁与二价铁比值有一定的对应关系。认为研究区氧化还原过渡带上方表现为微弱高异常特征,与传统层间氧化带型磁异常形态有区别,原因是后期油气还原作用使局部铁元素价态发生变化,引起局部磁异常升高。

小秦岭金矿田航磁异常特征及找矿潜力分析

小秦岭作为我国第二大金矿田,随着浅部资源的消耗殆尽,探矿工作进入攻深找盲阶段。虽然开采历史悠久,但中深部勘查工作程度仍较低。笔者基于2020年小秦岭地区开展的1∶2.5万高精度航磁测量工作,在对航磁测量资料分析处理、数据反演和调查验证的基础上,结合区域成矿地质条件,分析总结了(隐伏)岩体、构造的航磁异常特征,建立了航磁异常推断解译标志,并对构造、隐伏岩体进行推断解译,为该区成矿预测及深部矿产资源勘查提供了地球物理依据。

岩石圈长波长磁异常及其地质意义

在低轨卫星几百千米的高度上,大部分近地表观测到的岩石圈磁异常细节衰减殆尽,只留下衰减较慢的长波长磁异常.长波长磁异常可以揭示出岩石圈居里面以上显著的物性差异,对于研究地壳深部的物质组成、结构和演化具有重要意义.为了使读者能从全球尺度上对长波长磁异常的起源形成具体的认识,本文首先回顾了不同时期的卫星磁异常图及主要的岩石圈磁场模型,然后基于CHAOS-7模型计算结果,对500 km高度除极区外幅值大于4 nT的长波长磁异常进行了识别编号,共计29个磁异常.其中,陆地上磁异常20个,海洋中磁异常9个.通过对已有研究成果的综述及地质资料的对比分析,逐一介绍了磁异常的起源.陆地区域的长波长磁异常大多位于前寒武基底,相关的地质单元有太古代地核、元古代地体、富铁建造等,少数位于造山带背景.海洋区域的长波长磁异常全部都位于洋底高原,普遍与白垩纪时期冈瓦纳大陆裂解相关,具有加厚地壳特征.因此,针对长波长磁异常的持续深入研究对于地壳生长和演化具有重要意义.随着我国卫星磁测的蓬勃发展,相信会有越来越多的国内科研人员关注并研究这类大规模磁异常.

未知姿态目标航磁异常探测的最优飞行方向分析

小型航空磁异常探测平台的飞行路径优化是提高磁异常信号强度的关键途径之一。然而,铁磁性目标在地磁场中磁化产生的磁矩大小和方向随其姿态变化,导致目标磁场的空间分布与不可知的目标姿态相关。针对以上问题,建立了典型目标磁矩精确计算模型,计算结果表明:目标在不同姿态(方位0°~360°和俯仰-90°~90°)下被地磁磁化产生的磁矩模值变化范围为3.55×10^(5)~2.42×10^(6)A·m^(2)。当目标长轴与地磁场方向一致时取最大值,当目标长轴与地磁场方向垂直时取最小值,计算结果与多物理场软件仿真结果的差异仅有0.003%~0.04%。模拟航磁探测过程的建模分析表明:当目标处于任意姿态时,目标磁矩在飞行平面内磁异常信号变化最大的路径与地磁场投影的夹角γxy变化范围为0°~50.0457°;在目标姿态和磁矩信息未知的情况下,沿地磁场在飞行平面内的投影方向飞行是最优的选择,此时,能获取的磁异常变化量约为飞行平面内最大变化量的78%~100%。

基于多期累积岩石圈磁场变化分析唐山M_(S)5.1地震震磁异常

利用2016—2021年河北及周边地区的6期流动地磁矢量观测资料,针对2020年7月12日唐山M_(S)5.1地震,建立了震前1~4年和震后1年的岩石圈磁场变化模型,对比分析了研究区岩石圈磁场的总强度、磁偏角、磁倾角和水平矢量4个要素的时空演化过程。结果表明:①震前累积4年和3年的岩石圈磁场各要素变化中区域整体趋势强,与大地构造有一定的相关性;震前2年和1年的岩石圈磁场变化中,局部特征显著;震前1~4年变化中震中附近总强度、磁偏角、磁倾角变化量值均较小,且多有变化零值线分布,水平矢量呈现出持续的弱变化特征;震后震中附近的磁偏角和变化量值大。②从震前岩石圈磁场变化的时空演化过程,可以看出,越接近发震时间,局部正、负变化空间分布将取代区域的整体趋势。

