1：5万地面高精度磁测方法与技术.ppt

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1、1：5万地面高精度磁测方法与技术（张虎生）江西省地矿局902大队2012年5月南京一、开展磁法勘查的前提和作用二、开展磁法勘查的工作步骤三、地面高精度磁测野外方法与技术四、磁测数据处理方法五、磁异常的分析与解释六、项目检查验收时应提交的资料七、简略介绍DZ / T007193地面高精度磁测技术规程主要内容主要内容 、磁法勘查的原理早在17世纪，人们发现罗盘在强磁性的铁矿附近会偏离南北方向，于是人们就试图利用这种现象来寻找铁矿。这种现象表明铁矿床周围的空间存在强大的磁场，这种磁场叠加在地球的正常磁场上，称为磁异常。磁法勘查就是利用磁力仪测量这些磁异常、掌握其分布规律并对异常作出解释推断，从而达到

2、找矿和解决其它地质问题的目的。一、一、开展磁法勘查的前提和作用开展磁法勘查的前提和作用布署工作时，根据磁法工作应用条件，还必须考虑两个前提 ：1、地球物理前提（1）研究对象是否与其围岩有明显的磁性差异（磁化率k、 剩余磁场强度Jr）；（2）研究对象的体积大小、埋藏深浅及磁化强度综合起来， 使磁性体能产生仪器足以观测到的磁异常；（3）其它地质体的干扰磁异常较小，可与研究对象的磁异常 相区别或消除它的影响。2、地质前提（1）具备以上条件的成矿远景区或成矿的有利地段；（2）具备以上条件的构造研究、地层划分；（3）具备以上条件的重大建设工程中的地基础勘查。、开展磁法勘查的前提、开展磁法勘查的前提1、直

3、接普查和评价与强磁性矿物有关的矿产，如磁铁矿床及与磁铁矿床共生的多金属矿床；2、用于研究与成矿有关的地质控制因素，如区域构造与局部构造探测，进行间接找矿；3、用于探测隐伏岩体和一些含铁磁性物质地层的划分、进行地质填图；4、用于工程勘查中主要是探测含铁磁性物质的地质体，如古墓探测、地下埋设物（管道等）探测等；5、井中物探中的磁三分量测井，可以找回钻井取心中漏取或丢失的矿层，起到“拾遗补漏”的作用。同时，还可 以探测井旁和井底的盲矿。、磁法勘查的作用、磁法勘查的作用、立项论证广泛收集测区已有的地形、地质、物探、钻井等 资料，分析地球物理特性，根据地质任务要求选择适 合的方法与技术，编写项目立项论证

4、书或项目投标书 。、编写项目设计书对工作任务、测区及地质情况、测网、比例尺、 仪器指标、方法技术、进度指标、物性测定、各项精 度、数据处理、资料解释、成果报告提交和人员编制 等内容，按规范要求编写施工设计，报上级审批。二、二、开展磁法勘查的工作步骤开展磁法勘查的工作步骤、野外实施、数据整理严格按批准后的设计书内容进行磁基点和日变站布设，野 外数据采集，取得合格的磁测数据。开展室内资料整理、计算 校正并绘制磁异常草图，及时指导下一步工作。在这个过程中，要求采集岩（矿）石标本进行磁性测定 。 、数据处理、资料解释及编制成果报告根据测区的地层、构造和成矿条件分析，对磁测数据进行 数据处理，圈定磁异常

5、并进行地质解释，编写成果报告。、比例尺与测网磁测比例尺与地质测量比例尺一样，表示对观测对象 的研究程度。比例尺越小，说明点线距越稀，研究程度越 低。测网一般是由相互平行的等间距的测线上分布的等间 距的测点所组成。规则测网有两种：线距大于点距时为长 方形测网，线距等于点距时为正方形测网。用（线距点距 ）表示。三、三、地面高精度磁测地面高精度磁测野外野外方法与技术方法与技术比例尺与测网密度的对应关系一般情况下线距相当于同比例尺地形图上1Cm所代表长度 ，点距为线距的1/51/2.选择测网应考虑的因素选择测网应考虑的因素1 1、任务性质或任务要求：、任务性质或任务要求： 普查时线距应不大于规模最普查

6、时线距应不大于规模最 小的异常的长度，点距应保证测线穿过异常时，有三个小的异常的长度，点距应保证测线穿过异常时，有三个 测点落在异常的范围之内；详查时应在普查的基础上加测点落在异常的范围之内；详查时应在普查的基础上加 密测网，使异常的形态特征能反映出来，一般要求有密测网，使异常的形态特征能反映出来，一般要求有55 7 7条测线穿过异常，点距应保证异常曲线连续。条测线穿过异常，点距应保证异常曲线连续。 2 2、地质体的异常特点：当基本掌握地质体的走向时，应、地质体的异常特点：当基本掌握地质体的走向时，应 采用长方形测网，测线方向应与地质体走向垂直，当异采用长方形测网，测线方向应与地质体走向垂直，

7、当异 常走向不明显时，应采用正方形测网。常走向不明显时，应采用正方形测网。 3 3、按实际情况局部调整测网：当异常规模变小时，应考、按实际情况局部调整测网：当异常规模变小时，应考 虑加密测网；当异常值很小或与正常场值接近时，可加虑加密测网；当异常值很小或与正常场值接近时，可加 大点线距或适当地跳过一些测点、甚至测线，可节省工大点线距或适当地跳过一些测点、甚至测线，可节省工 作量。作量。测网布设 规范规定中小比例尺磁测工作，宜采用较工作比例尺大一级或同 级合格的地形图定点，或采用航片定点等先进技术以提高效 率，所定点位最大的平面误差值，在工作比例尺的图上必须 不大于2.00mm。对等于或大于1：

8、1万的磁测工作，应采用仪器敷设基线 ，并在此基础上逐点或隔点测定测点（全仪器法）。所定点 位最大的平面误差值，在工作比例尺的图上必须不大于 2.50mm。由于科技进步，GPS导航测量取代了原来的经纬仪、水准 仪，显然，继续使用上述规范的精度很容易达到，也显得太 宽松了。目前，我们执行的标准是：沿线距方向不大于线距 的1/5-10,沿点距方向不大于点距的1/4。实践证明，都能达 到。应按所定点位测定高程，一般高程误差不大于高度改正允许的误差。测地工作执行原物探测量技术规范和GPS技术规程，及时提交各测点的坐标和高程，并绘制点位数据图。、磁测精度的确定磁测精度是衡量磁异常观测质量的主要标志，是确定

9、磁测工作方法与技术的依据，同时又是决定工作效率和成本的重要因素，因此正确地确定磁测精度，并依此确定磁测工作的方法与技术，是磁法勘查工作设计的一个重要环节。1、磁观测均方误差观测误差包括：过失误差、偶然误差、系统误差过失误差：仪器操作员和计算员偶然疏忽大意造成的；偶然误差：仪器性能变化等不可避免的偶然因素造成的；系统误差：仪器校准不当，日变、温度等干扰因素的影响， 操作员的习惯性错误造成的。所有观测的均方误差用表示：式中：i为表示某测点两次重复观测经日改后的差值的平方和；n 为重复观测点的总数2、日变校正及误差变化磁场起源于地球外部电离层中长期存在着电流体 系的周期性变化，这里主要指太阳日变化。

10、日变的特点是 白天（618时）变化较大，夏季比冬季变化大，且有一 定的规律。这些变化磁场直接叠加在仪器读数中，因此必 须进行日变校正。日变校正是用一台专门的磁力仪在测区观测记录，所 得数据经计算整理可绘制日变曲线。日变校正值从日变曲 线上可查出，以磁力仪早上在基点上读数的时间为基准， 即此台仪器取该时间的日变值为零，也可规定一个标准时 间，所有仪器都按同一标准时间作日变校正。观测结果加 上此项校正值后即得到消除日变影响的观测值。日变校正原来都是通过手工计算完成，其校正误差是 由两个人分别读数计算后的数据之差统计而来。但现在这 些步骤全部由计算机完成，从读取数据、计算结果都是程 序化，不应该有误

11、差。真正的日变误差是计算机在测点观 测时间和日变曲线上的插值时间不完全一致时的读数差形 成的，其误差应该是很小。其实，规范中已列出各种比例尺磁测的精度要求，只需采取措施执行就可以了。、仪器性能校验 1、磁力仪噪声水平的测定当有3台以上磁力仪同在一起工作时，可选择一处磁场平稳且又不受 人文干扰影响的地区，将仪器探头置于此地，每个探头相隔20米， 防止互相干扰。让这些仪器作日变测量，达到秒级同步。此时，地 磁场的变化对这些仪器观测值的影响是同向的，而这些仪器各自的 噪声对观测值的影响则是无定向的，而且仪器数量越多，噪声对这 些仪器观测值的平均值的影响趋近于零，这可以把此平均值视作地 磁场的“真值”