阿富汗中西部航磁异常特征及地质意义

阿富汗矿产资源丰富,但勘探程度较低,在分析2006年以后完成的阿富汗中西部航磁数据的基础上,利用变磁倾角化极技术对磁力异常数据进行化极处理,采用滑动平均滤波、垂向二阶导数法对化极磁力数据进行位场转换与分离,获得了垂向二阶导数异常、区域异常及局部异常,结合地表地质信息对研究区断裂构造进行识别、对隐伏酸性岩浆岩的位置进行圈定。研究表明:研究区内太古宇和元古宇总体磁性较强,第四系、新近系、白垩系总体呈现低磁性特征;区内断裂发育,以赫拉特-恰赫恰兰一带为界,分界线以北断裂呈近东西走向,分界线以南断裂呈北东走向;岩浆岩分布与磁力异常高值对应关系良好,分布特征与区域构造特征相吻合,研究成果为阿富汗中西部的油气等资源勘探提供了地球物理依据。

鲁中地区矿山岩体北部倾伏端重磁异常特征及其找矿方向

鲁中地区矿山岩体是富铁矿成矿的重要地质体,一直是勘查和研究的热点区域,但其北部倾伏端的重磁异常特征则研究相对滞后。本次工作首次利用1∶1万航空磁测数据,结合重力数据,对鲁中地区矿山岩体北部倾伏区域开展了系统的重磁异常联合解译,更新完善了地质地球物理有利找矿标志。结合地质认识,提出了张家洼Ⅲ矿床西翼深部、东翼深部、矿山弧形背斜北部倾伏端两翼3处有利找矿方向。综合分析认为,区内已有主要矿体在深部未封闭,推测覆盖区仍存在未发现的盲矿体,低缓磁异常的外凸分支异常区、张家洼铁矿深部、冶庄地区北部等区仍具有较大的找矿潜力,为研究区深部找矿工作提供了有利指示。

基于有限元法的水下航行器地磁异常模拟研究

为改进水下航行器磁异常探测技术中磁异常实测数据难获得、现有磁体模型计算精度不高等问题,基于有限元仿真探讨建立无需区分近、远场的高精度混合磁体模型方法。应用有限元数值方法仿真复杂结构水下航行器的空间磁异常分布,以磁场数值解为收敛目标,建立以偶极子阵元数目、位置及磁矩为参数的均匀磁化椭球体与偶极子阵列混合的航行器磁异常解析模型,采用非线性最小二乘算法求解模型系数。仿真结果表明,基于该模型得到磁异常计算值与全空间内数值解的拟合度较高,测试平面平均误差为3%。该模型在磁场延拓、高精度建模等方面可以进一步应用。

羌塘盆地白云湖凹陷航空重磁异常特征及其油气勘探意义

航空重磁数据是揭示盆地深部构造的有效手段,本文通过最新测量的航空重磁数据结合野外实测物性资料,阐述了白云湖凹陷航空重、磁异常特征及其地质成因,利用航空重磁资料识别出白云湖凹陷断裂与岩浆岩的分布情况,采用人工切线法、功率谱分析法和Parker-Oldenburg迭代反演算法,计算了白云湖凹陷基底埋藏深度与中生界底面构造形态,并通过重点剖面重磁综合解释,对构造分层结果进行了验证。研究结果表明白云湖凹陷中生界、古生界沉积层的起伏变化是引起重力异常的主要因素,区域航磁异常则主要反映了前寒武纪基底展布特征。白云湖凹陷基底埋深较深,中生界分布连续且厚度较大,区域断裂—岩浆活动不发育,整体受构造运动影响较少,具有较好的油气勘探前景。

鲁西北潘店重磁异常带矽卡岩型铁矿精细找矿方向——来自广域电磁法深部找矿的启示

山东省鲁西北潘店地区超深覆盖区航磁和重力异常明显,通过系统的重磁异常查证工作,在研究区重磁异常带开展的多个钻孔均取得了深部矽卡岩型铁矿床找矿突破,但由于重磁异常带范围较大且其特征不能直接指示找矿方向,造成部分钻孔不见矿或见矿情况差。因此,为了更好地在重磁异常带精细圈定成矿位置,实现新的更大的找矿大突破,本文旨在已查证的潘店重磁异常带开展广域电磁测深(WFEM)工作,结合钻探验证情况,圈定深覆盖区矽卡岩型铁矿深部成矿区间及成矿有利结构面,提出深部精细找矿方向。

山东禹城李屯地区重磁异常特征与找矿预测

近年来,山东禹城取得了富铁矿找矿重大突破,具有良好的找矿潜力,但区内尚有多处局部异常尚未查证。该区新生界厚度大(900~1100 m)、磁铁矿体埋藏深,矿体引起的地球物理异常弱,找矿难度大。为系统总结该区磁铁矿异常特征,为钻孔部署提供依据,重点剖析了禹城李屯地区航空重磁平面异常特征、地面高精度磁测异常特征,总结了矽卡岩型铁矿主要重磁异常找矿标志,主要为化极磁异常、剩余磁异常、垂向导数和总梯度模的异常中心,圈定了叠道村和于庄村2处找矿靶区。通过地震约束下的2.5D重磁剖面反演,推断了矿体赋存位置,指导部署了验证钻孔孔位,经钻探验证在禹城市李屯地区叠道村异常取得重大找矿新突破。研究成果对于该区下一步找矿勘查和其他深覆盖区矽卡岩型富铁矿找矿具有指导作用和借鉴意义。

一种多路磁异常数据同步采集系统

针对金属磁性目标在掩埋情况下的定位问题,该文基于FPGA设计了一种能够同步采集24路磁场异常信号的数据采集系统;分析并解决了多组数据跨时钟域传输的问题;经过同步性测试,该文所设计的数据采集系统的同步性可以满足磁异常探测领域的要求;对金属磁性目标引起的磁场变化进行了采集,结果表明,数据采集系统可正常采集磁异常数据,为金属磁性目标的定位提供了数据基础。

老挝赛松本省南汕村铁矿磁异常特征及成因浅析

南汕村铁矿位于南长山褶皱带北西端,该带是老挝主要的多金属成矿带之一。带内热液活动频繁,经历了多期构造—热液叠加,为后期成矿演化提供了较好的先决条件。地质调查研究表明,矿区地层为泥盆系中上统中岩性段(D_(2-3)^(2)),岩性以砂质板岩、灰岩、大理岩及花岗闪长岩为主;矿石矿物以致密块状磁铁矿为主,次为浸染状褐铁矿。通过对该区系统的地质特征分析及地面高精度磁法测量,圈定了C1、C2、C3共3个磁异常区,取得了良好的找矿效果。

全球岩石圈磁异常模型研究进展与挑战

通过半个多世纪的航空磁测和海洋磁测数据采集,近地表磁测数据几乎覆盖全球,相继编绘了国家和洲际尺度的磁异常图.进入21世纪,以CHAMP为代表的卫星磁测技术提供了全球尺度下的长波磁异常背景,建立了《世界磁异常图》等以弧分为分辨率的全球磁异常网格,并以此构建了岩石圈磁场高斯球谐系数模型,例如NGDC-720模型.尽管全球岩石圈磁异常模型在空间分辨率等方面取得了巨大进步,反映的最短波长从上百千米提升至几十千米,但仍面临巨大挑战,例如实际精度仅能达到上百纳特.为此,本文回顾了国家尺度到全球尺度磁异常汇编情况,讨论了磁异常处理与汇编的关键技术.同时,也分析了全球岩石圈磁场建模的难点,旨在克服当前的局限性,实现岩石圈磁场模型自主、可控.

内蒙古高尔旗地区重磁异常特征及成矿远景分析

高尔旗地区位于内蒙古阿巴嘎旗中北部中蒙边境南侧。重力场总体表现为南东部重力高,北部、西部重力低的特征,特殊构造环境导致“蛇形”扭曲重力异常梯级带明显。依据1∶5万重力测量、磁法测量成果,提取剩余重力异常38处,其中剩余重力正异常21处,剩余重力负异常17处,其中与铜山组有关的异常5处,与泥鳅河组有关的异常11处,与宝力高庙组有关的异常5处,与侵入岩有关的异常16处,与断陷盆地有关的异常1处[1,2]。圈定主要磁异常10处。综合应用地质、物探、化探资料,认为巴润希热、高尔旗、莫若格钦、准乌日斯哈拉―阿尔亨其嘎4个成矿远景区,成矿地质环境良好,应是该区域找矿重点区。