12、。因此，可取100个左右的观测值按下式计算每台仪 器的噪声均方根值S。式中：Xi：第i时间观测值Xi与起始时间观测值X0的差值；：这些仪器同一时间观测值Xi的平均值；n: 总观测点数i=1、2、n。 2、仪器一致性校验选择一个浅层干扰小且无人文干扰的地区布置一条测线（50 100个测点），其中有少数点要处在较强的异常场上（约为总均方误 差的5倍以上），所有仪器做往返观测，将观测值日改后按下式可计 算每台仪器的观测均方误差（同上）。各仪器的一致性用总观测误差来衡量：式中：Vi2为某次观测值（包括参与计算平均值的所有值）与该点各次观 测值平均数之差；n 检查点数 i=1、2、3、nm 总观测次数，

13、等于各检查点上全部观测次数之和。总观测误差不超过设计误差的二分之一时，表明仪器的一致性合 格。、磁基点（日变站或校正点）位置和基点值、磁基点（日变站或校正点）位置和基点值T0T0的确定的确定 1 1、位置的确定位置的确定磁基点分总基点和分基点，总基点就是测区内磁异常磁基点分总基点和分基点，总基点就是测区内磁异常 的起算点。磁基点的位置必须是通过小比例尺航磁图或者的起算点。磁基点的位置必须是通过小比例尺航磁图或者 是根据地层情况实测磁法剖面来确定，具体要求是：是根据地层情况实测磁法剖面来确定，具体要求是： 、位于正常场内；、位于正常场内； 、磁场平稳、水平梯度和垂直梯度比较小，在半径、磁场平稳、

14、水平梯度和垂直梯度比较小，在半径2m2m及及 高差高差0.5m0.5m范围内磁场变化不超过设计总均方误差的二分之范围内磁场变化不超过设计总均方误差的二分之 一；一； 、附近没有磁性干扰物（特别是可移动的磁性干扰物）、附近没有磁性干扰物（特别是可移动的磁性干扰物） ，远离建筑物和工业设施（如铁路、厂房、输电线路、铁，远离建筑物和工业设施（如铁路、厂房、输电线路、铁 质地下埋设物等）；质地下埋设物等）； 、所在点能不被破坏，有利于标志长期保存；、所在点能不被破坏，有利于标志长期保存； 、对于日变站而言，应靠近驻地，使用方便。、对于日变站而言，应靠近驻地，使用方便。2、T0的确定在确定的总基点上，使

15、用多台磁力仪作静态观测（日变），读数间隔时间不大于20S，取多条曲线中至少2h内磁场平均值变化不超过2nT的相同时间段读取数据并进行统计，计算出磁场平均值，即T0值。3、日变站要求 日变站的控制磁测范围原则上为3050千米； 日变观测所用的磁力仪精度应高于或等于与测网观测的磁 力仪；正式生产前，应作24小时连续观测，以了解仪器性 能与短周期日变特征； 日变观测仪器尽可能置于不影响磁测、温升较小、能遮风 避雨的容器中；日变站须设专人观测、守护，遇磁暴或磁 异常天象时应停止工作； 日变站的T0值一经测定则不应变动（当作基点时）； 为保证日变站与测网观测的同时性，提高对地磁场短周期 变化的改正精度，

16、日变读数记录时间间隔不大于30s或采 用自动连续记录。日变站的观测时间应始于早校正点观测 之前，结束于晚校正点之后。、野外数据采集1、磁测人员(含日变观测)必须“净磁”，确须携带的磁性物件及其它 仪器设备应与测点保持一定距离。2、每天的工作必须从仪器校正点开始，闭合于该校正点，两次校正点 的数值经日变改正后，其差值应小于设计的总均方误差（5nT），否 则当天工作量不合格。3、整个测区应保持探头高度和探头方位一致。4、当仪器性能发生突然变化时，须回到前几个测点作重复观测，必要 时回校正点上作重复观测，确定仪器性能正常后方可继续测点观测。重 复观测时要保证点位正确。5、要随时注意观测结果，对工作过程中出现的问题与测点周围、特别 是异常处的特殊地理、地物、地质现象要记录清楚、准确。并拣块作磁 性测试，必要时带回标本。6、如遇测区海拔高，施工环境恶劣，各测量小组人员应保持联系畅通 ，严格执行呼唤应答制度，以保证出现意外情况可相互救援帮助。7、遇特殊地形、磁性干扰物(人