甘肃临泽县板凳沟铁矿磁异常特征及对找矿指示意义

甘肃临泽县板凳沟铁矿是龙首山地区一处铁矿床,通过对矿床成矿地质背景、矿床特征与磁异常特征系统研究表明,发现矿石中矿物较为单一,主要有磁铁矿、黄铁矿及赤铁矿等,其中磁铁矿占比90%以上;矿区内岩石物性特征表明,铁矿石磁化率最强,围岩磁性较弱;在此基础上,通过对1:1000高磁剖面异常特征精细分析研究和野外查证结果显示,磁异常与铁矿体空间对应性良好。因此,磁法测量是矿区内铁矿找矿有效方法,对矿区乃至龙首山地区同类型铁矿找矿勘查有重要作用。

四川江油马角坝地区飞仙关组磁异常地质因素讨论

为查明四川江油马角坝地区出露的古生界-中生界海相碳酸盐岩和陆相碎屑岩区域磁异常的地质因素,对研究区典型地质剖面进行了地面高精度磁法测量,通过测区岩层物性测试和基于L 0范数约束的磁测数据共轭梯度聚焦反演,获得了研究区多套地层的磁性特征和深部磁性成像结构;研究结果表明地面观测的下三叠统飞仙关组高达近1000 nT的磁异常,并非完全由其含铁质泥页岩地层所引起,最高可达近5 A/m的磁化强度成像异常揭示深部可能存在侵入的基性岩或超基性岩体。这一岩体可能与发生在扬子西缘的二叠纪末大规模岩浆事件持续活动密切相关,其岩浆活动在川西北的龙门山北段作用时间可能至少持续到了早三叠世的飞仙关期。结合区域重磁异常分布规律,认为这一岩浆事件可能在整个川西北地区并非个例存在。

水下铁磁体近场地磁磁异常的有限元分析

考虑铁磁体的几何特征与去磁效应,将空间磁场对铁磁体磁化产生的感生磁场等效为薄层直流电环磁场,并用积分方程法推导出磁场中各个点的磁场矢量强度,获得了磁异常检测简化模型,并进一步利用有限元仿真分析了该磁异常场空间分布规律。最后验证了该模型的有效性。结果表明:可以通过圆柱铁磁体退磁系数、相对磁导率和空间磁化磁场大小计算等效薄层电流环的电流方向和大小,为水下圆柱铁磁体的近场地磁磁异常探测建模与分析提供了一种新方法。

青海牛苦头M2磁异常区地球物理特征与找矿预测

牛苦头矿区位于祁漫塔格矽卡岩成矿带东段,为该成矿带重要的矽卡岩型铅锌多金属矿床。其包含3个磁异常区(M1磁异常区、M4磁异常区和M2磁异常区,亦为矿权区)。其中M1磁异常区和M4磁异常区为牛苦头矿权以探明储量的矿段,铅锌资源量可观,M1矿段已开采,而M4矿段目前已进入勘探阶段,M2磁异常区(矿权区)面积最大,目前已有少数钻孔见矿,然而成矿潜力依然不明。M2磁异常区第四系覆盖程度高,地层较厚,见矿深度大,因此仅仅依靠地质手段,找矿难度较大。本文以地质特征为基础,结合其航磁异常和MT特征,最终认为M2磁异常区西部56线、7线至15线、43线一带具有成矿潜力。

基于曲波压缩的重磁异常三维反演及其应用

重磁异常三维反演在构建地下三维空间精细结构研究中作用显著,然而反演核函数矩阵规模较大,对计算机内存需求高,限制了三维反演的广泛应用。为了减小核函数的内存需求,提出了基于曲波压缩的重磁异常三维反演方法,即通过曲波变换,核矩阵的能量主要保留在小部分稀疏的曲波系数中,可实现高效的压缩反演。相比小波变换,曲波变换具有更优越的信号稀疏表征能力,因此在相同压缩率条件下曲波变换可以获得更高的压缩精度。文中对比研究了小波压缩与曲波压缩在重磁异常三维反演中的应用效果。考虑相同计算精度,曲波压缩可以将核函数压缩率提高100%,降低50%的内存需求。理论模型试验中反演核函数大小为(100×100)×(100×100×50)(双精度存储量约37 GB),利用文中方法仅需4%的压缩比(即核函数的内存需求仅为1.48 GB),即可实现与传统小波压缩10%的压缩比类似的反演效果。将文中方法应用于中国西部尕林格矿区的磁异常三维反演,曲波压缩反演得到的三维磁化强度模型较清晰地揭示了矿体的埋藏深度、空间分布、磁性强弱等特征,为后期钻探验证、储量评估、盲矿探测等提供了可靠依据。